Så vill ingenjörer rädda klimatet | Stockholms Fria
Jon Weman

Fördjupning


Jon Weman
  • Att reflektera tillbaka mer av solens strålning ut i rymden är en av de planetära ingenjörskonster som undersöks. Här är det forskare vid universitetet i Innsbruck som experimenterar med vit plast.
  • Det här värmeverket i Mississippi i USA är ett exempel på stora utläppskällor som fångar upp koldioxiden och sprutar den under jord för lagring. Det är dock oklart om lösningen håller i längden.
  • Amerikanska energimyndigheten räknar med att efterfrågan på fossila bränslen kommer öka med 38 procent till 2040. Kina är en av de största klimatbovarna.
  • Dessa forskare i Washington i USA håller på att undersöka om brunalgsodling kan motverka försurning genom att ta upp koldioxid från havet.
  • 2016 har hittills slagit rekord i antal slagna klimatrekord per år. Klimattoppmötet i Paris blev ett offentligt genombrott för tanken på planetär ingenjörskonst som ett plan B för klimatet.
  • En idé är inspirerad av vulkaner. När de får stora utbrott bildas aerosoler, mikroskopiska partiklar i stratosfären, som har en stark reflekterande effekt.
  • Vissa metoder etiketteras ofta inte ens som planetär ingenjörskonst – ingen är emot dem och man vill undvika att föra dem till samma fålla som de mer omstridda programmen. Att plantera skog eller anlägga våtmarker binder koldioxid i vegetationen.
  • Forskare studerar sätt att skapa fler moln eller göra dem vitare för att reflektera mer av solens ljus och värme. Sedan tidigare ”sås” moln med silverpartiklar för att provocera dem att släppa sitt regn vid rätt tidpunkt. I Kansas, USA, används metoden för att förebygga hagel som kan skada skörden.
  • Forskare studerar sätt att skapa fler moln eller göra dem vitare för att reflektera mer av solens ljus och värme. Sedan tidigare ”sås” moln med silverpartiklar för att provocera dem att släppa sitt regn vid rätt tidpunkt. I Kansas, USA, används metoden för att förebygga hagel som kan skada skörden.
Fria.Nu

Så vill ingenjörer rädda klimatet

Världens ledare tycks oförmögna att enas om kraftfulla utsläppsminskningar av växthusgaser. Är vi dömda till att acceptera de, enligt många förödande, effekterna av en temperaturhöjning på två grader eller mer under de närmaste årtiondena? Eller finns det en genväg till att undvika det: planetär ingenjörskonst? Kan vi kompensera för människans oönskade klimatpåverkan med avsiktlig, önskad klimatpåverkan? Går det att hacka jorden?

I juli i år uppmättes de högsta temperaturerna någonsin på östra halvklotet – 54 grader i Kuwait. Juni var också den varmaste månaden i världen sedan mätningar började, den 14 månaden i rad att slå rekord enligt amerikanska vädermyndighetern NOAA, och första halvåret 2016 var det varmaste någonsin. Faktiskt har 2016 hittills slagit rekord i antal slagna klimatrekord per år. Den paus eller platå i den globala uppvärmningen som många skeptiker menat sig se sedan 1997–1998 tycks definitivt vara över. Som en följd av det var också istäcket över Arktis det minsta någonsin under fem av årets sex första månader.

Och några kraftiga utsläppsminskningar ser inte ut att vara på väg, snarast tvärtom – amerikanska energimyndigheten räknar med att efterfrågan på fossila bränslen kommer öka med 38 procent till 2040. Humanekologen Andreas Malm noterar i boken Fossil capital att det byggdes mer ny kolkraft i världen mellan 2010 och 2012 än under hela 1990-talet.

Det har fått allt fler att överväga en plan B i form av geoengineering (planetär ingenjörskonst), det vill säga avsiktlig mänsklig manipulation av klimatet på global skala. Klimattoppmötet i Paris blev ett offentligt genombrott för tanken, konstaterar den internationella miljöorganisationen ETC Group. 2015 publicerades 9 böcker och 1 100 nyhetsartiklar om ämnet, noterar de, mer än dubbelt så mycket som något tidigare år.

Planetär ingenjörskonst är ”en dålig idé vars tid har kommit”, säger Eli Kintisch, författare till boken Hack the planet. Det är lika bra att vi studerar de föreslagna metoderna så mycket som möjligt nu, innan klimatförändringarna plötsligt börjar få katastrofala konsekvenser och enskilda länder sätter in åtgärder i panik utan att förstå följderna ordentligt. Det är hans budskap när han på en av de största internationella vetenskapliga konferenserna hittills intervjuas av tidningen Wired.

Det planetära växthuset

Det klimatmaskineri som planetär ingenjörskonst försöker manipulera fungerar i grunden enligt en enkel princip: jordens klimat avgörs av hur den värms upp av inkommande solstrålning, och kyls ned genom sin egen värmestrålning ut i rymden.

Jordens inre bär fortfarande på värmeenergi från när planeten skapades för miljarder år sedan, och fortsätter värmas upp genom kärnreaktioner; en mil under ytan är temperaturen över 100 grader. Den hettan kommer till ytan vid vulkanutbrott och kan utnyttjas som geotermisk energi via djupa borrhål. Men skorpan isolerar så effektivt att jordvärme totalt sett inte bidrar till att värma upp ytan med mer än 0,03 procent av vad solen gör.

I ett kort tidsperspektiv kan atmosfären också ge eller ta emot värmeenergi från jordskorpan eller världshaven. Det första saknar praktisk betydelse. Det andra fenomenet är ansvarigt för exempelvis temperatursvängningarna förknippade med El Niño-cykeln; just nu tror många klimatforskare att världshaven lagrat ovanligt stora mängder värme och kommer att släppa ifrån sig den till atmosfären under de närmaste åren. Men under en längre tid kommer temperaturen i haven och luften att tendera att vara i balans.

Ljus som möter ett material kan reagera på tre sätt: reflekteras, passera igenom, eller absorberas – bara det sistnämnda innebär att materialet värms upp. Solstrålningen kan exempelvis reflekteras från vita moln eller snö, vilket innebär att den försvinner ut i rymden utan att avge sin energi som värme på jorden. Växthuseffekten innebär att delar av den utgående värmestrålningen absorberas i atmosfären, som därmed alltså värms upp och i sin tur ökar sin värmestrålning tillbaka ned mot ytan – ett fenomen utan vilket jordytan hade varit djupfryst, men som i dag förstärks så snabbt av utsläpp att det hotar ekosystemens och den mänskliga civilisationens stabilitet.

I det här systemet har klimatingenjörerna främst sett två moment där det skulle kunna vara möjligt att ingripa: det ena alternativet är att samla upp den främsta växthusgasen koldioxid från atmosfären och lagra den i någon för klimatet ofarlig form. Det andra är att minska solens instrålning till jorden. Förslagen kan sorteras längs en skala från de knappast alls kontroversiella åtgärderna – till de mest drastiska, science fiction-artade och spekulativa.

Jakten på det flygande kolet

I den ena änden av skalan hittar vi metoder som ofta inte ens etiketteras som planetär ingenjörskonst – ingen är emot dem och man vill undvika att föra dem till samma fålla som de mer omstridda programmen. Att plantera skog eller anlägga våtmarker binder koldioxid i vegetationen. När växterna bryts ned lämnar de förvisso tillbaka den igen, men så länge nya växer upp i deras ställe innebär ändå den större mängden biomassa på jorden att en viss mängd koldioxid hålls borta från atmosfären.

Biochar är en process som avsiktligt efterliknar naturens bildande av fossila bränslen – fast i kraftigt accelererad hastighet. Biologiskt material – ofta jordbruks- och skogsbruksavfall som agnar och kvistar – hettas upp utan syre, som i en gammaldags kolmila. Resultatet blir träkol, men istället för att använda det som bränsle kan materialet grävas ned. Det förbättar jorden tack vare sin porösa struktur, men huvudpoängen här är att det kan ligga kvar i hundratusentals år utan att brytas ned – och därmed utan att släppa fri koldioxiden igen. ”Stockholm solution” är ett biochar-projekt i kommunala parker.

Andra moderna varianter är exempelvis ett fordon som åker runt mellan bondgårdar och omvandlar avfall till kol, drivet av den biogas som samtidigt genereras. Trots det är tekniken svår att tillämpa i någon stor skala – eller intresset för det har i varje fall varit begränsat.

En plan med mer massiva ambitioner är kolfångst i världshaven. Att sprida ut järn orsakar en tillväxtboom för vissa sorters plankton, som sedan dör och sjunker ned på havsbottnen, en naturlig miljö utan syre och utan organismer kapabla att bryta ned planktonen. Ett experiment i Karibien 2009 slog dock helt fel – andra arter än de avsedda förökade sig, blev i sin tur uppätna av fiskar och räkor, och det är troligt att det inte drog bort någon CO2 ur cirkulationen. Effekterna var inte farliga eller skadliga, men visade ändå på ”bekymren med vår oförmåga att kontrollera naturlagen om oförutsedda konsekvenser”, som webbtidningen Treehugger skriver.

Ett alternativ är industriella processer. Luft kan ”tvättas” på koldioxid, för vilket det hittills bara finns anläggningar på experimentstadiet. Tekniken är inte nödvändigtvis särskilt komplicerad – uppfinnaren David Keith konstruerade på egen hand ett CO2-fångartorn – men den är långt ifrån att vara kostnadseffektiv än så länge. Längre kommen är tekniken att fånga upp koldioxid vid stora utsläppskällor, som värmeverk; flera tekniker är prövade i industriell skala; de har konstaterats fungera men ökar kostnaderna för energin som produceras vid kraftverket med mellan 25 och 100 procent.

Men vad ska man göra med den sedan? Av de olika idéer som diskuteras är den hittills mest beprövade en som redan används på gamla oljefält, då som ett sätt att utvinna den sista återstående oljan: att spruta ned den under högt tryck i underjordiska håligheter.

Planen är alltså att skapa en form av slutförvaring för koldioxid, som ständigt fylls på med nya injektioner av gas. Precis som för slutförvaring av radioaktivt avfall blir förstås den stora frågan – stannar den kvar där?

Den globala klimatförändringspanelen, IPCC, kom i en rapport från 2005 fram till att läckaget från CO2 lagrad i flytande form under tryck i håligheterna efter exempelvis gasfyndigheter och saltgruvor ”troligen” kan hållas lägre än 1 procent under de första 100 åren, men konstaterar också att om takten på läckaget är högre än så, skulle det på mycket lång sikt utvecklas till ett stort problem för kommande generationer, åtminstone om vi räknar med att fortsätta använda systemet kontinuerligt.

De klimatmål som slogs fast under FN-toppmötet i Paris förutsätter omfattande ”negativa utsläpp”, fast det mestadels talats tyst om den delen av planeringen, påpekar tidigare ministern Anders Wijkman i en krönika på Supermiljöbloggen. Det betyder användning av någon av ovan nämnda tekniker; om målet skulle nås genom konventionell plantering av skog skulle det ta upp en yta större än hela Indien, enligt hans beräkning.

En del av de ökande koldioxidutsläppen tas också upp i världshaven, där de istället för att bidra till uppvärmning resulterar i försurning och bland annat skador på korallrev; ett föreslaget sätt att möta det är dumpandet av starkt basiska ämnen i haven.

Speglar, dimma och stoft

För de som uppfattar koldioxidfångande teknik som för begränsad, för dyr, eller omöjlig att tillämpa i stor skala, är huvudalternativet att angripa den andra sidan i klimatekvationen – att kompensera för den ökande växthuseffekten genom att stoppa solstrålningen från att nå jorden.

Vitt och andra ljusa färger reflekterar ljus medan svart och mörka färger absorberar det och omvandlar det till värme – det är den fysikaliska innebörden av ljusa och mörka färger. Därför är en självförstärkande effekt vid global uppvärmning att polarisar och glaciärer smälter, vilket ersätter vit is och snö med mörkt vatten eller berg, som snabbare värms upp av solen – och skapar en negativ spiral. Men går det att skapa den omvända processen?

BBC räknar i en genomgång av föreslagna lösningar upp planen att skicka upp gigantiska speglar i omloppsbana kring jorden; troligen effektivt, men extremt kostsamt. Planer på att bleka sand i Saharaöknen och göra den mer speglande har också avfärdats på grund av den projekterade kostnaden. Samma effekt kan dock uppnås med betydligt enklare medel.

Moln reflekterar en del av solens ljus ut i rymden innan det ens har hunnit nå och värma upp marken och den lägre delen av atmosfären. Geoingenjörer har studerat metoder att bättra på den processen: skapa fler moln eller göra dem vitare.

En forskargrupp vid Manchesters universitet föreslog 2014 en enkel plan: låt specialbyggda skepp spruta upp saltvatten i luften. Saltpartiklarna formar vattendroppar omkring sig, vilket gör molnen tätare och vitare, och därmed reflekterar mer solljus tillbaka ut i rymden. Om jordens molntäcke skulle kunna göras 5 procent mer reflekterande skulle det kompensera för den beräknade uppvärmningen fram till år 2100.

Väderkontroll är inget helt nytt: sedan åtskilliga årtionden tillbaka ”sår” vi moln med silverpartiklar för att provocera dem att släppa sitt regn vid rätt tidpunkt, fast kontrollen som kan utövas på det sättet är långt ifrån precis eller pålitlig. Den kinesiska regeringen var exempelvis beredd att göra det för att försöka garantera torrt väder under Beijing-OS.

En besläktad plan tar sin inspiration från en annan händelse i naturen: vulkanutbrott. Efter vulkanen Pinatubos utbrott kunde klimatforskare konstatera att aerosoler, mikroskopiska partiklar svävande i stratosfären, fungerade som mikroskopiska discokulor med en stark reflekterande effekt. Riktigt stora vulkanutbrott, som explosionen på Krakatau, har följts av bistra vintrar under de närmast följande åren. Ämnen som sulfat skulle kunna spridas av exempelvis högtflygande drönare, och skalan som skulle behövas är överraskande liten: ”motsvarande en brandslang som sprutar kontinuerligt ut i stratosfären skulle räcka”, enligt klimatforskaren Ken Caldeira.

Trots effektiviteten rekommenderar Caldeiera själv, som gjorde en av de första datasimulationerna, inte mänskligheten att börja spreja i atmosfären riktigt än: ”det finns för stora risker för oförutsedda, ohanterbara och negativa konsekvenser i flera dimensioner”, som det sägs om alla ”solstrålnings-modifierande tekniker” i en rapport för brittiska vetenskapsakademin där han är medförfattare.

Ett stort potentiellt problem är att den sortens teknik inte stoppar förstärkningen av växthuseffekten; den kompenserar den istället genom en annan effekt. Om mer solsken reflekteras i atmosfären betyder det att världen blir mörkare; mindre synligt ljus skulle exempelvis vara tillgängligt för växternas fotosyntes. En jord som värms upp mindre och samtidigt kyls av mindre är inte identisk med vad den var innan; vädersystem skulle kunna påverkas på oförutsägbara sätt. Caldeira pekar också på att ingen förutsåg att freoner skulle ödelägga ozonlagret innan man såg det inträffa, som exempel på bieffekter som kan vara omöjliga att förutse.

Faran med teknikberoende

Geotekniklösningarna verkar frestande med löften om stora resultat till liten kostnad och uppoffring, i en del fall förbluffande liten. Samtidigt är även de forskare som föreslår dem ofta avvaktande och betraktar det som ett sista alternativ. Jordens klimat är ett extremt komplext system som vi fortfarande förstår ofullständigt och där förändringar lätt skulle kunna starta en kedjereaktion med oförutsägbara konsekvenser.

Drastiska förändringar av vädermönster skulle knappast hota livet på jorden som sådant, men den mänskliga civilisationen är anpassad till just det här klimatet – det är anledningen till att den globala uppvärmningen är ett hot till att börja med – och bofast mänsklig civilisation har hittills bara existerat under en tidsperiod utan snabba klimatförändringar. Chansen är stor att en kraftig förändring, oavsett åt vilket håll den går – om exempelvis nedkylningen blir mycket starkare än avsett – är negativ, ur vår synvinkel.

Andreas Malm påpekar i Fossil capital också en mekanism som gör planetär ingenjörskonst per automatik till ett vågspel: om vi gjort oss beroende av det för att kompensera för fortsatta, rent av ökande, utsläpp måste dosen av aerosoler, eller vad det nu är vi använder, också hela tiden öka. Om då oväntade problem tillstöter – som katastrofala förändringar i jordens vädermönster – som tvingar oss att stänga ned programmet, kommer vi plötsligt att drabbas av hela den ackumulerade uppvärmningen i ett slag.

Planetär ingenjörskonst må vara en genväg som ser enklare ut än omställningen till ett fossilfritt samhälle, men som många genvägar finns det dolda fallgropar och faror.

Annons

Rekommenderade artiklar

© 2018 Stockholms Fria