Växthusgasen som kan rädda klimatet

Metanhalten i jordens atmosfär har mer än fördubblats på hundra år. I dag svarar den för ungefär 20 procent av den växthuseffekt som alla gaser utom vattenånga står för. Koldioxid bidrar med hela 70 procent. Men till skillnad från koldioxiden uppehåller sig metanet bara åtta år i jordatmosfären, eftersom metangasen som frigörs vid jordytan omvandlas till koldioxid och vatten högre upp i atmosfären.

Redan metanets ursprung är en omtvistad fråga. Man vet att en del är resultatet av nedbrytning av organiskt material i syrefria miljöer, som torvmossar och risfält. Matsmältning hos kossor och andra idisslare står för nästan en femtedel av metanutsläppen i luften. Processen liknar den som gett upphov till kol och olja.

Men det finns också en del metan på jorden som inte har organiskt ursprung, på samma sätt som på andra ställen i världsrymden. På Saturnus måne Titan, till exempel, flyter sumpgas, som metan också kallas, i tusentals sjöar, och atmosfären innehåller mellan en och två procent metan.

Den kände astrofysikern Thomas Gold hävdade att det mesta av gasen kommer från icke-organiska källor och menade att stora oupptäckta gasfält står att finna i och under jordskorpan.

Särskilt stora förutsättningar för fynd såg han i marken där stora meteorer har slagit ner. Siljansringen var i hans ögon en lovande kandidat till ett gigantiskt gasfält. Det bolag som skapades för att borra efter naturgas där fann dock inga utvinningsvärda mängder, och många svenskar som chansade på att bli rika förlorade sina investerade pengar. Men detta motbevisar inte den grundläggande teorin.

Andra forskare pekar på att de stora naturgasfälten ofta finns på större djup, under olja och kol. De menar att det därför är rimligt att förutsätta samma biologiska ursprung för metangasen som för de andra fossila bränslena.

Hur mycket metan som totalt finns på jorden är också dåligt känt. I naturgasfält – stora koncentrerade depåer som kan utvinnas kommersiellt med konventionell teknik – uppgår de påvisade mängderna till omkring 180 x 1012 kubikmeter. Den årliga utvinningen ligger på drygt 3 x 1012 kubikmeter, så de kända reserverna skulle med nuvarande utvinningstakt räcka i sextio år. Ett fåtal länder dominerar både vad gäller reserver och produktion. Ryssland, Iran och Qatar har tillsammans mer än hälften av världens reserver, och Ryssland, USA, Kanada, Iran och Algeriet svarar tillsammans för nästan hälften av världens produktion.

I dag står metan för nästan en tredjedel av den globala användningen av fossila bränslen. Det är lika mycket som kol, medan olja utgör den största andelen, med drygt 40 procent. Den mixen har ändrats kraftigt under det senaste halvseklet och förändringen kan skrivas: från fast till flytande till gas. Samtidigt svarar olja och naturgas för bara drygt 10 procent vardera av de kända fossila energireserverna, medan den allra största delen utgörs av kol. Om priset på kolutvinning ökade skulle kolet löna sig bättre, och således har framtidsprognoserna sedan länge inneburit att kolet skulle återta sin dominerande roll bland fossilbränslena.

Detta är oroande från klimatsynpunkt: att elda med kol tillför dubbelt så mycket koldioxid till atmosfären som metan. Därför förespråkar många energi- och klimatstrateger att vi ska öka vår användning av naturgas på kolets bekostnad. Då kan koldioxidutsläppen minskas i väntan på kommersiella genombrott för solenergi och andra koldioxidsnåla energiformer. Det är också den väg som EU har börjat gå, med hjälp av storskalig import av rysk naturgas.

Det finns dock mycket mindre naturgas än kol, vilket talar emot kolet som global lösning. Dessutom är världens gasreserver, liksom de av olja, geografiskt snedfördelade, medan kolförekomsterna är mer jämnt spridda. Så argument om självförsörjning och energioberoende talar för kol.

Denna hotfulla vision är nu på god väg att förändras. Tack vare en nyligen utvecklad teknik som tagits i kommersiellt bruk i USA har den amerikanska utvinningen av naturgas för första gången på decennier kunnat öka. Med hjälp av den nya tekniken kan metan kanske komma att bli en klimaträddande ängel under en kritisk övergångstid. Tekniken innebär både fysiska och kemiska ingrepp för att skaka om och pressa ut gas. Men den innebär också vissa miljöproblem, och att borra horisontella nätverk av rörledningar kan påverka grundvattenflöden. Det återstår alltså att utvärdera de miljöproblem som tekniken för med sig och avgöra om nyttan av att använda den överstiger skadan.

De positiva konsekvenserna på energiområdet är dock stora. Gas blir en energiresurs som finns rätt allmänt tillgänglig och länder som Indien och Kina, som hittills har varit hänvisade till dåligt kol som inhemsk energikälla, får i ett slag ett alternativ som är överlägset såväl från arbetsskydds- som miljösynpunkt. Också för Europa och i synnerhet dess östra del öppnar tekniken möjligheter att med inhemsk gas minska det stora beroendet av rysk metan. Samtidigt ter det sig osannolikt att en internationell kartell för naturgas, som Opec för oljan, ska kunna bildas.

Metangasen sipprar också ut i atmosfären, och halten har som sagt ökat mer än dubbelt sedan början av 1800-talet. Samtidigt är metanets uppehållstid i luften ganska kort, så metangasen har, till skillnad från koldioxiden, inte ansamlats ända sedan industrialismens början. Den måste ha släppts ut under det senaste knappa decenniet.

Varifrån kommer då denna metan? En del är läckage vid utvinning och under transport. Gasbolagen själva anger sådana förluster till bara någon promille av utvinningen. Men många oberoende forskare sätter andelen högre, ofta på procentnivå, och hänvisar till att gasbolagens siffror avser normal drift och att de större utsläppen sker vid driftsstörningar av olika slag.

På många håll är också den olja som utvinns blandad och mättad med gas, stora delar utan att komma till nytta. För att undvika explosionsrisk förbränns naturgasen på plats. Men det medför också att mer koldioxid tillförs atmosfären i stället för metan. Sammantaget blir mängden metangas som läcker ut vid utvinning av olja och kol ganska stor. Hur stor är dock dåligt känt.

Andra stora metankällor är avgångar från torvmossar, risfält, avfallsdeponier och idisslares magar. Vissa av dessa är naturliga, men även om kor är högst naturliga är antalet mycket högre i dag än under förindustriell tid. Även risodlingar är mer omfattande och avfallsdeponier är av en helt annan dimension nu än då.

Betydligt större men än så länge dåligt kända mängder metan finns dock på andra ställen. Snart sagt alla porösa bergarter, som skiffrar, innehåller metan, och fram till helt nyligen har vi saknat teknik för att ekonomiskt utvinna det.

Men den verkliga jokern vad gäller metan är metanhydraterna, där metangasen än så länge är fången på havsbotten och i den arktiska tundran. Här saknas det helt metoder för utvinning. Men frigörs metanet hotar det att starkt inverka på växthuseffekten.

Metanhydrat kan beskrivas som en molekyl metan infrusen i ett gitter av åtta molekyler vatten. Ämnet är stabilt bara under högt tryck och vid låg temperatur. Håller man det i handen känns det som kramsnö, och om man antänder det brinner det ungefär som en metatablett på ovansidan medan smältvatten droppar underifrån.

På många håll i oceanerna, där vattentemperaturen håller sig på några få plusgrader, förekommer metanhydrater från ungefär tre hundra meters djup och neråt. De totala mängderna är okända men mycket stora. Vissa bedömningar pekar på att det totala kolinnehållet kan uppgå till 10 000 miljarder ton, vilket är dubbelt så mycket som de uppskattade förekomsterna av kol, olja och naturgas tillsammans.

Att metanhydrater har funnits mycket länge på havsbotten visade en sensationell upptäckt för tretton år sedan. Då fann en grupp forskare från Penn state university ett slags maskar, upp till fem centimeter långa, inom klassen Polychaeta, som uteslutande lever i och av metanhydrat.

I de övre skikten vad gäller havsdjup och temperatur, där metanhydrat kan förekomma, är det instabilt, och under tidigare tidsepoker har naturliga processer plötsligt frigjort metanet. På så sätt har ett antal jättekratrar bildats på botten av Berings hav, då metanhydrat plötsligt frigjordes till följd av att trycket minskade och/eller temperaturen höjdes.

För 7 000 år sedan inträffade vad som kanske är historiens största jordskred utanför den norska kusten. Över tre tusen kubikkilometer sediment störtade utför kontinentalsockeln sedan metanhydrat hade upplösts och gett upphov till en jättetsunami. Den spolade havsorganismer och sediment högt upp i de skotska sjöarna och bidrog till att forma Engelska kanalen. Så stora tillskott av metan till atmosfären ger upphov till korta värmeperioder. Samtidigt kan uppvärmningen i sig trigga frigörningen av ännu mer metan från andra deponier av metanhydrat och därmed förlänga den varma perioden.

Frågan nu är om den pågående uppvärmningen av Arktis kan resultera i att metan frigörs från hydraterna i tundran eller ishavet och spär på atmosfärens innehåll av växthusgaser. De senaste åren har ryska forskare mätt upp högre halter av metan över Arktis än vad man finner på andra håll i atmosfären. Och nyligen har även svenskar kunnat verifiera klart förhöjda halter av metan över den sibiriska tundran.

Detta kan – men behöver inte – betyda att metan från de stora depåerna av metanhydrat har börjat frigöras, vilket vore mycket illavarslande, eftersom det skulle kunna vara början på en självaccelererande uppvärmnings- och metanfrigöringsprocess. En annan möjlig förklaring, som inte heller är direkt lugnande, är att uppvärmning medför att en del av allt det organiska material som är infruset i tundran börjat brytas ner och att en del av nedbrytningen sker i syrefattig miljö och resulterar i metan.

Kanhända kommer metangasen att i en varmare värld löpa amok utom vår kontroll. Eller så blir den vår räddande ängel som hjälper oss att hantera klimatfrågan genom att ersätta kol, medan vi utvecklar koldioxidsnåla energiformer.