Биогаз метан
Метан, имеющий формулу CH4, является, пожалуй, одним из наиболее известных людям газов. Причин тому две. Первая причина – это, конечно, его широчайшее использование на производстве и особенно в быту. Газовые плиты, присутствующие во множестве домов и квартир и «питающиеся» в основном метаном, стали одним из главных его «популяризаторов». То же относится и к фонарям, долгие годы освещавшим улицы многих городов мира.
Сейчас к таким бытовым приложениям метана прибавилось еще одно. Автомобилисты могут использовать баллоны с этим газом в качестве источников энергии для своих «железных коней». Данный процесс уже идет, и имеет, как считают многие эксперты, огромный потенциал.
Вторая причина состоит в том, что люди сталкивались с метаном на протяжении веков. Не зря его иногда называют «болотный» или «рудничный» газ.
Строго говоря, последнее не совсем верно. Оба названия означают не какое-то конкретное вещество, а газовую смесь из соответствующего источника. Но в любом случае основу данного «коктейля» действительно составляет метан (остальное приходится на азот и углекислоту). Таким образом, люди столкнулись с опасностью метана даже раньше, чем научились извлекать из него пользу.
Совершенно очевидно, что с началом массированного распространения газа на производстве и в быту люди вынуждены были искать решения, позволяющие им защитить себя, свои жилища и производства от возникающих рисков. Одним из решений стало применение так называемых одорантов (в английском языке слово «odor» означает «запах»). Специалисты (в отличие от многих пользователей) хорошо знают: метан не пахнет. Именно поэтому в него подмешивают специальные вещества, обладающие выраженным запахом. Его появление призвано привлечь внимание людей, сигнализируя о возникновении серьезной угрозы.
На Земле, как считают эксперты, практически весь метан (по крайней мере, девять десятых) имеет биологическое происхождение. Его появление становится результатом жизнедеятельности многих микроорганизмов. Такие бактерии живут, например, в болотах. Или в желудочно-кишечном тракте животных (особенно жвачных). Много таких бактерий в переувлажненных почвах и иных подобных местах.
Это одна из причин, по которым ученые порой рассматривают метан в качестве признака наличия жизни. Однако для таких размышлений есть и другой повод.
Дело в том, что большое количество метана обнаружено в космосе, на некоторых больших небесных телах нашей Солнечной системы. Характерным примером является спутник Юпитера Титан. Метан находится там в жидком состоянии. Дело в том, что температура на Титане составляет весьма неуютные -180 градусов по Цельсию. Благодаря этому там, предположительно, существуют целые реки и озера метана. Иными словами, на отдаленном небесном теле может в значительных объемах присутствовать жидкость, да еще способная исполнять транспортные функции.
На Земле данную роль, как известно, исполняет вода. А вода – это жизнь. Так что вполне правомерно задумываться и о существовании других жизненных форм, использующих иные жидкости. Но, конечно, основное внимание человечества к метану сконцентрировано не на его космической роли. Данное вещество, как уже говорилось, играет огромную роль в хозяйственной деятельности.
Пожалуй, наиболее известна его роль в энергетике. Метан служит топливом для электростанций, источников тепла (начиная от индустриальных котельных и заканчивая небольшими домашними устройствами, рассчитанными на одну семью), автомобилей и т.д. К тому же при сгорании он оставляет минимальное количество вредных продуктов.
Гигантскую роль играет метан и в химической индустрии, в органическом синтезе. Так, различные виды крекинга используются, чтобы получить из него ацетилен. Кроме того, в промышленности метан используют как источник водорода. Именно благодаря ему производят, например, аммиак, а также синтез-газ. Из метана делают другие углеводороды, спирты, альдегиды и так далее. Все эти процессы с точки зрения «большой химии» можно отнести к числу основополагающих. И подобных примеров можно привести еще много. Здесь и синильная кислота, и метилхлорид, и хлороформ…
В современном мире, где все большее внимание уделяется вопросам экологии, рассказ про метан остался бы неполным без упоминания о его вкладе в климатические процессы. Речь идет о «глобальном потеплении».
Несмотря на большую известность и широкое использование в экономике и народном хозяйстве, метан в действительности является не столь уж распространенным веществом. Достаточно сказать, что его среднее содержание в атмосфере на данном этапе существования нашей планеты составляет менее двух частиц на миллион. При такой концентрации говорить о доминирующем влиянии метана на климат не приходится. Гораздо более значимую роль в климатические процессы вносят присутствующие в атмосфере водяной пар, а также диоксид углерода. Содержание последнего в воздухе примерно в 200 раз больше, чем у метана. Зато парниковая активность молекул метана в 21 раз выше, чем у углекислого газа. И поэтому «сбрасывать его со счетов» при оценке влияния на климат нельзя. Присутствуя в атмосфере, он действительно удерживает на Земле значительное количество тепла.