Geoinženýrství s sebou nese „velká rizika“ pro přírodu, ukazují studie

Snižování dopadů změny klimatu způsobené člověkem pomocí bioenergie se zachycováním a ukládáním uhlíku – známější pod zkratkou BECCS – by mohlo mít závažné důsledky pro volně žijící zvířata, lesy a vodní zdroje, ukazuje nová studie.

Velkoplošná přeměna stávající půdy na plantáže BECCS by mohla způsobit celosvětový pokles lesních porostů až o 10 % a snížení „neporušenosti“ biologické rozmanitosti až o 7 %, uvádí hlavní autor studie v rozhovoru pro Carbon Brief.

Zavedení solárního geoinženýrství by mohlo ohrozit i divokou přírodu, ukazuje druhá studie. Nový výzkum zjistil, že zavedení – a následné neudržení – takové technologie by mohlo způsobit rychlý nárůst globálních teplot, v důsledku čehož by se mnoho druhů nedokázalo vyrovnat s prudkou změnou podmínek.

Dvě studie znovu zdůrazňují, že je třeba plně zvážit možné důsledky zavedení geoinženýrských technologií, pokud budou použity ke zmírnění dopadů globálního oteplování, říkají autoři obou studií pro Carbon Brief.

Zjištění také zdůrazňují, že „řešením globálního oteplování je jeho zmírnění“, uzavírá jeden z autorů. „Pro dosažení klimatických cílů je nyní nezbytné okamžitě snížit emise CO2 namísto používání škodlivých technologií ke kompenzaci volnějšího tempa,“ říká další autor.

Vyjednávání s BECCS

První studie, publikovaná v časopise Nature Climate Change, hodnotí, jak by používání BECCS mohlo ovlivnit různé aspekty přírody, včetně lesních porostů, biologické rozmanitosti a sladkovodních zdrojů.

BECCS byla mnohými označena za slibnou „technologii negativních emisí“, což znamená, že by mohla být použita ke snížení množství CO2 v atmosféře. Zjednodušeně řečeno, BECCS spočívá ve spalování biomasy – například stromů a plodin – za účelem výroby energie a následném zachycení vzniklých emisí CO2 před jejich vypuštěním do ovzduší.

Ačkoli BECCS ještě nebylo komerčně předvedeno, vědci jej již zahrnuli do mnoha modelových „cest“, které ukazují, jak lze omezit globální oteplování na 2C nad předindustriální úroveň.

Někteří vědci doufají, že BECCS by mohlo být využito k pohlcení části CO2, který se uvolňuje v důsledku lidské činnosti, což by zase mohlo pomoci světu dosáhnout „čistých nulových“ emisí.

Nová studie zkoumá, zda by toho bylo možné dosáhnout, aniž by došlo k přílišnému poškození mnoha aspektů přírody.

BECCS by mohlo způsobit problémy pro přírodu tím, že by zabralo velké množství půdy, vody a dalších zdrojů, vysvětluje hlavní autorka Dr. Vera Heck z Postupimského institutu pro výzkum klimatických dopadů (PIK).

Její výzkum zjistil, že používání BECCS v širokém měřítku by mohlo přinést „velká rizika“ pro přírodu. V rozhovoru pro Carbon Brief uvedla:

„Využívání rozsáhlých plantáží biomasy k získávání CO2 z atmosféry může přispět k ochraně klimatu, ale může vést k překročení mnoha dalších environmentálních limitů, což znamená velká rizika pro biologickou rozmanitost, koloběh živin a vody a využívání půdy. Proto může být biomasa jako prostředek odstraňování CO2 pouze omezeným příspěvkem k udržitelným cestám zmírňování dopadů na klima.“

Překročení limitů

Vědci v rámci studie odhadovali, jak by BECCS mohlo ovlivnit devět „planetárních hranic“.

Smyslem planetárních hranic je určit, do jaké míry může člověk rozvíjet a využívat zdroje Země a zároveň zůstat v bezpečných mezích toho, co planeta snese. Čtyři z devíti planetárních hranic, včetně klimatických změn, již byly v důsledku lidské činnosti porušeny.

Devět hranic si můžete prohlédnout v následujícím grafu, který také ukazuje stav každé z nich podle studie Science z roku 2015.

Aby vědci pochopili, jak může BECCS ovlivnit planetární hranice, provedli řadu modelů, které zvažovaly jak budoucí změnu klimatu, tak i to, jak se mohou v budoucnu lišit vzorce využívání zemědělské půdy.

Pro každý scénář vědci vypočítali, kolik plantáží BECCS by mohlo vzniknout a zároveň zůstat v „bezpečné“ zóně planetárních hranic. Za „bezpečnou“ považovali výzkumníci realizaci BECCS bez dalšího poškození planetárních hranic.

Zjistili, že realizace BECCS v bezpečných hranicích by mohla umožnit záporné emise až 60 milionů tun uhlíku ročně. To podle Hecka odpovídá méně než 1 % současných globálních emisí CO2.

Podstupování rizika

Výzkumníci také odhadli, kolik uhlíku by bylo možné zachytit, pokud by se BECCS realizovalo v „rizikových“ mezích. Tato definice umožňovala další poškozování planetárních hranic, přičemž stále zabraňovala posunu do „vysoce rizikové“ zóny (viz dřívější graf).

To by umožnilo dosáhnout záporných emisí ve výši přibližně 1,2 až 6,3 miliardy tun uhlíku v závislosti na typu použité bioenergie, zjistili vědci.

Dosažení nejvyššího množství záporných emisí by vyžadovalo využití přeměny biomasy na vodík se zachycováním a ukládáním uhlíku. Technologie potřebná k usnadnění přeměny biomasy na vodík však ještě zdaleka není životaschopná, říká Heck.

Zavedení BECCS v rizikových mezích by však mohlo mít závažné důsledky pro životní prostředí, dodává:

„Rizikové scénáře znamenají značné riziko spuštění negativní zpětné vazby zemského systému a mohly by narušit stabilitu a odolnost zemského systému.“

Mezi dopady by zavedení BECCS v rizikových mezích mohlo způsobit pokles globálního lesního porostu o 10 % a pokles „neporušenosti“ biologické rozmanitosti o 7 %. Důvodem je skutečnost, že by bylo nutné přeměnit velké množství půdy na plantáže pro výrobu biopaliv, říká Heck.

Kromě toho by dodatečná potřeba vody odvozená od všech nově vytvořených plantáží BECCS mohla být více než dvojnásobná oproti potřebě globálního zemědělství, dodává Hecks.

Nový výzkum potvrzuje dřívější zjištění, že BECCS může mít „významný negativní dopad na půdu a sladkou vodu“, říká profesor Pete Smith, vedoucí katedry rostlinných a půdních věd na univerzitě v Aberdeenu, který se na výzkumu nepodílel. Pro časopis Carbon Brief uvedl:

„Autoři zjistili, že spoléhat se na plošné využití BECCS je riskantní, ale existují regiony, kde je toto riziko nízké. Tato studie je robustní a pomáhá posunout současnou debatu z aktuálně polarizovaných pozic „BECCS je vždy špatné“ nebo „BECCS je vždy dobré“. Je zapotřebí více takovýchto integrovaných hodnocení, aby se posílila důkazní základna, na jejímž základě budou přijímána rozhodnutí o negativních emisích.“

Simulování solárního geoinženýrství

Druhá studie, publikovaná v časopise Nature Ecology & Evolution, zkoumá, jak by zavedení solárního geoinženýrství mohlo ovlivnit biologickou rozmanitost.

Solární geoinženýrství neboli „řízení slunečního záření“ (SRM) popisuje řadu metod – z nichž všechny zůstávají hypotetické – pro umělé snížení slunečního záření na zemském povrchu s cílem utlumit globální oteplování.

Nová studie se zaměřuje na dopady jednoho typu SRM, který zahrnuje vhánění aerosolů do stratosféry. Předpokládá se, že po vstupu do atmosféry by aerosoly mohly kolem Země vytvořit ochranný závoj, který by byl schopen odrážet sluneční světlo, a tím ochlazovat planetu.

Aerosoly mají ve stratosféře omezenou životnost a aby byly účinné, musely by být vypouštěny v pravidelných časových intervalech. Pokud by bylo uvolňování aerosolů náhle zastaveno, globální teplota by mohla opět rychle vzrůst.

Nová studie zjistila, že toto náhlé ukončení SRM by způsobilo, že by se mnoho druhů nedokázalo vyrovnat s rychlou změnou podmínek prostředí, říká autor studie profesor Alan Robock z Rutgers University. V rozhovoru pro Carbon Brief říká:

„Hlavním zjištěním je, že jakákoli realizace stratosférického geoinženýrství by mohla pro mnoho druhů skončit katastrofálně. Ačkoli pokud by se geoinženýrství někdy provádělo, nemělo by smysl ho náhle ukončit, existují věrohodné scénáře, kdy by k tomu mohlo dojít. Měla by společnost takové riziko vůbec podstoupit?“

Modelování globálního posunu

Aby vědci pochopili, jak by rychlé ukončení výroby slunečního záření mohlo ovlivnit volně žijící živočichy, použili modely k porovnání změn teploty a srážek podle scénáře, v němž SRM probíhá od roku 2020 do roku 2070, se scénářem bez geoinženýrství a se střední úrovní emisí skleníkových plynů (RCP4.5).

Výzkumníci poté vypočítali „klimatické rychlosti“ jednotlivých scénářů, které kvantifikují rychlost a směr posunu klimatu.

Výsledky jsou znázorněny na níže uvedených grafech, které ukazují rychlost změny teploty pro (a) modelový scénář znázorňující zavedení SRM, (b) ukončení SRM, (c) současné klima mezi lety 1960 a 2014 a (d) svět bez inženýrských opatření s mírnými emisemi.

V grafu tmavě červená barva znamená rychlý nárůst rychlosti zvyšování teploty, zatímco modrá barva ukazuje rychlý pokles teploty.

Výsledky ukazují, že zatímco zavedení solárního geoinženýrství by mohlo způsobit poměrně rychlý pokles teplot, jeho náhlé ukončení by mohlo způsobit rychlý nárůst, protože teploty by se odrazily ode dna.

Rychlost změn teplot při ukončení SRM by mohla být dvakrát až čtyřikrát větší než změny způsobené samotnou změnou klimatu, uzavírají vědci. Studie rovněž zjistila podobné – i když ne tak drastické – změny na srážkách.

Takováto velká změna podmínek prostředí by mohla způsobit, že se mnoho druhů nebude schopno přizpůsobit a bude jim hrozit vysoké riziko vyhynutí, tvrdí vědci.

Zvířata, pro která není snadné přizpůsobit se novému prostředí, jako jsou druhy vyskytující se v tropických deštných lesích a malých ostrovních biotopech, budou nejméně schopna se těmto změnám přizpůsobit, dodávají. Riziko by mohlo být nejvyšší pro pomalu se pohybující obojživelníky, poznamenávají vědci ve svém článku:

„Zatímco rozdíly v rychlosti změny klimatu mezi suchozemskými ohnisky pro některé taxony jsou malé, skutečnost, že ohniska biodiverzity obojživelníků mají nejvyšší rychlost změny teploty od náhlého zániku, naznačuje, že zvýšené riziko vyhynutí by bylo pro tuto skupinu obzvláště závažné.“

Jinými slovy, velké množství obojživelníků se vyskytuje v oblastech, které by měly být náhlým ukončením SRM nejvíce postiženy.

Nový výzkum je důležitým příspěvkem k „širší diskusi“ o rizicích solárního geoinženýrství, říká Dr. Ben Kravitz, klimatolog z Pacific Northwest National Laboratory, který se na novém výzkumu nepodílel. Pro Carbon Brief uvedl:

„Ačkoli existuje mnoho otázek, které vyvstávají, když se mluví o ekosystémech, pokud je mi známo, tato studie je prvním kvantitativním pohledem na to, co by se mohlo stát s biodiverzitou při různých scénářích geoinženýrství. A co je důležité, studie byla provedena za použití více klimatických modelů, což znamená, že máme k dispozici odhady toho, jak robustní jsou modelové reakce.“

Výzkum zdůrazňuje potřebu vypracování řídícího rámce pro geoinženýrství, říká Janos Pasztor, výkonný ředitel Carnegie Climate Geoengineering Governance Initiative (C2G2).

„Tato práce je přesně tím druhem výzkumu, který potřebujeme, aby nám pomohl lépe pochopit rizika a potenciální přínosy vstřikování stratosférického aerosolu . Z tohoto důvodu musí část původních rámců řízení zabývajících se SAI zahrnovat výzkum, včetně podpory dalšího výzkumu, jehož výsledkem bude objasnění rizik a potenciálních přínosů SAI.“

Nalézt „řešení“

Zjištění ukazují, že tlumení globálního oteplování pomocí solární techniky by mohlo přinést „mnoho možných rizik“, říká Robock. To podle něj naznačuje, že nejlepším způsobem, jak omezit budoucí změny klimatu, by bylo snížení globálních emisí:

„Řešením globálního oteplování je jeho zmírnění. Ještě není pozdě rychle přejít na větrnou a solární energii a rychle snížit naše emise CO2 do atmosféry.“

Zmírnění změny klimatu pomocí BECCS s sebou nese také „značná“ rizika, říká Heck:

„Bylo by riskantní spoléhat na BECCS jako na strategii k dosažení Pařížské dohody. Pozoruhodné negativní emise z plantáží biomasy jdou na úkor obrovského tlaku na globální životní prostředí jako celek.“

„Pro dosažení klimatických cílů je nyní nezbytné okamžitě snížit emise CO2 namísto toho, abychom využívali škodlivé technologie ke kompenzaci volnějšího tempa.“

.