Supt CO2 din cer cu copaci artificiali

Poate fi un gaz incolor, inodor si complet natural, dar dioxidul de carbon incepe sa ne provoace o multime de probleme. Acesta reprezinta doar o mica parte din atmosfera (0,04% din totalul gazului in volum – sau 395 parti pe milion), dar are un efect urias asupra temperaturii Pamantului. Asta pentru ca, spre deosebire de azot sau oxigen, moleculele de dioxid de carbon absorb razele de caldura ale Soarelui, chiar daca lasa razele de lumina sa treaca, ca o sera.

Oamenii de stiinta cauta modalitati de a modula temperatura globala prin eliminarea din aer a unor astfel de gaze cu efect de sera. Daca functioneaza, ar fi una dintre putinele modalitati de geoinginerie a planetei cu multiple beneficii, dincolo de simpla racire a atmosferei.

De fiecare data cand respiram, emitem dioxid de carbon la fel ca toate celelalte forme de viata metabolice. Intre timp, organismele fotosintetice precum plantele si algele preiau dioxid de carbon si emit oxigen. Acest echilibru a mentinut planeta la o temperatura medie confortabila de 14C (57F), comparativ cu o temperatura rece -18C (0F) daca nu exista dioxid de carbon in atmosfera.

In Antropocen (Epoca Omului), am schimbat acest echilibru prin eliberarea a mai mult dioxid de carbon decat pot absorbi plantele. De la revolutia industriala, oamenii au ars cantitati tot mai mari de combustibili fosili, eliberand carbon stocat de milioane de ani in urma.

Array

In cele din urma, atmosfera va atinge un nou echilibru la o temperatura mai calda ca urmare a dioxidului de carbon suplimentar, dar a ajunge acolo va fi dificil.

Dioxidul de carbon pe care il eliberam schimba clima, modelele de vant si precipitatii, acidificand oceanele, incalzind habitatele pentru plante si animale, topind ghetarii si straturile de gheata, crescand frecventa incendiilor si cresterea nivelului marii. Si facem acest lucru intr-un ritm atat de rapid incat animalele si plantele ar putea sa nu aiba timp sa evolueze catre noile conditii. Oamenii nu vor trebui sa se bazeze pe evolutie, dar va trebui sa cheltuim sute de miliarde de dolari pentru adaptarea sau mutarea oraselor noastre si a altor infrastructuri si pentru gasirea unor modalitati de cultivare a culturilor noastre alimentare in aceste conditii nefamiliare.

Chiar daca astazi am incetat sa ardem combustibili fosili, exista suficient dioxid de carbon in atmosfera – si este un gaz atat de persistent si de durata – incat temperaturile vor continua sa creasca timp de cateva sute de ani. Bineinteles ca nu vom inceta sa mai emitem dioxid de carbon astazi, iar acum este foarte probabil ca in timpul vietii persoanelor nascute astazi sa crestem temperatura planetei cu cel putin 3C mai mult decat temperatura medie inainte de revolutia industriala.

Cautati si capturati

Prin urmare, ideea de a gasi modalitati de a elimina dioxidul de carbon din atmosfera. O modalitate de a face acest lucru este cultivarea plantelor care absorb mult dioxid de carbon si stocarea acestuia. Dar, desi putem imbunatati cu siguranta plantarea copacilor, avem nevoie si de terenuri pentru a cultiva hrana pentru o populatie globala in crestere, deci exista o limita a cantitatii forestiere pe care o putem incadra pe planeta.

In ultimii ani s-au incercat eliminarea dioxidului de carbon din sursa sa in centralele electrice.

Dispozitivele de epurare au fost montate pe cosurile de fum in diferite proiecte pilot din intreaga lume, astfel incat gazele cu efect de sera produse in timpul arderii combustibililor fosili sa poata fi eliminate din emisiile de gaze de esapament. Dioxidul de carbon poate fi apoi racit si pompat pentru depozitare in camere adanci de roci subterane, de exemplu, inlocuind fluidul din acviferele saline. O alta optiune de stocare este utilizarea gazului colectat pentru a inlocui zacamintele de titei, ajutand companiile de foraj sa pompeze petrolul din locuri greu accesibile, intr-un proces cunoscut sub numele de recuperare avansata a petrolului.

Eliminarea acestei poluari de la centralele electrice – numita captare si stocare a carbonului – este o modalitate utila de a preveni patrunderea suplimentara a dioxidului de carbon in atmosfera pe masura ce continuam sa ardem combustibili fosili. Dar ce zici de gazul care este deja acolo?

Problema cu eliminarea dioxidului de carbon din atmosfera este ca este prezent la o concentratie atat de scazuta. Intr-un cos de fum al centralei electrice, de exemplu, dioxidul de carbon este prezent la concentratii de 4-12% intr-o cantitate relativ mica de aer evacuat. Scoaterea gazului necesita multa energie, deci este costisitoare, dar este fezabila. Pentru a extrage 0,04% dioxid de carbon din atmosfera ar fi necesara prelucrarea unor volume enorme de aer. Drept urmare, majoritatea oamenilor de stiinta s-au confruntat cu ideea.

Copaci falsi din plastic

Klaus Lackner, directorul Lenfest Center for Sustainable Energy de la Universitatea Columbia, a venit cu o tehnica care crede ca ar putea rezolva problema. Lackner a proiectat un copac artificial care absorbe pasiv dioxidul de carbon din aer folosind „frunze” care sunt de 1.000 de ori mai eficiente decat frunzele adevarate care utilizeaza fotosinteza.

„Nu este nevoie sa expunem frunzele la lumina soarelui pentru fotosinteza, asa cum o face un copac adevarat”, explica Lackner. “Deci, frunzele noastre pot fi mult mai strans distantate si suprapuse – chiar configurate intr-o formatiune de tip fagure pentru a le face mai eficiente.”

Frunzele arata ca niste foi de plastic de hartie si sunt acoperite cu o rasina care contine carbonat de sodiu, care scoate dioxidul de carbon din aer si il stocheaza sub forma de bicarbonat (bicarbonat de sodiu) pe frunza. Pentru a elimina dioxidul de carbon, frunzele sunt clatite in vapori de apa si se pot usca in mod natural in vant, absorbind mai mult dioxid de carbon.

Lackner calculeaza ca arborele sau poate elimina o tona de dioxid de carbon pe zi. Zece milioane dintre acesti copaci ar putea elimina 3,6 miliarde de tone de dioxid de carbon pe an – echivalent cu aproximativ 10% din emisiile noastre anuale globale de dioxid de carbon. “Emisiile noastre totale ar putea fi eliminate cu 100 de milioane de copaci”, spune el, “intrucat am avea nevoie de 1.000 de ori mai mare decat in ​​copacii reali pentru a avea acelasi efect”.

Daca arborii ar fi produsi in masa, fiecare ar costa initial in jur de 20.000 de dolari (apoi scade pe masura ce productia preia), chiar sub pretul masinii familiale medii din Statele Unite, spune el, subliniind ca 70 de milioane de masini sunt produse in fiecare an. Si fiecare s-ar potrivi pe un camion pentru a fi pozitionat pe site-uri din intreaga lume. „Lucrul minunat al atmosferei este ca este un mixer bun, astfel incat dioxidul de carbon produs intr-un oras american poate fi indepartat in Oman”, spune el.

Cost social

Dioxidul de carbon din proces poate fi racit si depozitat; cu toate acestea, multi oameni de stiinta sunt ingrijorati de faptul ca, chiar daca am eliminat tot dioxidul de carbon, nu exista suficient spatiu pentru al stoca in siguranta in acviferele saline sau in puturile de petrol. Dar geologii vin cu alternative. De exemplu, peridotita, care este un amestec de serpentina si roca de olivina, este un mare aspirator de dioxid de carbon, etansand gazul absorbit ca un mineral stabil de carbonat de magneziu. Numai in Oman, exista un munte care contine aproximativ 30.000 km cubi de peridotit.

O alta optiune ar putea fi stancile de roca bazaltica, care contin gauri – bule de gaz solidificate din formarea bazaltului din fluxurile de lava vulcanica cu milioane de ani in urma. Pomparea dioxidului de carbon in aceste bule stravechi il face sa reactioneze pentru a forma calcar stabil – carbonat de calciu.

Aceste procese de absorbtie a dioxidului de carbon au loc in mod natural, dar pe perioade geologice. Pentru a accelera reactia, oamenii de stiinta experimenteaza mai intai dizolvarea gazului in apa si apoi injectarea acestuia in roci sub presiuni ridicate.

Cu toate acestea, Lackner considera ca gazul este prea util pentru a se impietri. Ideea sa este de a folosi dioxidul de carbon pentru a produce combustibili lichizi pentru vehiculele de transport. Dioxidul de carbon poate reactiona cu apa pentru a produce monoxid de carbon si hidrogen – o combinatie cunoscuta sub numele de syngas, deoarece poate fi usor transformata in combustibili hidrocarburi, cum ar fi metanolul sau motorina. Procesul necesita un aport de energie, dar acest lucru ar putea fi furnizat de surse regenerabile, cum ar fi energia eoliana, sugereaza Lackner.

Avem tehnologia de a aspira dioxidul de carbon din aer – si de a-l pastra – dar daca este viabil din punct de vedere economic este o intrebare diferita. Lackner spune ca arborii sai ar face treaba pentru aproximativ 200 de dolari pe tona de dioxid de carbon eliminat, scazand la 30 de dolari pe tona pe masura ce proiectul se extinde. La acel pret – care a fost criticat ca fiind extrem de optimist (calculele cele mai optimiste ale Societatii Americane de Fizica pentru captarea directa a aerului sunt de 600 USD pe tona de dioxid de carbon eliminat, desi Met Office din Marea Britanie este mai favorabil) – incepe sa aiba un sens economic pentru petrol companii care ar plati in jur de 100 de dolari pe tona pentru a utiliza gazul in recuperarea imbunatatita a petrolului.

In cele din urma, trebuie sa decidem daca costul tehnologiei este in valoare sociala de pret, iar acest pret social va scadea probabil pe masura ce schimbarile climatice isi vor aduce propriile costuri de crestere. Si din punct de vedere economic, daca pretul carbonului creste, atunci acest lucru ar putea duce la doua efecte. Investitiile in captarea aerului vor fi considerate probabil ca un echivalent cu „emisiile evitate”. Si atunci va deveni o investitie demna.

Daca doriti sa comentati acest articol sau orice altceva pe care l-ati vazut pe viitor, accesati pagina noastra de Facebook sau trimiteti-ne un mesaj pe Twitter.