Undersøgelse understreger usikre omkostninger ved jernbefrugtning

I takt med at samfundet kæmper med de tiltagende konsekvenser af klimaændringer, søger beslutningstagere i stigende grad at fjerne kuldioxid som et nødvendigt supplement til emissionsreduktioner. En af de strategier, der har fået mest opmærksomhed, er ideen om at gøde dele af havet med jern for at stimulere planteplanktonvæksten.

Et team af forskere fra Bigelow Laboratory har udviklet en matematisk model, der estimerer de potentielle omkostninger ved at foretage storstilet jernbefrugtning med enten fly eller skib. De fokuserer på de oceanografiske parametre, der sandsynligvis vil bestemme effektiviteten af ​​strategien, og finder en næsten 100 gange forskel i omkostninger mellem de bedste og værste scenarier.

Derudover fandt forskerne ud af, at jernlevering med fly, som ikke er blevet overvejet bredt, kunne være mere omkostningseffektivt end skibslevering, men også at verificering af, at kulstof bliver fikseret i det dybe hav på lang sigt og overvågning af miljøpåvirkninger kunne tilføje høje omkostninger.

Deres resultater, offentliggjort for nylig i tidsskriftet Earth's Future , vil hjælpe forskere med at identificere de største usikkerheder ved at udføre havjernbefrugtning - og deres omkostninger.

"Den primære årsag til at skabe denne omkostningsmodel var ikke at finde ud af økonomien ved jernbefrugtning nøjagtigt," sagde seniorforsker og hovedforfatter David Emerson. "Det var for at vise, hvordan omkostningerne varierede baseret på usikkerheden i alle de forskellige oceanografiske aspekter, inklusive de mindre indlysende, der skal tages højde for."

Jernbefrugtning, ligesom flere andre marine kuldioxid-fjernelsesstrategier, er beregnet til at forbedre en naturlig proces. Minimal jerntilgængelighed er den primære begrænsende faktor for fytoplanktonvækst i næsten en tredjedel af havet, inklusive det store Sydhav.

Når selv en relativt lille mængde af næringsstoffet tilsættes til disse økosystemer - hvad enten det sker gennem naturlige eller kunstige processer - stimulerer det opblomstring af fytoplankton. Disse organismer absorberer kuldioxid opløst i havet fra luften og kan, når de dør, synke det ned til havbunden i en overskuelig fremtid.

Omkostningerne ved at forbedre denne proces i stor skala afhænger i vid udstrækning af dens effektivitet i forhold til, hvor meget kulstof, der kommer til det dybe hav og forbliver der.

"Vi kan trygt gå ud og skabe en planteplanktonopblomstring med jern, men spørgsmålet er, hvor meget af kulstoffet faktisk ender med at blive eksporteret til havet, ikke kun over dage og uger, men over år og årtier," sagde seniorforsker Ben Ben. Twining, medforfatter på undersøgelsen.

Holdet byggede deres økonomiske model ud fra en række mulige effektivitetsgevinster på hvert trin af processen med forskellige skøn over, hvor meget kulstof der kan optages af fytoplankton, hvor meget der omdannes tilbage til kuldioxid og genudgives, og hvor meget der synker til det dybe hav.

De undersøgte også muligheden for, at mikrober, der ville fodre på alt dette nye plantemateriale, kunne producere dinitrogenoxid, en langt mere potent drivhusgas. Oven i købet tager modellen nogle af de logistiske omkostninger i betragtning, fra produktion og forarbejdning af jernet til drift af et fly eller skib til frø og overvågning af den resulterende opblomstring.

Usikkerheden i, hvordan havet ville reagere på jernbefrugtning, og hvor biologisk effektiv processen ville blive resulteret i et enormt prisinterval, fra så lidt som $7 pr. ton fjernet kulstof til $1.500 pr. ton. Når omkostningerne til verifikation er inkluderet, kan det øge dollaren pr. ton, der koster yderligere tre til fire gange.

Forskerne advarer om, at de nøjagtige tal, som modellen producerer, på dette tidspunkt stadig kun er de bedste skøn, men de er nyttige til at sætte håndgribelige værdier på usikkerheden i processen. Til det formål understreger modellen behovet for mere forskning, især i hvor "permanent" dette er som en potentiel løsning og risikoen ved at producere yderligere drivhusgasser. Det fremhæver også behovet for flere oplysninger om verifikationsmetoder og luftlevering.

"Den virkelige værdi af dette arbejde er ikke de nøjagtige tal, vi kom frem til, men hvordan det fremhæver, hvor de største usikkerheder er," sagde Twining. "Modeller er nyttige, ikke fordi de giver dig et præcist svar, men fordi de giver dig en ramme for at finde ud af, hvad du skal arbejde med næste gang."

Flere oplysninger: David Emerson et al., En omkostningsmodel for havjernsbefrugtning som et middel til fjernelse af kuldioxid, der sammenligner skibs- og luftbaseret levering og estimerer verifikationsomkostninger, Jordens fremtid (2024). DOI:10.1029/2023EF003732

Journaloplysninger: Jordens fremtid

Leveret af Bigelow Laboratory for Ocean Sciences