#28 - 10/2023

Geoengineering: οι πιο αμφιλεγόμενες λύσεις εξηγούνται

Ανάλογα με το ποιον ρωτάτε, η γεωμηχανική [geoengineering] αποτελεί είτε απειλή για τη σοβαρή δράση για το κλίμα, είτε ένα μακρινό εφεδρικό σχέδιο, είτε ένα απαραίτητο μέρος της σημερινής πολιτικής για το κλίμα. Όλοι θα συμφωνούσαν ότι είναι αμφιλεγόμενη. Η γεωμηχανική περιλαμβάνει ένα ευρύ φάσμα προτεινόμενων σκόπιμων παρεμβάσεων μεγάλης κλίμακας για τον μετριασμό ή ακόμη και την αντιστροφή της αύξησης της θερμοκρασίας.

Πολλοί επιστήμονες και ακτιβιστές ανησυχούν ότι οι παρεμβάσεις για το κλίμα που βασίζονται σε αυτές τις «τεχνολογικές λύσεις» θα αποσπάσουν την προσοχή από τη μείωση των εκπομπών και θα διαταράξουν ακόμη περισσότερο ένα πολύπλοκο και ελάχιστα κατανοητό παγκόσμιο κλιματικό σύστημα. «Θα ήταν πραγματικά ένα επικίνδυνο πείραμα και είναι αδύνατο να δοκιμαστεί πραγματικά πριν», λέει η Linda Schneider, εμπειρογνώμονας σε θέματα κλιματικής πολιτικής. […]

Η γεωμηχανική τείνει να διαχωρίζεται σε δύο κύριες κατευθύνσεις: τις τεχνικές που αποσκοπούν στην απομάκρυνση του διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα και τις πολύ πιο αμφιλεγόμενες προτάσεις για την ανάκλαση του ηλιακού φωτός μακριά από τη Γη. Εδώ θα εξετάσουμε σε βάθος τις κύριες προτεινόμενες τεχνικές σε κάθε κατηγορία, τη σκοπιμότητά τους και τις ανησυχίες σχετικά με τις πιθανές αρνητικές επιπτώσεις που θα μπορούσαν να επιφέρουν.

Απομάκρυνση διοξειδίου του άνθρακα

Πολλοί ερευνητές υποστηρίζουν ότι η χρήση των τεχνολογιών απομάκρυνσης του άνθρακα είναι πλέον σχεδόν απαραίτητη, δεδομένου ότι ο κόσμος βρίσκεται εκτός τροχιάς για να μειώσει τις εκπομπές αρκετά ώστε να αποφύγει την επικίνδυνη αύξηση της θερμοκρασίας. «Μέχρι το σημείο που θα φτάσουμε σε μηδενικές εκπομπές, θα έχουμε απαράδεκτη αύξηση της θερμοκρασίας», λέει ο Douglas MacMartin, ερευνητής μηχανολόγος και αεροδιαστημικός μηχανικός στο Πανεπιστήμιο Cornell, ο οποίος ειδικεύεται στην ηλιακή γεωμηχανική. «Η μακροπρόθεσμη λύση σε αυτό είναι να τραβήξουμε το CO2 από την ατμόσφαιρα». […]

BECCS: Bioenergy with Carbon Capture and Storage

BECCS

Η βιοενέργεια με δέσμευση και αποθήκευση διοξειδίου του άνθρακα, συχνά γνωστή με τη συντομογραφία BECCS [Bioenergy with carbon capture and storage], θεωρείται ως μία από τις πιο βιώσιμες τεχνολογίες αρνητικών εκπομπών.

Το BECCS περιλαμβάνει την καλλιέργεια φυτειών ή δέντρων, τα οποία δεσμεύουν CO2 από τον αέρα καθώς αναπτύσσονται, και στη συνέχεια την καύση τους για την παραγωγή ενέργειας, ενώ παράλληλα δεσμεύεται ο εκπεμπόμενος άνθρακας. Ο άνθρακας θα αποθηκεύεται στη συνέχεια στο υπέδαφος, αποτρέποντας την επιστροφή του στην ατμόσφαιρα, πριν επαναληφθεί η όλη διαδικασία. Με την πάροδο του χρόνου και σε αρκετά μεγάλη κλίμακα, η τεχνική αυτή θα μπορούσε θεωρητικά να αφαιρέσει σημαντικές ποσότητες άνθρακα από την ατμόσφαιρα.

Η μόνη μέχρι στιγμής μεγάλη μονάδα BECCS, στο Ιλινόις των ΗΠΑ

Το BECCS έχει γίνει ιδιαίτερα δημοφιλές στους μελετητές κλιματικών μοντέλων και περιλαμβάνεται πλέον ως βασικό μέρος των περισσότερων σχεδίων απαλλαγής από τον άνθρακα που είναι συμβατές με τη Συμφωνία του Παρισιού. […] Παρά την ευρεία χρήση του στα κλιματικά μοντέλα, το BECCS δεν έχει ακόμη αποδειχθεί σε κλίμακα, με μόλις μια χούφτα μονάδες να λειτουργούν σε όλο τον κόσμο. Το αρχικό κόστος για την κατασκευή εγκαταστάσεων δέσμευσης άνθρακα είναι επίσης υψηλό, ενώ η αποθήκευση του άνθρακα στο υπέδαφος θα μπορούσε να προκαλέσει σεισμούς ή να οδηγήσει σε διαρροή CO2 πίσω στην ατμόσφαιρα.

Μια άλλη σημαντική ανησυχία για το BECCS είναι οι τεράστιες εκτάσεις γης που θα χρειαστούν για την παραγωγή βιοενέργειας, οι οποίες θα μπορούσαν να ανταγωνιστούν την παροχή τροφίμων ή να οδηγήσουν στην αποψίλωση των δασών. Μια μελέτη διαπίστωσε ότι οι βιοενεργειακές καλλιέργειες που απαιτούνται για την επίτευξη της κλίμακας απομάκρυνσης του CO2 που περιλαμβάνεται στα σχέδια για τον περιορισμό της αύξησης της θερμοκρασίας στους 2 βαθμούς θα μπορούσαν να καταλάβουν έως και 700 εκατομμύρια εκτάρια - που ισοδυναμούν με περίπου το ήμισυ των σημερινών καλλιεργούμενων εκτάσεων στον κόσμο. Σύμφωνα με τη μελέτη, η περαιτέρω επέκταση της βιοενέργειας για την επίτευξη του ορίου του 1,5 βαθμού θα μπορούσε να προκαλέσει συνολικές απώλειες άνθρακα από τη γη, αντικαθιστώντας τα δάση και άλλα οικοσυστήματα με υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα με καλλιέργειες.

DAC: Direct air capture

DAC

Αυτή είναι η άλλη βασική τεχνολογία αρνητικών εκπομπών μεγάλης κλίμακας που προτείνεται. Η άμεση δέσμευση του αέρα (DAC: Direct air capture) περιλαμβάνει μηχανές που αφαιρούν το διοξείδιο του άνθρακα απευθείας από τον αέρα και όχι από μια σημειακή πηγή, όπως ένας θερμοηλεκτρικός σταθμός, όπως συμβαίνει με το BECCS. Προκειμένου να είναι μια τεχνολογία αρνητικών εκπομπών, το CO2 θα πρέπει στη συνέχεια να αποθηκευτεί με τρόπο που να εμποδίζει την επιστροφή του στην ατμόσφαιρα, παρόμοια με το BECCS.

Σε σύγκριση με το BECCS, η άμεση δέσμευση του αέρα μπορεί να φανεί ελκυστική επιλογή επειδή δεν βασίζεται σε τεράστιες αλλαγές στη χρήση γης και αποφεύγει πιθανές επιπλοκές γύρω από την αποψίλωση των δασών. Θεωρητικά, οι εγκαταστάσεις θα μπορούσαν επίσης να κατασκευαστούν ευκολότερα κοντά σε χώρους αποθήκευσης και αξιοποίησης, μειώνοντας την ανάγκη για μεταφορά CO2 σε μεγάλες αποστάσεις, όπως μέσω αγωγών.

Όμως αυτό συνοδεύεται από αρκετές επιφυλάξεις. Για τη λειτουργία του θα απαιτηθούν πιθανώς τεράστιες ποσότητες ενέργειας: μια εργασία που δημοσιεύθηκε πέρυσι διαπίστωσε ότι θα μπορούσε να απαιτήσει περισσότερο από το ήμισυ της σημερινής συνολικής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας μέχρι το 2100. Το έγγραφο προειδοποιούσε επίσης για τους κινδύνους που εγκυμονεί η υπόθεση ότι μπορεί να αναπτυχθεί σε κλίμακα και στη συνέχεια να διαπιστωθεί ότι αυτό δεν είναι εφικτό. Υπάρχουν επίσης ανησυχίες σχετικά με το πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί το δεσμευμένο CO2. Για παράδειγμα, μια κοινοπραξία μεταξύ της αμερικανικής νεοσύστατης εταιρείας Carbon Engineering και της εταιρείας ορυκτών καυσίμων Occidental Petroleum για την ανάπτυξη της πρώτης μεγάλης κλίμακας μονάδας DAC στον κόσμο θα χρησιμοποιήσει το δεσμευμένο CO2 για να βελτιώσει την αποτελεσματικότητα της ανάκτησης πετρελαίου.

Στην πραγματικότητα, η ενισχυμένη ανάκτηση πετρελαίου [enhanced oil recovery] είναι σήμερα η μεγαλύτερη βιομηχανική χρήση του CO2. Είναι η μόνη βιομηχανία δέσμευσης διοξειδίου του άνθρακα μεγάλης κλίμακας που υπάρχει, οπότε προσφέρει μια οικονομική διέξοδο για την ανάπτυξη των DAC και BECCS σε ευρύτερη κλίμακα. Ωστόσο, η χρήση του δεσμευμένου CO2 για την εξόρυξη περισσότερου πετρελαίου έχει προφανή προβλήματα. Το συλλεγόμενο CO2 θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί σε άλλες εφαρμογές, όπως για την παραγωγή καυσίμων ή δομικών υλικών όπως το τσιμέντο - ένας κλάδος γνωστός ως δέσμευση και αξιοποίηση του άνθρακα. Ωστόσο, για να θεωρηθεί ότι οι εκπομπές είναι αρνητικές, το CO2 πρέπει να παραμείνει κλειδωμένο μακροπρόθεσμα - εάν απελευθερωθεί ξανά στην ατμόσφαιρα, όπως με την καύση καυσίμων, η όλη διαδικασία γίνεται στην καλύτερη περίπτωση ουδέτερη ως προς τον άνθρακα. Αυτή τη στιγμή λειτουργούν 15 μικρές μονάδες DAC σε όλο τον κόσμο, αλλά δεν αποθηκεύεται όλος το διοξείδιο του άνθρακα που δεσμεύουν.
[…]

Διαχείριση της ηλιακής ακτινοβολίας

Γνωστή και ως ηλιακή γεωμηχανική, αυτή η ομάδα προτεινόμενων τεχνολογιών θα αντανακλά, θεωρητικά, το ηλιακό φως μακριά από την επιφάνεια της Γης πριν προλάβει να θερμάνει την ατμόσφαιρα. Οι υποστηρικτές αυτών των αμφιλεγόμενων τεχνικών υποστηρίζουν ότι θα πρέπει να ερευνηθούν και να κατανοηθούν σε περίπτωση που ο κόσμος υπερβεί την πρόβλεψη για τον άνθρακα και για τον περιορισμό της αύξησης της θερμοκρασίας στους 1,5 ή 2 βαθμούς. Αλλά η ηλιακή γεωμηχανική έχει σοβαρούς περιορισμούς. Όλες αυτές οι τεχνικές δεν θα μπορούσαν να αντιμετωπίσουν την οξίνιση των ωκεανών [αύξηση του pH λόγω απορρόφησης CO2], αφού δεν θα μείωναν άμεσα την ποσότητα του CO2 στην ατμόσφαιρα. Διατρέχουν επίσης τον κίνδυνο του «σοκ απότομου τερματισμού» - μιας ταχείας αύξησης της αύξησης της θερμοκρασίας σε περίπτωση αποτυχίας της μεθόδου για κάποιο λόγο - και της αλλαγής των τοπικών προτύπων βροχοπτώσεων ή θερμοκρασιών με απροσδόκητους ή ανεπιθύμητους τρόπους.

Stratospheric aerosol injection

Έγχυση αερολύματος στην στρατόσφαιρα

Επί του παρόντος, η πιο πολυσυζητημένη προσέγγιση για τη διαχείριση της ηλιακής ακτινοβολίας συνίσταται στην εισαγωγή θειικών σωματιδίων ή άλλων αερολυμάτων στη στρατόσφαιρα από αεροπλάνα ή αερόστατα μεγάλου ύψους.

Τα στρατοσφαιρικά αερολύματα είναι οι μόνες τεχνικές ηλιακής γεωμηχανικής «που γνωρίζουμε ότι λειτουργούν σήμερα», λέει ο Macmartin του Πανεπιστημίου Cornell. «Βλέπουμε τι συμβαίνει μετά από μια μεγάλη ηφαιστειακή έκρηξη όπως το όρος Πινατούμπο: βάζουμε θειικά αερολύματα στη στρατόσφαιρα και ο πλανήτης ψύχεται κατά περίπου μισό βαθμό». Ωστόσο, τα σημερινά αεροσκάφη δεν θα μπορούσαν να μεταφέρουν αρκετά στη στρατόσφαιρα, λέει - τα οχήματα με αυτό το ωφέλιμο φορτίο απέχουν «τουλάχιστον πέντε χρόνια» από την ανάπτυξη. Η δημιουργία ενός ηλιακού συστήματος γεωμηχανικής που θα είναι επωφελές για το μεγαλύτερο μέρος του κόσμου είναι πιθανότατα πολύ πιο μακριά από αυτό. «Υπάρχουν τόσα πολλά αναπάντητα ερωτήματα», λέει ο Shuchi Talati, ειδικός σε θέματα γεωμηχανικής της UCS (union of concerned scientists). «Θα χρειαζόμασταν ένα ισχυρό σύστημα διακυβέρνησης, θα έπρεπε να γνωρίζουμε πόσο επιτυχημένη ήταν πραγματικά η ηλιακή γεωμηχανική σε μεγάλη κλίμακα, θα χρειαζόμασταν ένα σύστημα παρακολούθησης μεγάλης κλίμακας. Όλα αυτά είναι πραγματικά δαπανηρά. Και έτσι νομίζω ότι είμαστε αρκετά μακριά».

Μια σειρά από πιθανά προβλήματα προκαλούν ήδη ανησυχία. Τα διοχετευόμενα θειικά αερολύματα θα μπορούσαν να καταστρέψουν το στρώμα του όζοντος. Τα θειικά άλατα θα κατέληγαν επίσης τελικά ως όξινη βροχή, μια ιδιαίτερη ανησυχία για τα σχετικά παρθένα μέρη του πλανήτη που δεν έχουν βιώσει κάτι τέτοιο στο παρελθόν. Θα μπορούσε επίσης να αποτελέσει κίνδυνο για τα γεωπολιτικά συστήματα, λέει ο Talati. «Εάν μια χώρα αποφασίσει να αναπτύξει μονομερώς την ηλιακή γεωμηχανική, αυτό θα μπορούσε να διαταράξει εντελώς τα συστήματα καιρού για μια συγκεκριμένη χώρα, γεγονός που θα διατάρασσε τα γεωργικά της συστήματα και το ΑΕΠ της, με αποτέλεσμα να δημιουργηθούν τεράστιες εντάσεις».

Αρκετά ερευνητικά προγράμματα συνεχίζουν να αναπτύσσουν σήμερα την έγχυση στρατοσφαιρικού αερολύματος σε μια προσπάθεια να κατανοήσουν καλύτερα τους κινδύνους και τα οφέλη της, παρά τις εκκλήσεις ορισμένων κύκλων να μην προχωρήσει καμία δοκιμή ή ανάπτυξη πριν από τη δημιουργία ενός αξιόπιστου παγκόσμιου μηχανισμού διακυβέρνησης.

Marine cloud brightening

Αύξηση της φωτεινότητας των σύννεφων

Μια άλλη, λιγότερο ερευνημένη πρόταση διαχείρισης της ηλιακής ακτινοβολίας θα έβλεπε τα πλοία να ψεκάζουν θαλασσινό νερό σε χαμηλά στρώματα σύννεφων. Αυτό θα πρόσθετε σωματίδια αλατιού γύρω από τα οποία θα μπορούσαν να συμπυκνωθούν περισσότεροι υδρατμοί και έτσι, θεωρητικά, θα αυξανόταν η ανακλαστικότητα των νεφών.

Ωστόσο, οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν ακόμη πού και πότε λειτουργεί και πότε όχι, λέει ο MacMartin. «Μέχρι να μπορέσουμε να απαντήσουμε σε αυτό το ερώτημα, αυτό καθιστά λίγο δύσκολο να κάνουμε πολλές προβλέψεις σε παγκόσμιο επίπεδο», προσθέτει. Η Αυστραλία πειραματίζεται ήδη με την τεχνική αυτή σε τοπική κλίμακα με την ελπίδα ότι θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την προστασία του Μεγάλου Κοραλλιογενούς Ύφαλου. Όμως η προσπάθεια να επεκταθεί αυτή η τεχνική για την ψύξη ολόκληρου του πλανήτη θα δημιουργούσε άλλα προβλήματα, λέει ο MacMartin. Ο σωστός τύπος σύννεφων πιθανόν να βρίσκεται πάνω από το 10% της γήινης επιφάνειας και «τα αποτελέσματα δεν μένουν ακριβώς εκεί που ασκείται αυτή η πίεση», λέει. «Θα έχετε πιθανώς μεγαλύτερες διαταραχές στα πρότυπα βροχόπτωσης και άλλα παρόμοια πράγματα από τη θαλάσσια φωταύγεια των νεφών απ’ ότι θα είχατε από τα στρατοσφαιρικά αερολύματα».

Άλλες τεχνολογίες ηλιακής γεωμηχανικής

Υπάρχει πλήθος άλλων υποθετικών τεχνικών, οι οποίες έχουν σε μεγάλο βαθμό πολύ μικρότερο ερευνητικό ενδιαφέρον από τις δύο παραπάνω μεθόδους.

Μία από τις πιο παράξενες είναι η πρόταση για τα διαστημικά κάτοπτρα, σύμφωνα με την οποία ένας στόλος κατόπτρων θα στέλνεται σε τροχιά για να εκτρέπει το φως μακριά από τη Γη. Ενώ αυτό θα μπορούσε να αποφύγει τις ανησυχίες για χημική παρέμβαση στη γήινη ατμόσφαιρα, θα μπορούσε να έχει αρνητικές συνέπειες, όπως η ξηρασία. Θεωρείται επίσης γενικά απαγορευτικά ακριβή. «Νομίζω ότι ένας από τους λόγους για τους οποίους η ηλιακή γεωμηχανική έχει την προβολή που έχει είναι επειδή θα μπορούσε να είναι ένας φθηνότερος τρόπος για να περιοριστεί η ζημιά, ενώ θα επεκτείνουμε πράγματα όπως η απομάκρυνση του διοξειδίου του άνθρακα και ο μετριασμός και η προσαρμογή», λέει ο Talati. «Με αυτόν τον τρόπο, θεωρώ ότι [τα διαστημικά κάτοπτρα] δεν θα προσέφεραν πολλά από τα οφέλη που κάνουν ελκυστική την έγχυση στρατοσφαιρικού αερολύματος».

Μια άλλη λιγότερο γνωστή πρόταση είναι η αραίωση των σύννεφων. Αν και τεχνικά δεν αντανακλούν το ηλιακό φως, ο στόχος εδώ θα ήταν να διασκορπιστούν τα σύννεφα σε μεγάλο υψόμετρο προσθέτοντας επιπλέον πυρήνες, επιτρέποντας τη διαφυγή περισσότερης θερμότητας από τη Γη. Ωστόσο, η έρευνα έχει διαπιστώσει ότι η σπορά των νεφών θα μπορούσε κατά λάθος να οδηγήσει σε μεγαλύτερη αύξηση της θερμοκρασίας ή να επηρεάσει άλλες πτυχές του κλιματικού συστήματος με απροσδόκητους τρόπους.

Θα μπορούσαν επίσης να γίνουν πιο τοπικές αλλαγές στην επιφάνεια της Γης. Από την τοποθέτηση λευκών στεγών μέχρι τη γενετική τροποποίηση των καλλιεργειών ώστε να αντανακλούν περισσότερο το ηλιακό φως, η αλλαγή της ανακλαστικότητας του εδάφους θα μπορούσε να συμβάλει στην αντιμετώπιση της αύξησης της θερμοκρασίας - ιδίως για τις ακραίες θερμοκρασίες σε πυκνοκατοικημένες και σημαντικές γεωργικές περιοχές. Ωστόσο, η μικρότερη κλίμακα αυτών των διαφόρων προτάσεων συνήθως αποκλείει το ενδεχόμενο να θεωρηθούν ως ηλιακή γεωμηχανική.

Έχουν επίσης προταθεί μεγάλης κλίμακας αλλαγές στο ανακλαστική ικανότητα της γήινης επιφάνειας, από την κάλυψη των ερήμων με πλαστικά φύλλα έως την προστασία των πάγων της Αρκτικής με τη χρήση κοίλων ανακλαστικών γυάλινων σφαιριδίων - ένα σύστημα που δοκιμάζεται τώρα. Άλλες προτάσεις θα προσπαθούσαν να φωτίσουν την επιφάνεια των ωκεανών, όπως με τη δημιουργία εκατομμυρίων μικροσκοπικών φυσαλίδων αέρα ή την εξάπλωση μικροσφαιριδίων στο νερό.
[…]

Πηγή: https://chinadialogue.net/en/climate/geoengineering-how-to-stop-global-warming-most-controversial-solutions-explained/
Μετάφραση: Harry Tuttle