https://bodybydarwin.com
Slider Image

Wetenschappers willen de klimaatverandering beperken door meer CO2 vrij te geven

2020

"adres": detail gaskleppen Venezia-Giulia "

Koolstofdioxide krijgt tegenwoordig veel aandacht. Het onderzoek is begrijpelijk: op 11 mei bereikte het gasniveau 415 delen per miljoen, meer dan 100 ppm boven onze typische atmosferische niveaus in de afgelopen 800.000 jaar. Zelfs als we vandaag stoppen met uitstoten, zal dit langlevende broeikasgas de aarde nog duizenden jaren verwarmen.

Maar er is nog een broeikasgas, methaan, dat volgens sommige wetenschappers laaghangend fruit is tussen de vele strategieën om ons klimaat te stabiliseren. In een verrassend en contra-intuïtief voorstel maandag gepubliceerd in het tijdschrift Nature Sustainability Stanford University beweren wetenschappers dat we de opwarming kunnen beperken door methaan chemisch om te zetten in kooldioxide. "Onze paper is een oproep om methaanverwijdering te zien als een kans, zegt Rob Jackson, de hoofdauteur van de studie.

Methaan, of CH4, is momenteel geconcentreerd in de lucht met 1.860 delen per miljard, ongeveer twee en een half keer zoveel als vóór de industriële revolutie. 60 procent van de methaanemissies wordt veroorzaakt door mensen en stijgt uit agrarische bronnen zoals rijstvelden en boeren, evenals de productie van fossiele brandstoffen. Het gas heeft een korte levensduur en duurt gemiddeld tien jaar in de atmosfeer. Maar het werkt hard om dingen in die korte tijd op te warmen. Methaan verwarmt de atmosfeer 84 keer zoveel als CO2 gedurende 20 jaar en 28 keer zoveel gedurende een eeuw.

Hoewel de chemie van het molecuul het een zorgwekkend broeikasgas maakt, leent het zich ook voor een mogelijke oplossing, stelt het Stanford-team. Methaan en zuurstof reageren en vormen kooldioxide en water. De reactie is thermodynamisch gunstig, omdat deze energie afgeeft. In feite gebeurt het van nature in de atmosfeer. Als we een industrieel proces kunnen creëren dat deze natuurlijke neiging versnelt, stelt het artikel, zou het kunnen dienen als een belangrijke strategie om de opwarming te vertragen.

Op de grond lijkt dit misschien op de voorgestelde ontwerpen voor directe koolstofafvang - enorme ventilatoren die lucht aanzuigen en door een medium laten stromen dat het methaan helpt om te zetten in CO2. In tegenstelling tot koolstofafvang, zou het uitlaatgas niet doorgepompt en opgeslagen hoeven te worden. In plaats daarvan zou het koolstofdioxide gewoon wegdrijven. Omdat het een minder krachtig broeikasgas is dan methaan, zou het netto-effect nog steeds een vermindering van de opwarming van de aarde zijn. Het omzetten van alle door de mens veroorzaakte methaan in de atmosfeer zou een extra 8, 2 miljard ton CO2 vrijgeven, ongeveer hoeveel we wereldwijd gedurende een paar maanden uitstoten. Toch zou het proces een volledige zesde van de opwarming elimineren die we hebben ervaren sinds we fossiele brandstoffen begonnen te verbranden, schat het papier. "Dat zou ons tijd geven om de moeilijkere set koolstofdioxidebronnen aan te pakken, zegt Jackson.

Dit voorstel bevindt zich natuurlijk nog maar in de fase van het idee en er zijn nog vele uitdagingen voor de uitvoering ervan. Een van de meest voor de hand liggende, zoals het artikel aangeeft, is dat methaan erg diffuus is in de lucht. Met 1.860 ppb vormt het een kleine fractie van alle moleculen in de lucht en is ongeveer 200 keer meer verdund dan CO2.

De chemische structuur van methaan vormt ook een barrière om het letterlijk om te zetten. Vanwege zijn tetraëdrische vorm vier waterstofatomen vertakkend vanuit een centrumkoolstof heeft een duidelijk punt van katalytische intrede, schrijven de auteurs. Toch is er een veelbelovend bewijs dat zeolieten een soort mineraal met veel kleine poriën kunnen gebruiken om methaan om te zetten. Die kleine poriën kunnen helpen methaan te weken en te reageren met een metaalkatalysator, waardoor de transformatie naar CO2 wordt vergemakkelijkt.

En net als koolstofafvang kan dit proces veel energie verbruiken. Het bouwen van de apparatuur, het delven van de zeoliet en het laten draaien van de ventilatoren zouden stroom vereisen. Het lijkt erop dat het veel energie nodig heeft om te werken, zelfs voor een passief systeem dat wind gebruikt om lucht over de katalysator te laten stromen, zegt Ed Dlugokencky, een atmosferische chemicus bij de National Oceanic and Atmospheric Administration. Jackson zegt dat het methaanomzettingssysteem idealiter werkt op koolstofarme bronnen, zoals wind en zon. En omdat de reactie energie vrijmaakt, denkt hij dat het mogelijk zou kunnen zijn om deze opnieuw vast te leggen en te gebruiken om de operatie draaiende te houden.

Maar er zijn ook monetaire kwesties. Op dit moment, omdat het vrijlaten van koolstof in de atmosfeer in principe gratis is, is er geen manier om geld te verdienen aan het proces. Een wettelijk mandaat of prijs op koolstof zou nodig zijn om interesse te krijgen in het industrieel opschalen van de afvang van methaan. Zoals het artikel aangeeft, zou, tegen een prijs van $ 500 per ton CO2, de compensatie van het broeikaseffect dat wordt geproduceerd door methaan om te zetten in kooldioxide, $ 12.500 per ton omgezet methaan opleveren, waardoor het winstgevend wordt.

Sommigen denken dat vertrouwen op CO2-prijzen te optimistisch is en dat ons geld beter wordt besteed aan hernieuwbare energiebronnen. "Het idee is zeer materieel en energetisch intensief en kan zelfs niet concurreren tegen prijzen van koolstof die hoger zijn dan $ 500 / ton, wat naast onnodig (en politiek onhaalbaar) duurzame energie (die momenteel meestal geen koolstofprijs nodig heeft) een echte meevaller maakt, zegt Sgouris Sgouridis, industrieel en systems engineering wetenschapper aan de Khalifa University en auteur van een recent onderzoek waarin energie-input wordt vergeleken met output in hernieuwbare energiebronnen en energiesystemen voor koolstofafvang. "Waarom zou u een zeer dure strategie volgen in plaats van de goedkopere uit te breiden?"

Omdat methaan van korte duur is, is het misschien beter om de natuur het gewoon te laten verwerken. Er is een veel eenvoudigere oplossing voor de bijdrage van CH4 aan de opwarming van de aarde, zegt Pieter Tans, hoofd van NOAA s Carbon Cycle Greenhouse Gases Group. Ik stel voor dat we de CH4-uitstoot op bekende manieren verminderen en de atmosfeer in ongeveer 10 jaar voor de oxidatie tot CO2 laten zorgen. ”

Jackson denkt dat de technologie, zelfs met zijn uitdagingen, een plaats zou kunnen hebben in de toekomst van klimaatactie. Hij hoopt dat zijn voorstel leidt tot onderzoek naar de ideale materialen om de methaanconversie te katalyseren, en ideeën voor industriële faciliteiten die methaan concentreren dat binnenkomt, waardoor het gemakkelijker wordt om te reageren. Voor Jackson gaat het niet alleen om het proberen te stabiliseren van onze momenteel verwarmende planeet. De technologie kan zelfs een rol spelen bij het terugdringen van onze uitstoot, in wat we "atmosferische restauratie" noemen. "Ik denk dat het repareren van onze lucht een beter zicht is dan het stabiliseren van onze lucht, " zegt hij. "Ik wil de klok opnieuw instellen op atmosferisch methaan."

Een goedkope set LED's is de beste manier om je mooie nieuwe tv te upgraden

Een goedkope set LED's is de beste manier om je mooie nieuwe tv te upgraden

Ja, 50 miljoen jaar geleden was de aarde heter.  Dit is de reden waarom klimaatverandering nog steeds een groot probleem is

Ja, 50 miljoen jaar geleden was de aarde heter. Dit is de reden waarom klimaatverandering nog steeds een groot probleem is

Wetenschappers hebben misschien een verloren continent gevonden

Wetenschappers hebben misschien een verloren continent gevonden