Meren slaan enorme hoeveelheden methaan op. In een nieuwe studie, milieuwetenschappers van de Universiteit van Bazel geven suggesties hoe het kan worden gewonnen en gebruikt als energiebron in de vorm van methanol.

Discussie over de huidige klimaatcrisis gaat meestal over koolstofdioxide (CO ₂ ). Het broeikasgas methaan is minder bekend, maar hoewel het veel zeldzamer is in de atmosfeer, het aardopwarmingsvermogen is 80 tot 100 keer groter per eenheid.

Meer dan de helft van het methaan dat door menselijke activiteiten wordt veroorzaakt, is afkomstig van de olieproductie en landbouwmeststoffen. Maar het gas ontstaat ook door de natuurlijke afbraak van biomassa door microben, bijvoorbeeld in meren. In hun meest recente publicatie, onderzoekers van de Universiteit van Basel in Zwitserland schetsen de potentiële en theoretische mogelijkheden voor het gebruik van methaan uit meren en andere zoetwaterlichamen voor duurzame energieproductie.

Methaan uit meren en waterreservoirs vormt ongeveer 20% van de wereldwijde natuurlijke methaanmissies. "Dat zou theoretisch genoeg zijn om aan de energiebehoefte van de wereld te voldoen, " zegt Maciej Bartosiewicz, een postdoc bij de afdeling Milieuwetenschappen van de Universiteit van Basel. Meren nemen continu CO2 op uit de atmosfeer door de groei van fytoplankton. Microben zetten de koolstof om, opgelost door fotosynthese, bij de verwerking van biomassa in methaan. Op die manier, koolstof gebonden in het methaan blijft tijdens de verbranding binnen de natuurlijke kringloop. Fossiele brandstoffen zouden gedeeltelijk kunnen worden vervangen door "natuurlijk" hernieuwbaar methaan. Methaangas wordt al verbrand in gasgestookte elektriciteitscentrales voor elektriciteitsproductie en gebruikt als brandstof in de vorm van vloeibare methanol.

Meren als enorme energieopslag

Het idee dat in het artikel wordt beschreven is niet helemaal nieuw:sinds 2016 methaan in het Kivumeer tussen Rwanda en de Democratische Republiek Congo is gewonnen uit een diepte van 260 meter, gereinigd en direct via generatoren voor energievoorziening gebruikt. "Methaan komt in hoge concentraties in grote hoeveelheden voor op de bodem van het meer daar, " legt Bartosiewicz uit. "De methaanconcentratie is ongeveer 100 keer hoger dan in gewone meren." Lage concentraties maakten de winning van methaan uit conventionele meren tot een paar jaar geleden technisch te moeilijk. Maar nieuwe microporeuze membranen gemaakt van polymere materialen laten het gas nu toe om veel efficiënter van het water worden gescheiden.

De onderzoekers hebben hiervoor de eerste concrete voorstellen gedaan:het gebruik van een hydrofobe gas-vloeistofmembraancontactor, een methaanhoudend gasmengsel kan worden gescheiden van water en het methaan kan worden geconcentreerd. Zeolietmineralen zijn bijzonder geschikt voor verrijking, omdat hydrofobe kristallijne stoffen gassen kunnen adsorberen en afgeven.

Potentiële positieve effecten op ecosystemen

"Met ons idee we wilden een brede discussie starten over het potentieel, haalbaarheid en risico's van een technologie als deze, " zegt Bartosiewicz. "Tot nu toe, geen studies hebben de effecten van methaanverwijdering op het functioneren van het ecosysteem van meren onderzocht, maar met ons huidige inzicht zijn er geen onmiddellijke negatieve effecten te voorzien." het verwijderen van overtollige koolstof zou zelfs kunnen helpen overmatige vorming van fytoplanktonbloei te beteugelen en de uitstoot van natuurlijke broeikasgassen door meren te verminderen. Er is meer werk nodig voordat dit aanvankelijke theoretische idee in de praktijk kan worden geïmplementeerd, zegt Bartosiewicz. Maar hij is ervan overtuigd:"Dit concept kan ooit een belangrijke bijdrage leveren aan het behalen van onze klimaatdoelen."