Grunnleggende fakta om metan og CO2 i atmosfæren

Før vi går inn på metanutslippene fra norske husdyr, er det greit å repetere en del grunnleggende fakta om metan og hva som skjer med metanet når det slippes ut i atmosfæren. Det er temaet for denne andre artikkelen om metan, beitedyr, kostholdsendringer og klimaeffekt.

Når fossilt brensel – kull, olje og gass – forbrennes, forbinder karbonet seg med oksygen og danner den stabile gassen CO₂ som havner i lufta gjennom f.eks. eksosen fra biler og avgasser fra varmekraftverk. CO₂ dannes også når organisk materiale blir nedbrutt og fra nedbryting av metan. Noe absorberes i havet og gjør vannet surere (det dannes kullsyre). Fossilt CO₂ som er sluppet ut i atmosfæren, forsvinner derfra bare uhyre langsomt. Det vil bidra til økt global temperatur i atmosfæren i hundrevis eller tusenvis av år. Også havet varmes opp og vil bidra til å opprettholde den globale overflatetemperaturen i lang tid, selv om konsentrasjonen av CO₂ skulle avta igjen.

Den nest viktigste klimagassen er metan (CH₄). Metan slippes ut i lufta fra drøvtyggere, som raper og promper metan og fra gjødsla, fra våtmarker og fra tundra som tiner, og fra lekkasjer i fossilindustrien. Metan fra jordbruket utgjør ca 57 % av de norske metanutslippene, mens olje- og gassutvinning bidrar med 7,6 %.

Også lystgass (N₂O) er en kraftig klimagass. I tillegg finnes det en lang rekke andre og mindre viktige klimagasser. Når de havner i atmosfæren på grunn av naturlige eller menneskeskapte utslipp, fungerer de som et drivhus ved at de bremser varmetransporten fra Jorda ut i verdensrommet. De kalles derfor også drivhusgasser.

Metan er brennbar (den er hovedbestanddelen i naturgass). I atmosfæren brytes metanet gradvis ned til CO₂ med en halveringstid på 6,3 år. IPCC oppgir den såkalte levetida for metan fra atmosfæren til 11,8 år (Climate Change 2021: The Physical Science Basis, s. 836). Halveringstida er ca 0,7 ganger levetida. Det vil si at i løpet av 6,3 år vil halvparten av en gitt mengde ha blitt brutt ned. Etter ytterligere 6,3 år er halvparten av det igjen brutt ned, dvs at bare 1/4 av den opprinnelige mengden er igjen. Slik fortsetter det inntil alt er borte. I praksis vil det si under 50 år.

Trass i at metanet brytes ned, har konsentrasjonen i atmosfæren økt raskt. Siden kurva i Figur 1 krummer oppover (stiger stadig raskere) etter 2005, har også de årlige utslippene økt i dette tidsrommet.

Metan er en mye mer potent klimagass enn CO₂. Før det blir nedbrutt, har et tonn metan samme varmeeffekt som over 100 tonn CO₂. Men siden konsentrasjonen av metan i atmosfæren avtar raskt med tida, vil også oppvarmingseffekten avta omtrent like raskt mot tilnærma null. Over et gitt tidsrom har 1 tonn metan (eller en annen klimagass) i atmosfæren samme gjennomsnittlige oppvarmingseffekt som et visst antall tonn CO₂. Vanligvis settes dette tidsperspektivet til 100 år, og da er dette antallet for metan ca 27, dvs at hvert tonn metan tilsvarer 27 tonn CO₂. Dette uttrykkes ved at det såkalte ekvivalensmålet GWP₁₀₀ = 27, eller at 1 tonn metan tilsvarer 27 tonn CO₂-ekvivalenter (CO₂-e). Dette kommer jeg til i Del 4.

Jo høyere konsentrasjon av CO₂ og andre klimagasser, desto høyere temperatur på Jorda. Det er ikke de årlige utslippene, men den totale mengden (eller konsentrasjonen) av CO₂-e i atmosfæren som bestemmer hvor varmt det blir. Siden CO₂ som er sluppet ut i atmosfæren i praksis ikke forsvinner igjen, er den totale tilveksten av CO₂ siden f.eks. 1990 lik summen av alle de årlige utslipppene etter dette året. Hvert nytt utslipp av CO₂ fører da til en liten temperaturstigning. Det er denne totale tilveksten som bestemmer hvor mye den globale temperaturen har økt i samme tidsrom. Sammenhengen er proposjonal: Om mengden CO₂-e i atmosfæren øker med 1000 Gt (1 Gt = 1 milliard tonn), vil temperaturen stige med 0,45 °C, ifølge IPCCs siste rapport (Climate Change 2021,The Physical Science Basis, Summary for Policymakers, s 36).

Metan har en helt annerledes oppvarmingseffekt enn CO₂

Det skyldes at metanet brytes ned til CO₂ etter hvert, som nevnt tidligere. Ved et konstant årlig utslipp av metan vil konsentrasjonen etter lang tid stabilisere seg på et nivå som er proporsjonalt med det årlige utslippet. Da er nedbrytingsraten og tilførselsraten like store og balanserer hverandre slik at konsentrasjonen vil holde seg konstant.

Et bilde: Anta at det renner vann inn i et kar i en jevn strøm. Vannet strømmer også ut gjennom et lite hull i bunnen. Til å begynne med er vannstanden høy, og vannet spruter ut gjennom hullet, mye fortere enn det strømmer inn. Vannstanden vil synke trass i at det også renner vann inn, og vannstrømmen ut av hullet blir gradvis svakere. Til slutt blir vannstanden så lav at vannet renner like fort ut som inn. Fra da av vil vannstanden være konstant.

Figur 2. Oppvarmingseffekten av CO₂ og metan ved økende utslipprater, dvs antall tonn/år, (venstre), konstante utslippsrater (midten) og minkende utslippsrater (høyre). Den øvre raden viser utslippsratene som funksjon av tida, den nederste de tilsvarende oppvarmingseffektene (eller de akkumulerte nivåene av CO₂ og metan) dersom enten CO₂-raten eller metanraten endrer seg som vist i den øverste raden. Kilde: Oxford Martin School, University of Oxford. Diagrammet er også gjengitt av mange andre forfattere.

Figur 2 viser idealisert den oppvarminga som følger av økende, konstant og minkende utslipp pr år av hhv CO₂ og metan. I venstre søyle ser vi at dersom utslippene av både CO₂ og metan øker jamnt, vil temperaturbidraget fra metan også øke jamnt, mens bidraget fra CO₂ øker stadig raskere fordi konsentrasjonen av CO₂ i atmosfæren øker stadig raskere som følge av stadig høyere årlige utslipp.

De to midterste figurene viser at om de årlige utslippene fra CO₂ og metan er konstante, vil CO₂ bidra til stigende temperatur, mens temperaturbidraget fra metan vil være konstant, trass i at de årlige utslippene fortsetter (som før).

Dersom nedgangen i de norske årlige utslipp siden 2018 fortsetter for både CO₂ og metan (se Del 3), er det diagrammene til høyre som gjelder. Og hva viser de? At CO₂-utslippene likevel vil føre til stigende temperatur, som riktignok stiger langsommere etter hvert som de årlige utslippene blir mindre. De minkende metan-utslippene vil derimot vil gi et stadig minkende temperaturbidrag så lenge reduksjonen fortsetter, men fra da av vil temperaturbidraget nærme seg konstant (riktignok ikke så raskt som i diagrammet).

Men hva blir den kombinerte effekten av omtrent konstante årlige CO₂-utslipp og reduserte årlige metanutslipp som følge av at beitedyrbestanden går ned? Det kommer jeg til i Del 4.

Når vi skal sammenlikne oppvarmingseffektene av CO₂ og metan, er det vestenlig å skille mellom et enkelt utslipp (så og så mange tonn) og årlige utslipp (så og så mange tonn pr år). Når vi snakker om endringer i utslippene, må en skille mellom et endra utslipp et enkelt år eller et kortere tidsrom (et enkeltutslipp), og en endring fra én nokså fast utslippsrate til en annen. Dette blir ikke alltid gjort klart. I Figur 2 står det f.eks. «emissions» (utslipp) mens det burde ha stått «annual emissions» (årlige utslipp). I innlegget til Hege Haugland som jeg nevnte i Del 1, er påstanden (trolig) at fra 2035 vil de årlige utslippene av metan fra husdyr være 1,019 Mt CO₂-e lavere enn de ville vært uten de aktuelle kostholdsendringene.

---

Dette er Del 2 av fire artikler om beitedyr, metanutslipp og klimaeffekten av å redusere beitedyrbestanden slik de nye kostholdsrådene legger opp til.

Felles emneknagg for alle artiklene: @MetanOgBeitedyr