Metan-produktion (Methanogenese): Mikrobiologisk proces, miljømæssige drivere og klima-påvirkning

Methanogenese er den anaerobe mikrobiologiske produktion af metan (CH₄) af methanogene arkæer (methanogener).

Biokemi

• Unikt enzym: methyl-koenzym M reduktase (MCR) katalyserer sidste trin.
• Substrater: CO₂ + H₂ (hydrogenotrof), acetat (acetoklastisk), methyl-forbindelser (methylotrof).
• Energi-udbytte: lavt (ΔG°' ≈ –30 til –130 kJ/mol) → langsom vækst, lav biomasse.

Vigtige miljømæssige krav

• Streng anaerobiose: O₂ hæmmer MCR og methanogen-enzymer.
• Organisk stof-forsyning: Fermentører (bakterier) bryder polymerer → H₂, acetat, format for methanogener (syntrofi).
• Temperatur: Mesofile (25–40°C) eller termofile (50–60°C) optima.
• pH: Neutral til lidt alkalisk (6,5–8,0).
• Lavt sulfat: Sulfat-reducenter udkonkurrerer methanogener for H₂/acetat.

Vigtigste naturlige kilder

• Vådområder (største naturlige kilde).
• Rismarker (oversvæmmede jorder).
• Geværs indre fermentation (kvæg, får).
• Termitter, lossepladser, sedimenter, permafrost-opvarmning.

Antropogen forstærkning & Mildring

• Husdyr, fossile brændstoffer-udvinding, lossepladser, spildevand → ~60% af globale CH₄-udsledninger.
• Mildring: foder-tilsætningsstoffer (3-NOP, tang), gylle-biogasanlæg, losseplads-gas-indsamling, lekkage-reparation, kost-skift.

CH₄ er 28–84× CO₂ GWP (100/20 år); reduktion af det er et hurtigt klima-håndtag.