Füüsika õpetaja raamat Füüsika õpetaja raamat : (Süsinikdioksiidi püüdmine atmosfäärist)

Süsinikdioksiidi püüdmine atmosfäärist

T.Gasser töörühma poolt 2015. a. augustis ajakirjas Nature Communications Pariisi avaldatud uurimus näitab, et Pariisi kliimakokkulepete täitmiseks tuleb lisaks kasuvhoonegaaside emissiooni vähendamisele arendada ka tehnoloogiaid, mis atmosfäärist kasvuhoonegaase eemaldavad.

12.detsembril 2015 võtsid maailma 195 riigi esindajad vastu ajaloolise kokkuleppe globaalse soojenemise peatamiseks. Kokkuleppe,eesmärk on tagada, et maakera keskmine temperatuur ei tõuseks sel sajandil rohkem kui 2 kraadi Celsiuse järgi võrrelduna tööstusrevolutsiooni eelse ajaga.

Lepe [1] näeb ette kasvuhoonegaaside emissiooni piiramist "nii kiiresti kui võimalik". Konkreetseid numbreid leppes ei nimetata.

Selge see, et riikidele nõudmiste esitamine ongi ülimalt keeruline. Aga kas me teame, mis on vaja teha selleks, et kliima soojenemine peatuks?

Kliima modelleerimine on väga keeruline. Mudelis peaks olema arvesse võetud nii Maa kui süsteemi keerukus kui ka inimfaktor. 

Kõige sagedamini jõuab poliitikute ja avalikkuseni tulemused, mille saamiseks on kasutatud midagi, mida nimetatakse integreeritud hindamismudeliteks (IAM, integrated assessment model) [2]. See süsteem püüab arvestada ka inimtegevusse puutuvat, nagu erinevate tehnoloogiate kasutamine, majanduses ja ühiskondades toimuv ning paneb need ühte mudelisse looduslike protsessidega [2]. Mõte on selles, et niimoodi peaks olema võimalik anda poliitikutele soovitusi tegevuste planeerimiseks. 

T.Gasseri füüsikutest koosnev töörühm modelleeris Maad kui süsteemi (ESM, earth system model) [3]. "Inimfaktor" on toodud sisse ühe parameetrina, milleks on emissiooni vähendamise "põrand", ehk nivoo, millest allapoole ei ole inimkond võimeline oma kasvuhoonegaaside emissiooni vähendama. See on uudne lähenemine, mis on ühtaegu arusaadav nii arusaadav kui ka praktilist väljundit andev. Lisaks sellele on arvutuste tulemusel konkreetsed veahinnangu, mis IAM meetodite puhul puuduvad (!).

Uuringu järeldused võib lühidalt kokku võtta alljärgnevalt:

http://carbonengineering.com/, näiteks selline võiks välja näha suurte koguste süsinikdioksiidi kokku kogumiseks mõeldud seade. 

Arvutuse näitavad, et Pariisi kliimakokkulepete täitmiseks tuleb lisaks kasuvhoonegaaside emissiooni vähendamisele arendada ka tehnoloogiaid, mis atmosfäärist kasvuhoonegaase eemaldavad. Hinnanguliselt on vaja atmosfäärist eemaldada heal juhul 0,5-3Gt süsinikku, kehvemate stsenaariumide käivitumise korral 7-11Gt süsinikku aastas, kusjuures ladustada on vaja vastavalt 50-250Gt või 1000-1600Gt süsinikku. Hea ja halva stsenaariumi erinevus on just inimfaktor, ehk maksimaalne võimalik emissiooni vähendamine. Järeldus: süsinikku siduvate tehnoloogiate arendamine on vajalik.

Selliste tehnoloogiate arendamisega ka tegeletakse. Näiteks Klaus Lackner Arizona Riiklikust Ülikoolist tutvustas 2014.a. sünteetilist materjali, mis seob süsinikdioksiidi tuhat korda efektiivsemalt kui puud. Lackner’i töörühm on loonud membraani, mida läbinud õhust seotakse 10 – 50% süsinikdioksiidist. Membraani töötavaks komponendiks on vaik, täpsemalt ioonvahetusvaik – vaigu positiivsed ioonid seovad süsinikdioksiidi maksimaalselt üks süsinikdioksiidi molekul iga positiivse laengu kohta. See protsess on niiskusetundlik selliselt, et vaik absorbeerib süsinikdioksiidi kuivas õhus ja vabastavad selle niiskes õhus. Materjal on juba kättesaadav, kuna seda kasutatakse vee puhastamisel ja pehmendamisel. Nii et põhimõtteliselt on võimalik hakata atmosfääri süsinikdioksiidist “puhastama”.

Rehkendused näitavad, et efekti saavutamiseks on seda vaja sada miljonit konteineritäit.

Kokkuvõtlikult võib öelda, Pariisi kliimalepe kõlab küll hästi, aga põguski pilk lepete teaduslikku telgitagusesse võtab hingetuks. Nii et tavakodanike jaoks on see puhtalt usu küsimus - kes usub poliitikuid, kes tööstureid, kes teadlaseid, kes aktiviste. 

Allikad:

[1] http://www.nytimes.com/interactive/2015/12/12/science/document-final-cop21-draft.html?_r=0

[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Integrated_assessment_modelling

[3] http://www.nature.com/ncomms/2015/150803/ncomms8958/full/ncomms8958.html

[4] http://physicsworld.com/cws/article/news/2015/apr/16/how-to-efficiently-capture-carbon-dioxide-out-of-thin-air