Az ember által okozott éghajlatváltozás hatásainak csökkentése a szén-dioxid megkötésével és tárolásával járó bioenergia – ismertebb nevén BECCS – alkalmazásával jelentős következményekkel járhat az élővilágra, az erdőkre és a vízkészletekre nézve – derül ki egy új tanulmányból.
A meglévő földterületek nagymértékű átállítása BECCS-ültetvényekké akár 10%-kal is csökkenhet a globális erdőborítás, és a biológiai sokféleség “érintetlensége” akár 7%-kal is csökkenhet – mondta a vezető szerző a Carbon Briefnek.
A napelemes geomérnökség bevezetése pedig szintén veszélyeztetheti az élővilágot – derül ki egy másik tanulmányból. Az új kutatás megállapítja, hogy egy ilyen technológia bevezetése – majd nem fenntartása – a globális hőmérséklet gyors visszaesését okozhatja, így számos faj képtelen lesz megbirkózni a körülmények hirtelen megváltozásával.
A két tanulmány megismétli, hogy teljes mértékben figyelembe kell venni a geomérnökségi technológiák bevezetésének lehetséges következményeit, ha azokat a globális felmelegedés hatásainak mérséklésére használják, mondják a Carbon Briefnek mindkét tanulmány szerzői.
A megállapítások azt is kiemelik, hogy “a globális felmelegedés ellen a megoldás a mérséklés” – állapítja meg az egyik szerző. “Az éghajlati célok elérése érdekében most már elengedhetetlen a CO2-kibocsátás azonnali csökkentése, ahelyett, hogy káros technológiákkal kompenzálnánk a lazább tempót” – mondja egy másik szerző.
A BECCS-sel való alkudozás
A Nature Climate Change című folyóiratban megjelent első tanulmány azt vizsgálja, hogy a BECCS alkalmazása hogyan befolyásolhatja a természet különböző aspektusait, beleértve az erdőtakarót, a biológiai sokféleséget és az édesvízkészleteket.
A BECCS-t sokan ígéretes “negatív kibocsátású technológiának” nevezik, ami azt jelenti, hogy a légkörben lévő CO2 mennyiségének csökkentésére lehetne használni. Egyszerűen fogalmazva, a BECCS a biomassza – például fák és növények – elégetését jelenti energiatermelés céljából, majd a keletkező CO2-kibocsátás megkötését, mielőtt az a levegőbe kerülne.
Noha a nagyszabású BECCS-t még nem mutatták be kereskedelmi alapon, a tudósok már szerepelnek számos olyan modellezett “útvonalban”, amely megmutatja, hogyan lehet a globális felmelegedést az iparosodás előtti szinthez képest 2 Celsius-fokra korlátozni.
A tudósok egy része azt reméli, hogy a BECCS-t fel lehetne használni az emberi tevékenység által kibocsátott CO2 egy részének felszívására, ami viszont segíthetne a világnak a “nettó nulla” kibocsátás elérésében.
Az új tanulmány azt vizsgálja, hogy ez megvalósítható-e anélkül, hogy túl sok kárt okozna a természet számos aspektusában.
A BECCS nagy mennyiségű földterület, víz és más erőforrások igénybevételével problémákat okozhat a természet számára – magyarázza a kutatás vezető szerzője, Dr. Vera Heck, a Potsdami Éghajlathatás-kutató Intézet (PIK) munkatársa.
A kutatása szerint a BECCS széles körű alkalmazása “nagy kockázatokkal” járhat a természet számára. A Carbon Briefnek elmondta:
“A nagyüzemi biomasszaültetvények használata a CO2 légkörből való kivonására hozzájárulhat az éghajlatvédelemhez, de számos más környezeti korlát átlépéséhez vezethet, ami nagy kockázatot jelent a biológiai sokféleségre, a tápanyag- és vízkörforgásokra és a földhasználatra nézve. Ezért a biomassza mint a CO2-eltávolítás eszköze csak korlátozottan járulhat hozzá a fenntartható klímavédelmi utakhoz.”
A határok közé szorítva
A tanulmányhoz a kutatók megbecsülték, hogy a BECCS milyen hatással lehet a kilenc “planetáris határra”.
A planetáris határok lényege annak meghatározása, hogy az ember mennyit fejleszthet és használhatja a Föld erőforrásait, miközben biztonságosan a bolygó által elviselhető határok között marad. A kilenc bolygóhatárból négyet – köztük az éghajlatváltozást – már átlépett az emberi tevékenység következtében.
A kilenc határ az alábbi grafikonon látható, amely az egyes határok állapotát is mutatja a Science 2015-ös tanulmánya szerint.
Grafika: Rosamund Pearce
Hogy megértsék, hogyan befolyásolhatja a BECCS a bolygóhatárokat, a kutatók egy sor modellt futtattak le, amelyek figyelembe vették mind a jövőbeli klímaváltozást, mind azt, hogy a mezőgazdasági földhasználati minták hogyan változhatnak a jövőben.
A kutatók minden forgatókönyv esetében kiszámították, hogy hány BECCS-ültetvényt lehetne létrehozni, miközben a bolygóhatárok “biztonságos” övezetén belül maradnának. A kutatók “biztonságosnak” tekintették a BECCS megvalósítását a bolygó határainak további károsodása nélkül.
A kutatók úgy találták, hogy a BECCS megvalósítása a biztonságos határokon belül akár évi 60 millió tonna szén-dioxid negatív kibocsátását is lehetővé tenné. Ez a jelenlegi globális CO2-kibocsátás kevesebb mint 1%-ának felel meg, mondja Heck.
Kockázatvállalás
A kutatók azt is megbecsülték, hogy mennyi szenet lehetne megkötni, ha a BECCS-t “kockázatos” határokon belül valósítanák meg. Ez a meghatározás lehetővé tette a bolygóhatárok további károsodását, ugyanakkor megakadályozta a “magas kockázatú” zónába való átlépést (lásd korábbi grafikon).
Ez körülbelül 1,2 milliárd és 6,3 milliárd tonna szén negatív kibocsátását tenné lehetővé, attól függően, hogy milyen típusú bioenergiát használnak – állapították meg a kutatók.
A legnagyobb mennyiségű negatív kibocsátás eléréséhez a biomassza hidrogénné alakítására lenne szükség, szén-dioxid megkötésével és tárolásával. A biomassza hidrogénné alakításához szükséges technológia azonban még messze van attól, hogy megvalósítható legyen, mondja Heck.
A BECCS kockázatos határok között történő megvalósítása azonban komoly következményekkel járhat a környezetre nézve, teszi hozzá:
“A kockázatos forgatókönyvek a Föld rendszerének negatív visszacsatolása kiváltásának jelentős kockázatát jelentik, és alááshatják a Föld rendszerének stabilitását és ellenálló képességét.”
A hatások közül a BECCS kockázatos határokon belüli bevezetése a globális erdőborítás 10%-os csökkenését és a biológiai sokféleség “érintetlenségének” 7%-os csökkenését okozhatja. Ennek oka, hogy nagy mennyiségű földterületet kellene bioüzemanyag-ültetvényekké alakítani, mondja Heck.
Ezeken felül az összes újonnan létrehozott BECCS-ültetvényből származó további vízigény több mint kétszerese lehet a globális mezőgazdaság által igényeltnek, teszi hozzá Hecks.
Az új kutatás megerősíti a korábbi megállapításokat, miszerint a BECCS-nek “jelentős káros hatása lehet a földekre és az édesvízre”, mondja Prof. Pete Smith, az Aberdeeni Egyetem növény- és talajtani tanszékvezetője, aki nem vett részt a kutatásban. A Carbon Briefnek elmondta:
“A szerzők szerint a széles körű BECCS-re való támaszkodás kockázatos, de vannak olyan régiók, ahol a kockázat alacsony. Ez a tanulmány megbízható, és segít elmozdítani a jelenleg folyó vitát a jelenleg polarizált “a BECCS mindig rossz” vagy “a BECCS mindig jó” álláspontoktól. Több ilyen integrált értékelésre van szükség, hogy megerősítsük a negatív kibocsátással kapcsolatos döntések alapját képező bizonyítékokat.”
Szimuláló napelemes geomérnökség
A második tanulmány, amely a Nature Ecology & Evolution című folyóiratban jelent meg, azt vizsgálja, hogy a napelemes geomérnökség bevezetése milyen hatással lehet a biológiai sokféleségre.
A napelemes geomérnökség vagy “napsugárzás-szabályozás” (SRM) számos – egyelőre hipotetikus – módszert ír le a Föld felszínét érő napfény mesterséges csökkentésére a globális felmelegedés mérséklése érdekében.
Az új tanulmány az SRM egyik típusának hatásaival foglalkozik, amely az aeroszolok sztratoszférába juttatását jelenti. A légkörbe kerülve az a feltételezés született, hogy az aeroszolok védőfátylat képezhetnek a Föld körül, amely képes visszaverni a napfényt, és ezáltal hűteni a bolygót.
Az aeroszolok élettartama a sztratoszférában korlátozott, és a hatékonyság érdekében rendszeres időközönként kellene kibocsátani őket. Ha az aeroszolok kibocsátását hirtelen leállítanák, a globális hőmérséklet gyorsan újra emelkedhetne.
Az új tanulmány szerint az SRM ilyen hirtelen megszűnése miatt sok faj képtelen lenne megbirkózni a környezeti feltételek gyors változásával – mondja a tanulmány szerzője, Alan Robock professzor a Rutgers Egyetemről. A Carbon Briefnek elmondta:
“A fő megállapítások szerint a sztratoszférikus geomérnökség bármilyen megvalósítása katasztrofális véget érhet számos faj számára. Bár ha valaha is megvalósulna a geomérnökség, nem lenne értelme hirtelen véget vetni neki, vannak hihető forgatókönyvek, amelyek szerint ez megtörténhet. Kell-e a társadalomnak valaha is vállalnia ezt a kockázatot?”
A globális váltás modellezése
A kutatók annak megértéséhez, hogy a napenergia-termelés gyors leállítása milyen hatással lehet az élővilágra, modellek segítségével összehasonlították a hőmérséklet és a csapadék változását egy olyan forgatókönyv szerint, amelyben az SRM 2020-tól 2070-ig tart, valamint egy olyan forgatókönyv szerint, amelyben nincs geomérnökség és az üvegházhatású gázok kibocsátásának közepes szintje (RCP4.5).
A kutatók ezután kiszámították az egyes forgatókönyvek “éghajlati sebességét”, ami az éghajlatváltozások sebességét és irányát számszerűsíti.
Az eredmények az alábbi ábrákon láthatók, amelyek a hőmérsékleti sebesség változását mutatják (a) az SRM bevezetését mutató modellezett forgatókönyv, (b) az SRM megszüntetése, (c) az 1960 és 2014 közötti jelenlegi éghajlat és (d) egy mérsékelt kibocsátású, nem módosított világ esetében.
A diagramon a mélyvörös a hőmérséklet emelkedésének gyors növekedését, míg a kék a hőmérséklet gyors csökkenését jelzi.
A hőmérséklet sebességének változása (a) egy modellezett forgatókönyv szerint, amely magában foglalja a napelemes geomérnökség bevezetését, (b) a napelemes geomérnökség megszüntetését, (c ) a jelenlegi éghajlatot 1960 és 2014 között és (d) egy napelemes geomérnökség nélküli világot mérsékelt kibocsátással (RCP4.5). A piros árnyékolás a hőmérséklet növekedését, míg a kék a csökkenést mutatja; minél sötétebb az árnyékolás, annál gyorsabb a változás üteme. Forrás:
Az eredmények azt mutatják, hogy míg a napelemes geomérnökség bevezetése viszonylag gyorsan hőmérsékletcsökkenést okozhat, a hirtelen megszűnés gyors növekedést okozhat, mivel a hőmérséklet visszaemelkedik.
A SRM megszüntetése esetén a hőmérsékletváltozás mértéke két-négyszer nagyobb lehet, mint amit maga az éghajlatváltozás okoz – állapítják meg a kutatók. A tanulmány hasonló – bár nem ilyen drasztikus – változásokat talál a csapadékmennyiségben is.
A környezeti feltételek ilyen nagymértékű változása miatt sok faj képtelen lehet alkalmazkodni, és a kihalás magas kockázatának van kitéve – állítják a kutatók.
Az új környezethez nehezen alkalmazkodó állatok, például a trópusi esőerdőkben és a kis szigetek élőhelyein élő fajok lesznek a legkevésbé képesek alkalmazkodni ezekhez a változásokhoz – teszik hozzá. A kockázat a lassú mozgású kétéltűek esetében lehet a legnagyobb, jegyzik meg a kutatók tanulmányukban:
“Bár a szárazföldi forró pontok közötti éghajlati sebességbeli különbségek egyes taxonok esetében csekélyek, az, hogy a kétéltűek biológiai sokféleségének forró pontjain a legnagyobb a hirtelen megszűnésből eredő hőmérsékleti sebesség, arra utal, hogy a fokozott kihalási kockázat különösen súlyos lenne erre a csoportra.”
Más szóval, nagyszámú kétéltű található azokon a területeken, amelyeket várhatóan a leginkább érintene egy hirtelen SRM-megszüntetés.”
Az új kutatás fontos hozzájárulás a napelemes geomérnökség kockázataival kapcsolatos “szélesebb körű beszélgetéshez” – mondja Dr. Ben Kravitz, a Pacific Northwest National Laboratory éghajlatkutatója, aki nem vett részt az új kutatásban. A Carbon Briefnek elmondta:
“Bár sok kérdés felmerül, amikor az ökoszisztémákról beszélünk, legjobb tudomásom szerint ez a tanulmány az első mennyiségi vizsgálat arról, hogy mi történhet a biodiverzitással a geomérnökség különböző forgatókönyvei esetén. És ami fontos, a tanulmányt több klímamodell felhasználásával végeztük, ami azt jelenti, hogy becslésekkel rendelkezünk arról, hogy a modellek válaszai mennyire robusztusak.”
A kutatás rávilágít a geomérnökség irányítási keretének kidolgozására, mondja Janos Pasztor, a Carnegie Climate Geoengineering Governance Initiative (C2G2) ügyvezető igazgatója.
“Ez a tanulmány pontosan az a fajta kutatás, amelyre szükségünk van ahhoz, hogy jobban megértsük a sztratoszférikus aeroszolbefecskendezés kockázatait és lehetséges előnyeit. Ezért a SAI-t kezelő kezdeti irányítási kereteknek részben ki kell terjedniük a kutatásra, beleértve olyan további kutatások ösztönzését, amelyek a SAI kockázatainak és lehetséges előnyeinek tisztázását eredményezik.”
A “megoldás”
Az eredmények azt mutatják, hogy a globális felmelegedés naptechnika alkalmazásával történő tompítása “számos lehetséges kockázattal” járhat, mondja Robock. Ez arra utal, hogy a globális kibocsátás csökkentése lenne a legjobb módja a jövőbeli éghajlatváltozás korlátozásának, mondja:
“A globális felmelegedés megoldása a mérséklés. Még nem késő gyorsan átállni a szél- és napenergiára, és gyorsan csökkenteni a légkörbe történő CO2-kibocsátásunkat.”
A klímaváltozás mérséklése a BECCS alkalmazásával szintén “jelentős” kockázatokkal jár, mondja Heck:
“Kockázatos lenne a BECCS-re mint a párizsi megállapodás elérését célzó stratégiára támaszkodni. A biomasszaültetvények jelentős negatív kibocsátása a globális környezet egészére nehezedő óriási nyomás rovására megy.”
“Az éghajlati célok elérése érdekében most már elengedhetetlen a CO2-kibocsátás azonnali csökkentése, ahelyett, hogy káros technológiákkal kompenzálnánk a lassabb tempót.”
This post was published on 2018. január 22. 4:02 pm