Solární geoinženýrství s sebou nese vážná rizika a k pochopení jeho dopadů je zapotřebí mnohem více výzkumu. Nová studie však naznačuje, že tímto konkrétním zásahem je snazší ochladit planetu, než jsme si mysleli. Otázkou je, jak rychle a kým by mohlo dojít k zahájení vstřikování aerosolu do stratosféry?
Článek byl upraven podle tiskové zprávy Marka Greavese z univerzity College v Londýně
Vědci z Londýna, kteří se nechali inspirovat sopečnou erupcí z roku 1991, která tehdy způsobila pozorovatelný pokles globálních teplot, odhadli, že vstřikování 12 milionů tun oxidu siřičitého ročně do výšky 13 km během jara a léta na každé polokouli, by ochladilo planetu o přibližně 0,6 °C. Šlo by o podobné množství, které se do atmosféry dostalo při erupci sopky Pinatubo na Filipínách.
Tato strategie ale není rychlým řešením. Jakékoli vstřikování aerosolu do stratosféry by muselo být zavedeno postupně a postupně také snižováno, aby se předešlo katastrofickým dopadům náhlého oteplení nebo ochlazení. Navíc nejde ani o metodu, která by byla šetrná k emisím. Proč ji tedy vědci testují na počítačových simulacích? Klimatická změna je vážný problém a je nezbytné pochopit všechny možnosti, aby svět měl důkazy potřebné k informovanému a včasnému rozhodování.
Odrážení slunečního světla
Technika ochlazování planety, při které se do atmosféry přidávají částice, které odrážejí sluneční světlo, by podle nové modelové studie vedené výzkumníky z univerzity College v Londýně, nevyžadovala vývoj speciálních letadel, ale mohla by být realizovaná pomocí stávajících velkých dopravních letadel.
Většina předchozích výzkumů předpokládala, že tato technika, známá jako stratosférická aerosolová injekce, bude použita v tropech, a proto bude vyžadovat speciálně navržená letadla schopná létat ve výškách 20 km nebo více.
Podle studie, publikované v časopise Budoucnost Země, vědci provedli simulace různých strategií vstřikování aerosolů a dospěli k závěru, že přidání částic 13 km nad polární oblasti by mohlo smysluplně ochladit planetu, i když mnohem méně efektivně než ve vyšších nadmořských výškách blíže k rovníku.
Tato strategie pro polární oblasti s nízkými nadmořskými výškami má i své nevýhody, protože v nižší nadmořské výšce je vstřikování aerosolu do stratosféry zhruba o třetinu méně účinné. To znamená, že by bylo zapotřebí použít třikrát větší množství aerosolu, abychom dosáhli stejného účinku na globální teplotu, což by zvýšilo vedlejší účinky, jako jsou kyselé deště. Strategie by také byla méně účinná při ochlazování tropů, kde je přímá zranitelnost vůči oteplování nejvyšší.
Testování
Vědci provedli simulace v britském počítačovém modelu klimatu Earth System Model 1 (UKESM1), aby odhadli dopad vstřikování aerosolu do stratosféry. Přidáním oxidu siřičitého, který následně tvoří drobné reflexní částice v různých nadmořských výškách, zeměpisných šířkách a ročních obdobích, byli schopni kvantifikovat účinnost různých strategií.
Aby byl tento zásah efektivní, částice musí být vytvořené ve stratosféře, vrstvě atmosféry nad horní hranicí většiny mraků. Tato strategie není tak účinná jako vstřikování oxidu siřičitého ve výšce 20 km, protože částice ve 13 kilometrech nezůstávají ve stratosféře tak dlouho, ale pouze několik měsíců. V troposféře, nejspodnější vrstvě atmosféry, by veškeré aerosolové částice rychle zmizely, protože by byly zachycené v oblacích a vypršely by v kapkách deště. Stratosféra je však suchá, stabilní a bez oblaků, což znamená, že by přidané částice zůstaly nahoře měsíce nebo dokonce i roky.
Podmínky úspěchu
Vědci však uvedli, že vstřikování stratosférického aerosolu v nízkých nadmořských výškách by mohlo fungovat pouze tehdy, pokud by se provádělo v blízkosti polárních oblastí Země. V simulaci byl oxid siřičitý přidán v zeměpisných šířkách 60 stupňů severně a jižně od rovníku. To je zhruba zeměpisná šířka Osla v Norsku a Anchorage na Aljašce. Na jihu by to bylo pod nejjižnějším cípem Jižní Ameriky.
A ačkoli by již existující letadla, jako například Boeingy 777F, mohla fungovat jako rozmístěné tankery, stále by vyžadovala rozsáhlý modifikační program. Přesto by tato cesta byla mnohem rychlejší než konstrukce nového vysoko létajícího letadla. Vědci však dodávají, že vstřikování aerosolu do stratosféry „rozhodně nenahrazuje“ snižování emisí skleníkových plynů, protože jakékoli potenciální negativní vedlejší účinky se s mírou ochlazování zvyšují. Dlouhodobé klimatické stability můžeme dosáhnout pouze s nulovými emisemi.
Studie získala finanční prostředky od britské Rady pro výzkum přírodního prostředí (NERC).
V posledním čtvrtletí roku 2021 byla oznámena řada nových geoinženýrských experimentů, stejně jako komerčních a výzkumných projektů, které mají dopad na mořské prostředí. Včetně geoinženýrských přístupů, jejichž cílem je řídit sluneční záření, umělé vzlínání a oplodnění oceánů. Nejdůležitější změny jsou podrobně popsány níže.Píše server geoengineeringmonitor.org.
Nové pokusy o oplodnění oceánů
WhaleXproject si klade za cíl otestovat oplodnění oceánů ve větším měřítku. První pokus byl proveden 19. prosince 2021, kdy bylo vypuštěno 300 litrů živného roztoku do oceánu u Sydney, asi osm kilometrů od Port Botany v Novém Jižním Walesu. V lednu hodlá WhaleX zopakovat pokus s 2000 litry živného roztoku ve stejné mořské oblasti. Později WhaleX plánuje rozšířit pokus na oblast 225 kilometrů čtverečních, také ve stejné oceánské oblasti. Z toho, co je dosud známo, se živný roztok skládá ze směsi dusíku, fosforu a stopových prvků. Červené zbarvení roztoku je pravděpodobně způsobeno vysokým obsahem železa. Pokusy vede Edwina Tannerová z University of Sydney. The Ocean Nourishment Corporation (ONC)je dalším účastníkem projektu. ONC se mnoho let vyhýbá termínu oplodnění oceánů a místo toho používá například „výživa oceánu“ nebo „obnovení oceánu“. Tentokrát se oplodnění oceánu prodává jako „simulované velrybí lejno“.
Za posledních 30 let bylo na otevřeném oceánu provedeno více než patnáct pokusů o oplodnění oceánů. Tyto nedokázaly prokázat, že tato navrhovaná technologie odstraňování uhlíku je účinným pohlcovačem uhlíku. Někteří vědci dokonce varují, že hnojení oceánů by mohlo vést k „mrtvým zónám“ s vyčerpaným kyslíkem a mít negativní dopad na mořskou potravinovou síť.
Výzkumné i komerční projekty mají v úmyslu otestovat umělé vzlínání v otevřeném oceánu
Německé GEOMAR Helmholtzovo centrum pro výzkum oceánů je již několik let aktivní v různých výzkumných projektech na téma umělého vzlínání. Dva výzkumné programy vedené GEOMAR, které testovaly umělé vzlínání v otevřeném oceánu, skončily v prosinci 2021:
Za prvé, tříletý celoevropský výzkumný program „ Ocean artUp – Ocean Artificial Upwelling “, jehož cílem bylo studovat proveditelnost, účinnost a rizika umělého vzestupu, jakož i jeho potenciál zvýšit produktivitu oceánů, zvýšit produkci ryb a zvýšit oceánský CO. 2 sekvestrace. Projekt financovaný EU ve výši 2,5 milionu EUR provedl experimenty s umělým vzlínáním v přístavu Taliarte na Gran Canaria, včetně experimentu s obohacením živinami a pokusů o testování různých intenzit vzestupu. Pokusy probíhaly v takzvaných mezokosmech , které lze popsat jako velké zkumavky, používané k simulaci situace vzlínání.
Projekt CUSCO , který také trval tři roky, použil mezokosmy ke zkoumání účinků různých intenzit vzestupu na společenstva planktonu a produkci biomasy v Humboldtově proudu u Peru. Projekt byl financován německým Spolkovým ministerstvem školství a výzkumu (BMBF).
GEOMAR také koordinuje celoevropský výzkumný projekt OceanNETs (Ocean-based Negative Emission Technologies), který probíhá od roku 2020. Cílem OceanNETs je prozkoumat proveditelnost a dopad oceánských přístupů k odstranění CO 2 z atmosféry. Projekt se zabývá umělým vzlínáním, ale také dalšími přístupy mořského geoinženýrství, např. hnojením oceánů a zvětráváním moře.
Kromě toho GEOMAR dále rozšiřuje své výzkumy umělého vzlínání v novém výzkumném projektu nazvaném „ Test-ArtUp “. Tento výzkumný projekt, rovněž financovaný německým BMBF, je koordinován GEOMAR a veden ve spolupráci s Univerzitou v Hamburku, Kielským institutem pro světovou ekonomiku, Kielskou univerzitou a Kielskou univerzitou aplikovaných věd. Cílem Test-ArtUp je prozkoumat použití umělého vzlínání za účelem odstranění CO 2 . Projekt si klade za cíl analyzovat následující aspekty umělého vzestupu: technická aplikace a optimalizace, kapacita pro další CO 2 příjem a dlouhodobé skladování, jakož i související environmentální rizika a ekologické vedlejší účinky, ekonomické přínosy a kompromisy a právní omezení a požadavky na řízení. Dosud není veřejně známo, jak budou jednotlivé fáze prací realizovány a zda jsou v rámci projektu plánovány další testy umělého vzlínání na otevřeném moři
Popis projektu Test-ArtUp uvádí : „ Nedávné studie o umělém vzestupu však odhalily mnohem vyšší potenciál pro odstraňování CO 2 , než se dříve očekávalo. “ Projekt OceanNETs pod vedením GEOMAR také tvrdí o účinnosti umělého vzestupu: “ Když fytoplankton zemře a jeho biomasa se ponoří do hlubin oceánu, fixní uhlík může být uložen v hloubce po dobu 100 a více let.“ V obou případech zůstává nejasné, na které studie se tato tvrzení vztahují a který výzkum je má podložit. Pokud GEOMAR odkazuje na dva předchozí projekty CUSCO a Ocean artUp, je třeba si položit otázku, zda jsou experimenty v mezokosmech vhodné pro vyjádření účinků umělého vzlínání v otevřeném oceánu. Experimenty byly prováděny v otevřeném oceánu, ale v mezokosmech, kde různé interakce v oceánu, např. s ohledem na složitou mořskou potravinovou síť, nelze reprodukovat. Dosud nebyly předloženy žádné důkazy o tom, že umělý vzestup je účinný jako opatření k sekvestraci uhlíku. Na druhou stranu se několik studií obává závažná environmentální a sociálně-politická rizika, jako je deoxygenace oceánů, zvýšené uvolňování metanu, podstatné změny ve složení druhů a potenciální přeshraniční účinky na rybolov, pobřežní komunity a počasí.
Ulf Riebesell je ve společnosti GEOMAR zodpovědný za projekty Ocean artUp a Test-ArtUp. Podílí se také na dalších projektech umělého upwellingu, například jako konzultant americké společnosti Ocean-Based Climate Solutions , Inc. Společnost oznámila, že zavede svou technologii umělého upwellingu v komerčním měřítku pro roky 2020/21, ale tyto plány ještě nebyly realizovány. V prosinci 2021 společnost Ocean-Based Climate Solutions oznámila projekt umělého vzlínání na Kanárských ostrovech v demonstračním měřítku, který bude proveden v červenci 2022. Zatímco předchozí testy umělého vzlínání společnosti zahrnovaly vzlínání z hloubky 100 metrů, hloubka v plánovaný test na Kanárských ostrovechprý 400 metrů.
Společnost očekává, že její technologie umělého upwellingu bude hrát klíčovou roli při odstraňování miliard tun CO 2, a uvedla, že společnosti jako Microsoft a Stripe projevily zájem o tuto technologii. Ocean-Based Climate Solutions si představujerozsáhlé nasazení její technologie umělého vzestupu s cílem implementovat technologii na více než 62,5 milionu čtverečních kilometrů povrchu oceánu. Na kilometr čtvereční mají být instalována dvě vývěvy, což odpovídá asi 125 milionům čerpadel. Při plném nasazení stojí každé čerpadlo 20 000 USD. Tento přístup vyžaduje zavedení velkých struktur do oceánu. Jak tyto struktury ovlivní mořský život a jak budou udržovány, zůstává nejasné. Jejich kompatibilita s lodní dopravou a rybolovem je rovněž pochybná.
Nadace Climate Foundation (TCF) se sídlem v USA rovněž plánuje rozsáhlé umělé zavlažování a hodlá „zavlažovat“ plochy do 100 hektarů technologií umělého zavlažování. K realizaci těchto plánů společnost navrhuje plošiny o rozloze 100 metrů čtverečních, které kombinují pěstování mořských řas a umělé vzlínání. Tyto platformy se v současnosti staví na Filipínách a budou se odtud vyvážet mimo jiné do Austrálie. Pro Austrálii TCF oznámila , že získala finanční prostředky na projekt, v němž se nejprve vypěstují mořské řasy a poté se vypustí do moře. Cílem tohoto projektu je izolovat uhlík v hlubinách moře. TCF již provedla vzestupný experimentna australském pobřeží v roce 2009, v útesu letiště Tutuila, poblíž letiště Tutuila.
Společnosti OceanTherm AS a SINTEF vyvinuly technologii umělého upwellingu na bázi bublinkových závěsů. Tato technologie má snížit sílu hurikánů nebo ochlazovat korálové útesy. V roce 2019 provedli partneři projektu zkoušku na norském pobřeží v hloubce padesáti metrů. Jako další krok má být technologie testována ve větším měřítku a v hloubce 150-200 metrů. Přesné informace o plánovaném procesu zatím nejsou k dispozici. V současné době se společnost OceanTherm AS snaží získat až čtyři miliony USD na předvedení technologie.
Venkovní zkoušky umělého vzlínání probíhají také na dalších místech, včetně projektu Blue Fields Demonstration Project v USA a univerzity Zheijiang v Číně.
Nové zkoušky a přístupy vylepšeného zvětrávání
Panevropský výzkumný projekt OceanNETs , koordinovaný společností GEOMAR, provedl offshore experiment v přístavu Taliarte na Gran Canaria. Zkoušky začaly v září 2021 a trvaly více než sedm týdnů. Alkalické minerály byly rozpuštěny v devíti mezokosmech, aby se otestovalo zesílené zvětrávání v moři. Výzkumy se zaměřily na to, jak na tento zásah reagují biotická společenstva uzavřená v mezokosmu. OceanNETs je financován v rámci programu Evropské komise Horizont 2020. V případě použití ve větším měřítku je zesílené zvětrávání vysoce nákladné a energeticky náročné, např. kvůli masivním těžebním operacím. Bylo by potřeba vytěžit a rozdrtit obrovské množství vhodných hornin, protože k absorpci jedné tuny CO je zapotřebí přibližně dvou tun horninového materiálu.2 .
Americký projekt SEA MATE (Safe Elevation of Alkalinity for the Mitigation of Acidification Through Electrochemistry) plánuje prototyp techniky odstraňování kyselin pro boj s acidifikací oceánů a umožnění dlouhodobého ukládání uhlíku v moři. Cílem projektu je odstranit kyselinu z oceánu a přeměnit oxid uhličitý na hydrogenuhličitan pomocí elektrochemie. Bikarbonát pak bude ponořen do hlubokého moře. Během navrhovaného procesu jsou elektrické proudy posílány mořskou vodou a vytvářejí kyselinu a zásadu. Základna bude vrácena do oceánu a očekává se, že zvýší kapacitu oceánu pro ukládání atmosférického CO 2. SEA MATE předpokládá, že kyselina může být prodávána jako průmyslový produkt, např. pro použití v těžebním průmyslu. SEA MATE v současné době provádí zkoušky za účelem posouzení celkového potenciálu konceptu, jeho ekonomické životaschopnosti a rizik a přínosů pro životní prostředí. Očekává se, že projekt začne jako komerční projekt během dvanácti až osmnácti měsíců. SEA MATE provádí tým výzkumníků pod vedením Matthewa Eisamana na Stony Brook University ve spolupráci s University of Washington a National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).
Kanadská společnost Planetary Hydrogen vyvinula technologii popsanou jako vylepšení alkality oceánu, nazvanou SeaOH2 a navrženou tak, aby napodobovala přirozené zvětrávání. Technologie vyrábí vodík a kyslík z vody elektrolýzou. Přidáním minerální soli vytváří elektrolýza také sloučeninu zvanou minerální hydroxid. Tato sloučenina se údajně aktivně spojuje za vzniku oxidu uhličitého a působí jako základ v moři. Proces je navržen tak, aby zachycoval CO 2 ze vzduchu a produkoval vodík. Planetary Hydrogen si klade za cíl uvést do provozu pilotní závod v regionu Halifax do roku 2022. V prosinci 2021 byl projekt vybrán do první fáze programu přímého zachycování vzduchu a odstraňování skleníkových plynů Ministerstva obchodu, energetiky a průmyslu Spojeného království.
Řízení slunečního záření v oblasti velkého bariérového útesu
Zdroj: geoengineeringmonitor.org
Warning: Undefined array key "sssp-ad-overlay-priority" in /data/web/virtuals/326454/virtual/www/wp-content/plugins/seznam-ads/includes/class-seznam-ssp-automatic-insert.php on line 276
Foto: HoAnneLo/Pixabay
Foto: Craig Lovelidge / Unsplash