Gevaarlijk of ingenieus? Geo-engineering kan de sleutel vormen tot de strijd tegen de klimaatverandering

De term geo-engineering klinkt in eerste instantie misschien gewaagd. Hoe kan iemand iets natuurlijks of geologisch ontwerpen? Het gaat echter helemaal niet om handelen tegen de loop van de natuur. Het is eerder het tegenovergestelde. Het wordt vaak het 'klimaatplan B' genoemd en is een manier om de opwarming van de aarde en de klimaatverandering tegen te gaan. 

Het onderzoeksprogramma voor geo-engineering op zonne-energie van Harvard University definieert geo-engineering als een 'reeks opkomende technologieën die het milieu kunnen manipuleren en een deel van de gevolgen van de klimaatverandering kunnen compenseren.' 

Het Harvard University Geoengineering Program beschouwt het domein als een samenstelling van twee brede categorieën: koolstofgeo-engineering of koolstofdioxideverwijdering (CDR) en zonne-geo-engineering of zonnestralingsbeheer (SRM). 

Sommige onderzoeken hebben een derde categorie opgenomen: weersverandering. Deze categorieën kunnen nog meer subcategorieën hebben. Maar voordat we er dieper op ingaan, moeten we eerst kijken naar waar CDR en SRM naar verwijzen.

Koolstofgeo-engineering, of verwijdering van kooldioxide, zoals blijkt uit de naam, heeft tot doel koolstofdioxide uit de atmosfeer te verwijderen. Dit pad beschouwt de ophoping van koolstofdioxide in de atmosfeer als de hoofdoorzaak van de klimaatverandering. Koolstofdioxide schaadt het milieu door de emissieketen te doorlopen, van concentratie tot temperatuur en impact. En het doel van koolstofgeo-engineering is om de link tussen emissies en concentratie te verbreken. 

Het verband tussen concentratie en temperatuur is wat zonne-geo-engineering of zonnestralingsbeheer wil doorbreken. Om precies te zijn, het doel is om een ​​klein deel van het zonlicht de ruimte in te reflecteren. Door de hoeveelheid zonnestraling die teruggaat naar de ruimte te vergroten, probeert dit proces de planeet af te koelen.  

Beide typen geo-engineering kunnen echter worden opgesplitst in meerdere subtypen, afhankelijk van de locatie waar ze zich richten en de gebieden die erdoor worden beïnvloed. 

Geo-engineering-typen

Het beheer van zonnestraling werkt via meerdere technologieën, waaronder stratosferische aërosolinjectie, oppervlakte-albedo-modificatie en microbellen. 

Het verwijderen van koolstofdioxide kan daarentegen gebeuren door technologische interventies zoals het afvangen en opslaan van koolstof, directe luchtafvang, het gebruik en de opslag van koolstofafvang, bio-energie met koolstofafvang en -opslag, oceaanbemesting, verbeterde verwering en verbeterde fotosynthese. Elk van deze technologieën verschilt van elkaar. 

Stratosferische aerosolinjectie

Dit proces heeft tot doel grote hoeveelheden kleine reflecterende deeltjes in de stratosfeer te spuiten om de planeet af te koelen door zonlicht de ruimte in te reflecteren. Het voorgestelde bereik van reflecterende deeltjes omvat zwaveldioxide, fijn poedervormig zout of calciumcarbonaat. Het spuiten zou vanuit vliegtuigen kunnen gebeuren met behulp van artilleriekanonnen of grote slangen om de lucht te bereiken. 

Volgens een onderzoek onder leiding van onderzoekers van de Universiteit van Indiana zou het verspreiden van zonlichtreflecterende deeltjes in de atmosfeer het snelle smelten in West-Antarctica kunnen vertragen en het risico op een catastrofale stijging van de zeespiegel kunnen verminderen. Paul Goddard, onderzoeker aan de Universiteit van Indiana en hoofdauteur van het onderzoek, legt de potentiële voordelen van deze aanpak uit. Hij luidt als volgt:

“Het onderzoeken van manieren om zonlicht de ruimte in te reflecteren voordat het wordt geabsorbeerd door het klimaatsysteem van de aarde zou ons meer tijd kunnen opleveren om de klimaatverandering aan te pakken en omslagpunten in het klimaat, zoals de ineenstorting van de West-Antarctische ijskap, te voorkomen of uit te stellen.”

Oppervlakte-Albedo-modificatie

Deze voorgestelde techniek van geo-engineering heeft tot doel meer zonlicht de ruimte in te reflecteren door het albedo van de aarde te verbeteren, een maatstaf voor hoeveel van het zonlicht van het aardoppervlak terug de ruimte in wordt gereflecteerd. 

Dit kan op meerdere manieren worden gedaan, waaronder het verbouwen van gewassen die meer licht reflecteren, het bedekken van grote woestijn- of ijsgebieden met reflecterende materialen, het wit maken van bergtoppen en daken met witte verf, en meer. 

Om meer context toe te voegen: er is sprake van een hoog albedo wanneer de meeste straling wordt gereflecteerd. Omgekeerd verwijst een laag albedo-oppervlak naar donkere oceaanoppervlakken die een klein deel reflecteren en de meeste zonnestraling in de vorm van warmte absorberen. 

Mariene wolkenverheldering

Het doel van deze techniek is om wittere wolken te genereren of te creëren als middel om meer zonlicht de ruimte in te reflecteren. Om dit doel te bereiken, is de voorgestelde technologie gericht op het verbeteren van de concentratie van kleinere wolkendruppeltjes. 

De voorstanders van deze technologie bevelen aan om grote hoeveelheden kleine deeltjes, zoals zeezoutaërosolen, in zeewolken te schieten, die zouden fungeren als wolkencondensatiekernen. 

Om de deeltjes de wolken te laten bereiken, stelt het voorstel voor om zoute aerosolen in de mariene wolkenlagen te injecteren door zeewater uit schepen te sproeien met sproeiers die zout water in kleine deeltjes kunnen veranderen.

microbubbles

Deze geo-engineeringtechniek stelt voor om microbellen in waterlichamen of zeeschuim te injecteren om ze op het oceaanoppervlak te spuiten. Het doel is om meer zonlicht in de ruimte te reflecteren door het albedo van de wateroppervlakken te veranderen. 

Een helderder wateroppervlak zou een hoger albedo hebben, wat resulteert in een lagere absorptie en minder transformatie van de energie van de zon in warmte. Nu zullen we enkele technieken voor het verwijderen van koolstofdioxide bekijken.

Carbon Capture and Storage

Dit proces is oorspronkelijk ontwikkeld door de olie-industrie en wordt vaak de Enhanced Oil Recovery-techniek (EDR) genoemd. Het werkt door kooldioxide onder druk in oliereservoirs te pompen om de resterende afzettingen uit verouderende olievelden te extraheren en olie terug te winnen die anders ontoegankelijk was. 

Directe luchtopname

Een andere voorgestelde technologie voor het verwijderen van broeikasgassen (GGR), Direct Air Capture, zou op grote schaal koolstofdioxide uit de atmosfeer van de planeet kunnen verwijderen. De techniek is van plan om chemische reacties te gebruiken om kooldioxide uit de atmosfeer te verwijderen met stoffen die kunnen fungeren als een selectief kooldioxidefilter. Er zijn twee ontwikkelde processen: vloeibare oplosmiddelen en vaste sorptiemiddelen. 

Een voorbeeld van een vloeibaar oplosmiddel zou een sterke hydroxideoplossing kunnen zijn waarin kooldioxide kan oplossen. Anders kan kooldioxide aan het oppervlak van een vast sorptiemiddel, zoals plastic hars, blijven plakken. 

Gebruik en opslag van koolstofafvang

Deze technologie stelt de verwijdering van kooldioxide voor door het gas op te vangen uit industriële uitlaatgassen of rechtstreeks uit de atmosfeer. Het opgevangen gas wordt gebruikt als grondstof voor de productie. Het blijft opgeslagen in gefabriceerde goederen totdat het weer in de atmosfeer terechtkomt. 

Klik hier voor de lijst met de beste COXNUMX-afvangaandelen waarin u kunt investeren.

Bio-energie met koolstofafvang en -opslag

Zoals blijkt uit de naam is deze voorgestelde techniek gericht op het afvangen van koolstofdioxide uit bio-energietoepassingen en het opslaan ervan via Carbon Capture and Storage of het hergebruiken ervan via koolstofafvang. 

Oceaanbemesting

Deze theoretische technologie suggereert dat grote hoeveelheden micro- en macronutriënten in oceaangebieden worden gedumpt waar de biologische productiviteit laag is. Het doel is om de groei van fytoplankton aan te moedigen dat koolstofdioxide in de atmosfeer absorbeert en opslaat. Beschikbare gegevens wijzen in de richting van ten minste zestien bemestingsexperimenten in de open oceaan in de afgelopen 30-jaren. 

Verbeterde verwering

De voorgestelde interventie van verbeterde verwering heeft tot doel koolstofdioxide te verwijderen door grote stukken geselecteerd en fijngemalen rotsmateriaal te verspreiden over de uitgestrekte landgebieden, stranden en zeeoppervlakken. Het proces is geïnspireerd op het natuurlijke verweringsproces van silicaat- en carbonaatgesteenten. 

De voorstanders van deze theorie willen een langzaam carbonatatieproces creëren dat elk jaar langzaam bijna een miljard ton kooldioxide uit de atmosfeer zou verbruiken en absorberen. 

Verbeterde fotosynthese

Verbeterde fotosynthese zou zijn doel dienen door planten en algen genetisch te manipuleren. Het zou werken op gewassen als rijst, tarwe, katoen en bomen. Het doel is om deze gewassen meer koolstofdioxide te laten metaboliseren, in de veronderstelling dat deze planten extra koolstof op de grond zouden kunnen opslaan. 

Nu al deze geo-engineering-interventies gereed zijn om te worden uitgevoerd, moet men zorgvuldig inschatten hoe nuttig of gevaarlijk ze kunnen zijn bij hun toepassingen in het echte leven. We zullen enkele van de meer populaire technieken en hun voor- en nadelen bekijken.

De potentiële voordelen en gevaren van geo-engineering

Voors en tegens van Stratosferische aerosolinjectie

Dit proces zou een remedie kunnen zijn tegen de opwarming van de aarde door de opwarming van de planeet als gevolg van een verdubbeling van de hoeveelheid koolstofdioxide te compenseren. Omdat het werkt volgens het model van hoe grote vulkaanuitbarstingen de planeet afkoelen, is het een bekend proces. Het is bovendien betaalbaar en haalbaar. 

De verwachte nadelen kunnen een vermindering van de regenval of een verandering van het regionale klimaat zijn, resulterend in natuurlijke gevaren. Dit proces zou de verzuring van de oceaan niet kunnen stoppen, en het stoppen van dit proces zou ertoe kunnen leiden dat de planeten snel opwarmen als het kooldioxidegehalte blijft stijgen. 

Voors en tegens van Mariene wolkenverheldering

Het belangrijkste voordeel van het helderder worden van mariene wolken is het compenseren van de opwarming als gevolg van een verdubbeling van de hoeveelheid koolstofdioxide. Een ander belangrijk voordeel van dit proces zou de mogelijkheid kunnen zijn om de polen meer af te koelen dan de tropen, waardoor het ijsverlies wordt vertraagd of gestopt. Het proces vereist geen giftige chemicaliën en is betaalbaar en haalbaar. 

We moeten echter niet vergeten dat de opheldering van de mariene wolken zich nog steeds in een theoretisch stadium bevindt, zonder dat er praktijktests worden gedaan en dat noodzakelijke technologieën grotendeels niet beschikbaar zijn. Het proces zou de regenval kunnen verminderen en het regionale klimaat kunnen veranderen, met gevolgen die net zo rampzalig zijn als het uitdrogen van de Amazone. 

Voors en tegens van Verbeterde fotosynthese

Het plan is om planten in biochar te veranderen en ze de koolstof te laten absorberen om uiteindelijk in de grond te worden gemengd. Een van de grootste voordelen van dit proces is dat het veilig is en gericht is op het vertragen van de klimaatverandering in plaats van te proberen deze drastisch terug te draaien. In tegenstelling tot veel andere geo-engineeringtechnologieën heeft verbeterde fotosynthese het vermogen om de snelheid van de verzuring van de oceaan te vertragen. 

Een verbeterde werkzaamheid van de fotosynthese moet echter nog worden vastgesteld. Veel experts zijn van mening dat het maximaal 10 procent van de opwarming als gevolg van een verdubbeling van de COXNUMX-uitstoot kan compenseren. Het proces wordt ook niet in staat geacht om grote zeespiegelstijgingen te voorkomen. 

De voor- en nadelen van oceaanbemesting

Oceaanbemesting is veilig en heeft tot doel het tempo van de veranderingen te vertragen in plaats van de koers drastisch te veranderen. Het is ook in staat de snelheid van de verzuring van de oceaan te vertragen. 

Wetenschappers zijn echter van mening dat de werkzaamheid ervan zeer beperkt kan zijn en slechts 5 procent van de opwarming als gevolg van een verdubbeling van de hoeveelheid koolstofdioxide kan compenseren. Het toepassen van dit proces kan ook leiden tot het veroorzaken of versnellen van zuurstofgebrek in de oceanen en het beschadigen van mariene ecosystemen.

Hoewel veel van de geo-engineeringtechnieken theoretisch zijn en wachten op toepassing in de praktijk, zijn er enkele bedrijven die er in een bepaalde hoedanigheid mee zijn begonnen.  

Bedrijven die werken aan GeoEngineering-applicaties

1. Maak zonsondergangen

Make Sunsets werkt voornamelijk met de techniek van Stratospheric Aerosol Injections. Volgens de gegevens Het bedrijf heeft het bedrijf openbaar gemaakt, heeft 28 ballonnen gelanceerd en 4,791 tonjaar aan opwarming gecompenseerd. Het bedrijf gelooft dat SAI een onmiddellijke en noodzakelijke oplossing is om de planeet af te koelen en tijd kan kopen voor de mensheid om over te stappen naar een duurzamere toekomst. 

Maak zonsondergangen positioneert zichzelf als een zonlichtreflectiebedrijf dat op grote hoogte biologisch afbreekbare reflecterende wolken creëert om de planeet af te koelen. Het heeft zijn hoofdkantoor in Box Elder, South Dakota, Verenigde Staten. Het bedrijf haalde in december 750,000 een pre-seed-financiering van US $ 2022 op van Boost VC en Pioneer Fund. 

Geo-engineering: gevaarlijk of ingenieus

Klimaatverandering is een realiteit en er is een dringende noodzaak om deze zorgen zo snel mogelijk met wetenschappelijke en technologische middelen aan te pakken. Of GeoEngineering het antwoord zou kunnen zijn, moet de toekomst beslissen. Het bevindt zich nog in het beginstadium van implementatie en veel van de technieken zijn beperkt tot uitsluitend theoretische conceptualiseringen. 

Aan de positieve kant is gebleken dat de implementatie van SAI relatief goedkoop is in vergelijking met andere grootschalige klimaatmitigatiestrategieën. Als het op zichzelf geen volwaardige remedie is, kan het werken als aanvulling op andere strategieën, en als tijdelijke maatregel dienen terwijl langetermijninspanningen om de uitstoot van broeikasgassen terug te dringen worden ontwikkeld en ingezet. 

Maar dit alles moet met de nodige voorzichtigheid gebeuren. Er moet voor worden gezorgd dat er geen schadelijke of onbedoelde gevolgen zijn, zoals aantasting van de ozonlaag of een snelle rebound, wanneer het proces wordt gestopt. 

Er moet meer wetenschappelijk en technologisch onderzoek worden gedaan om de levensvatbaarheid van geo-engineering vast te stellen. Maar het opent en verbreedt zeker de horizon van het wetenschappelijk denken om meer ideeën te verwerven over hoe klimaatverandering effectief kan worden bestreden.