متان گازی بی‌رنگ و بی‌بو است که به وفور در طبیعت وجود دارد، این گاز ساده‌ترین عضو از سری پارافین‌های هیدروکربن است و یکی از قوی‌ترین گازهای گلخانه‌ای محسوب می‌شود. گاز متان را با تقطیر زغال سنگ و گاز طبیعی یا تخمیر مواد آلی تولید می‌کنند.
توده‌ای از گیاهان منقرض شده تحت تاثیر گرما و فشار زمین قرار می‌گیرند، مولکول‌های کربن غنی را از انرژی ایجاد شده دریافت و آن را به ماده‌ای خام تبدیل می‌کنند که متان نام دارد.
به طور عمده گاز طبیعی متان است و احتراق متان می‌تواند به آزاد شدن انرژی به شکل گاز طبیعی منجر شود، بنابراین این نوع گاز در منازل و محیط‌های کاری کاربرد زیادی دارد در صورتی که متان در هوا رها شود، این امکان وجود دارد که خطرناک باشد؛ زیرا در ایجاد اثر گلخانه‌ای از دی اکسید کربن نیز قوی‌تر است. براساس اطلاعات و آمار به دست آمده نقش متان در گرم شدن کره زمین حدود 30 درصد است. برای آشنایی بیشتر با این گاز و کاربردهای آن می‌توانید راهنمای زیر را مطالعه کنید.
6 مورد از کاربردهای انرژی متان
فهرست سرفصل ها
متان منبع مهم هیدروژن و برخی مواد شیمیایی آلی است که با بخار در دماهای بالا واکنش نشان می‌دهد، همچنین مونوکسید کربن و هیدروژن تولید می‌کند. کاربردهای این انرژی به قدری است که در ساخت آمونیاک برای کودها و مواد منفجره نیز از همین انرژی استفاده می‌کنند. برخی از مواد شیمیایی که از متان تهیه و تولید شده‌اند، عبارت هستند از: متانول، کلروفرم، تتراکلرید کربن و نیترومتان.
احتراق ناقص متان باعث ایجاد کربن سیاه می‌شود که به طور گسترده‌ای به عنوان یک عامل تقویت‌کننده در لاستیک‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ادامه 6 مورد از اصلی‌ترین کاربردهای انرژی متان را توضیح می‌دهیم:
- گاز گلخانه‌ای که بر دمای محیط تاثیر می‌گذارد، متان نام دارد که اگر مایع باشد می‌توان از آن به عنوان سوخت موشک نیز استفاده کرد. از آنجایی که متان وزن مولکولی کمی دارد و در واحد جرم گرمای بیشتری نسبت به نفت سفید تولید می‌کند، برای سوخت موشک گزینه بهتری است.
- متان در خانه برای تامین انرژی برخی وسایل همانند آبگرمکن و اجاق گاز استفاده می‌شود. این گاز خیلی سریع خشک می‌شود؛ در نتیجه همین ویژگی، بیشتر متانی که در دریاچه‌ها، نهرها یا خاک جمع می‌شود در نهایت به اتمسفر می‌رود.
- از این گاز برای تولید برق استفاده می‌کنند؛ زیرا جزء اصلی گاز طبیعی محسوب می‌شود با استفاده از بخار ایجاد شده از جوشاندن آب متان به عنوان سوخت و انرژی لازم برای نیرو دادن به توربین‌ها قابل استفاده است.
- متان در مقایسه با سایر هیدروکربن‌ها سوختی پاک محسوب می‌شود؛ زیرا در واحد گرمای تولید شده دی اکسید کربن کمتری منتشر می‌کند. این ماده در بیوگاز و CNG نیز به عنوان سوخت استفاده می‌شود.
- متان اغلب به عنوان کود کاربرد دارد، علاوه بر این از متان برای تولید انواع مواد شیمیایی نیز استفاده می‌کنند.
کاربرد گاز متان در سوزاندن
متانی که در زیر زمین تولید می‌شود و در خاک جریان دارد، ممکن است سال‌ها بدون تغییر باقی بماند. این نوع گاز به وفور در گاز طبیعی وجود دارد و در سراسر جهان نیز ذخیره می‌شود. در ضمن از جمله مهم ترین کاربردهای گاز اتان می‌توان به ایجاد جرقه و شعله اشاره کرد.
در واقع این گاز با محصولات جانبی آب و دی اکسید کربن به سرعت واکنش نشان می‌دهد و می‌سوزد و به دلیل هزینه کمی که دارد به عنوان یک ماده سوختی تجاری جذاب به کار گرفته می‌شود. از این رو متان را برای واکنش‌های انفجاری استفاده می‌کنند.
کاربرد متان در تولید نیروی الکتریسیته
با استفاده از فناوری‌های مرسوم همانند تبدیل نیروی شیمیایی یا مجموعه ژنراتورهای توربین گاز، متان را می‌توان به سوخت مایع یا برق تبدیل کرد. به منظور ایجاد نیروی الکتریسیته از گاز متان به سرمایه‌گذاری میلیارد دلاری و همچنین زمین قابل توجهی برای پیش بردن این نوع فناوری نیاز است.
متان توسط میکروارگانیسم‌های موجود در سیستم‌های بیوگاز به وجود می‌آید که سپس برای تامین انرژی یک توربین و تولید برق سوزانده می‌شود. بیشترین ظرفیتی که می‌توان به آن دست یافت زمانی است که کمتر از نیمی از بیوگاز به برق تبدیل شده باشد. خطوط کابلی موجود در این فناوری، نیروگاه بیوگاز و خطوط انتقال را به هم وصل می‌کند.
بنابراین یک نیروگاه بیوگاز با استفاده از بیوگاز، باعث تولید برق می‌شود و برق تولید شده از طریق خطوط انتقال و استفاده موثر از گاز متان در شهر قابل توزیع خواهد بود.
نقش متان به عنوان یک گاز گلخانه‌ای
متانی که تولید شده و در اتمسفر رها می‌شود، توسط چرخه‌های متان جذب شده، که این چرخه‌ها شامل خاک هستند و فرآیند اکسیداسیون متان در پایین‌ترین منطقه اتمسفر را به خوبی پشت سر می‌گذارند. بیشتر متان تولید شده به طور طبیعی با جذب در چرخه‌های طبیعی جبران می‌شود.
با این حال تولید متان انسانی می‌تواند باعث افزایش سریع‌تر غلظت متان شود. از سال 2007 تا به امروز غلظت متان در جو زمین در حال افزایش است. براساس آماری که در سال 2022 جمع‌آوری شده، متان موجود در اتمسفر به طور تقریبی 3 برابر از سطوح سال‌های قبل از توسعه خدمات صنعتی، رشد داشته است.
افزایش غلظت متان در اتمسفر به اثر گلخانه‌ای کمک می‌کند، به طوری که گازهای گلخانه‌ای تابش مادون قرمز را جذب می‌منند و دوباره آن را به سطح زمین بازتاب می‌دهند و به طور بالقوه گرما را به دام می‌اندازند و تغییرات اساسی ایجاد می‌کنند. در شرایط جوی مختلف، افزایش متان اتمسفر نیز به طور غیر مستقیم اثر گلخانه‌ای را افزایش می‌دهد.
سخن پایانی
متان نسبت به سایر هیدروکربن‌ها یا سوخت‌های فسیلی همانند زغال سنگ و بنزین به دست آمده از نفت تصفیه شده، مزایای زیست محیطی قابل توجه بیشتری دارد؛ زیرا در هر واحد جرم انرژی، گرما و نور بیشتری تولید می‌کند. در ادامه نیز دی اکسید کربن و سایر آلاینده‌ها را به میزان قابل توجهی تولید خواهد کرد که باعث هوای آلوده و ناسالم می‌شود.
متان یک گاز گلخانه‌ای بسیار قوی است؛ زیرا پیوندهای مولکولی موجود در مولکول‌های آن باعث می‌شود 86 برابر بیشتر از دی اکسید کربن در جذب گرما کارآمد باشد. در این راهنما شما را با اصلی‌ترین کاربردهای آن آشنا کردیم تا با نحوه استفاده از آن آشنا شوید.