Forskere skitserer en vision for en rentabel klimaændringsløsning

En relativt simpel proces kan hjælpe med at vende klimaændringerne og samtidig skabe en sund fortjeneste. Det er en af ​​de håbefulde visioner, der er skitseret i et nyt Stanford-ledet papir, der fremhæver en tilsyneladende kontraintuitiv løsning:at omdanne en drivhusgas til en anden.

Studiet, udgivet i Naturens bæredygtighed den 20. maj, beskriver en potentiel proces til at omdanne den ekstremt potente drivhusgas metan til kuldioxid, som er en meget mindre potent drivkraft bag global opvarmning. Ideen om bevidst at frigive kuldioxid til atmosfæren kan virke overraskende, men forfatterne hævder, at udskiftning af metan med kuldioxid er en væsentlig nettofordel for klimaet.

"Hvis perfektion, denne teknologi kunne bringe atmosfæren tilbage til præindustrielle koncentrationer af metan og andre gasser, " sagde hovedforfatter Rob Jackson, Michelle og Kevin Douglas Provostial Professor i Earth System Science ved Stanford's School of Earth, Energi- og miljøvidenskab.

Den grundlæggende idé er, at nogle kilder til metan-emissioner - fra risdyrkning eller kvæg, for eksempel – kan være meget vanskeligt eller dyrt at fjerne. "Et alternativ er at udligne disse emissioner via metanfjernelse, så der er ingen nettoeffekt på opvarmning af atmosfæren, " sagde studiemedforfatter Chris Field, Perry L. McCarty, direktør for Stanford Woods Institute for the Environment.

Et problem og en mulig løsning

I 2018, metan - hvoraf omkring 60 procent er genereret af mennesker - nåede atmosfæriske koncentrationer to en halv gange større end før-industrielt niveau. Selvom mængden af ​​kuldioxid i atmosfæren er meget større, metan er 84 gange mere potent i forhold til at opvarme klimasystemet i løbet af de første 20 år efter dets frigivelse.

De fleste scenarier for at stabilisere gennemsnitlige globale temperaturer på 2 grader Celsius over præindustrielle niveauer afhænger af strategier til både at reducere den samlede mængde kuldioxid, der kommer ind i atmosfæren, og fjerne det, der allerede er i atmosfæren gennem tilgange som træplantning eller underjordisk sekvestration. Imidlertid, fjernelse af andre drivhusgasser, især metan, kunne give en komplementær tilgang, ifølge undersøgelsens forfattere, der peger på gassens alt for store indflydelse på klimaet.

De fleste scenarier for fjernelse af kuldioxid forudsætter typisk, at hundreder af milliarder af tons fjernes over årtier og genopretter ikke atmosfæren til præindustrielle niveauer. I modsætning, metankoncentrationerne kunne genoprettes til førindustrielle niveauer ved at fjerne omkring 3,2 milliarder tons af gassen fra atmosfæren og omdanne den til en mængde kuldioxid svarende til et par måneders globale industrielle emissioner, ifølge forskerne. Hvis det lykkes, tilgangen ville eliminere cirka en sjettedel af alle årsager til global opvarmning til dato.

Metan er udfordrende at fange fra luft, fordi dets koncentration er så lav. Imidlertid, forfatterne påpeger, at zeolit, et krystallinsk materiale, der primært består af aluminium, silicium og ilt, kunne i det væsentlige fungere som en svamp til at opsuge metan. "Den porøse molekylære struktur, relativt stort overfladeareal og evne til at være vært for kobber og jern i zeolitter gør dem til lovende katalysatorer til at opfange metan og andre gasser, sagde Ed Solomon, Monroe E. Spaght professor i kemi på Institut for Humaniora og Naturvidenskab.

Hele processen kan tage form af en kæmpe enhed med elektriske ventilatorer, der tvinger luft gennem tumblingskamre eller reaktorer fulde af pulveriserede eller pelletiserede zeolitter og andre katalysatorer. Den indespærrede metan kunne derefter opvarmes for at danne og frigive kuldioxid, foreslår forfatterne.

En profitabel fremtid

Processen med at omdanne metan til kuldioxid kan være rentabel med en pris på kulstofemissioner eller en passende politik. Hvis markedspriserne for kulstofkompensation stiger til $500 eller mere pr. ton i dette århundrede, som forudsagt af de fleste relevante vurderingsmodeller, hvert ton metan fjernet fra atmosfæren kunne være mere værd end $12, 000.

En zeolit-array på størrelse med en fodboldbane kunne generere millioner af dollars om året i indtægt, mens den fjerner skadelig metan fra luften. I princippet, forskerne hævder, at tilgangen med at konvertere en mere skadelig drivhusgas til en, der er mindre potent, også kan gælde for andre drivhusgasser.

Mens en reduktion af drivhusgasser i atmosfæren til præindustrielle niveauer kan virke usandsynlig i den nærmeste fremtid, forskerne argumenterer for, at det kunne lade sig gøre med strategier som disse.