Eru til raunhæfar leiðir til að leysa loftslagsvandann?

Mankyn og lífríki hér á jörðu þarf hreint vatn og hreint loft til að geta þrifist frá kynslóð til kynslóðar. Fyrir 150 árum var byrjað að hreinsa vatn til drykkjar (í kjölfar kólerufaraldursins í London um miðja 19. öldina; upphafsmaður var John Snow) og nú, vegna hlýnunar jarðar, er það orðið óumflýjanlegt að við þurfum að hreinsa mikið magn af CO2 úr andrúmslofti.

Af hverju er CO2 vandamál í andrúmslofti?

Sólargeislar berast til jarðar og gefa okkur hita. En þeir þurfa að mestu að speglast aftur út í himingeiminn aftur til að jörðin hitni ekki um of. Ef allir sólargeislar speglast frá jörðinni og út í geim verður jörðin of köld til að búa á. Þess vegna er gott að hafa gróðurhúsalofttegundir í lofthjúp jarðar, því það eru agnir sem spegla sólargeislum aftur til jarðarinnar og tryggja þannig rétt hitastig fyrir náttúru og lífríki. Ef of mikið er af gróðurhúsalofttegundum þá speglast of mikið af sólargeislum til baka og jörðin verður of heit.

En ef það væru engar gróðurhúsalofttegundir – ef það væri bara súrefni (O2) og nitur (N2) í andrúmsloftinu – þá myndi öll hitageislun sleppa út í geim og jörðin yrði mjög köld. Þess vegna þarf rétt magn af gróðurhúsalofttegundum (ekki of mikið og ekki of lítið) til að rétt magn af hitageislu sleppi aftur út í geiminn.

Vandamálið við hlýnun jarðar er því einfaldlega það að við mannfólk erum búin að bæta við það miklu af gróðurhúsalofttegundum (aðallega CO2 og metan) að of mikið af sólargeislum sem eru á leið frá jörðinni speglast til baka og hækka hitastig jarðar með skelfilegum afleiðingum. Þetta er það sem er nefnt neyðarástand í loftslagsmálum.

Þetta má sjá á eftirfarand mynd: „Venjulegu lofttegundirnar“ – O2 og N2 – láta alla hitageislun sleppa – þess vegna þarf aðeins af gróðurhúsalofttegundum til að tryggja að smávegis af hitageisluninni verði eftir á jörðinni. Vatnsgufa (H2O), metan (CH4) og koltvísýringur (CO2) eru helstu lofttegundirnar sem senda geislun til baka til jarðar og tryggja að hitastig jarðar haldist í jafnvægi. CO2 er skaðlegust ef hún er í of miklu magni vegna þess að það tekur CO2 um 200 ár að eyðast á náttúrulegan máta (metan eyðist á 10-15 árum og er því alls ekki eins skaðlegt hlýnun jarðar). Við erum þegar komin með um tvöfallt of mikið magn af CO2 og þess vegna verður óbreytt staða áfram óbreytt í 200 ár nema ef við byrjum að taka CO2 úr andrúmslofti.

Þetta má sjá á eftirfarandi skýringamynd:

Á þessari mynd sést að gróðurhúsalofttegundirnar (rauðar) hafa þau áhrif að hita-geislun er send aftur til jarðar. Jörðin yrði of köld ef engar væru gróðurhúsaloft-tegundirnar en of heit ef gróðurhúsalofttegundir eru í of miklu magni, eins og nú er.

    –
Hér er einnig gott myndband sem lýsir þessu vel:

Hversu miklu af umfram CO2 er búið að setja í andrúmsloft?

Mjög hraður vöxtur hefur verið magni CO2 sem mankyn setur sem mengun út í andrúmsloftið. Um miðja síðustu öld voru það um 5 milljarðar tonna af CO2 sem mankyn setti sem mengun út í andrúmsloft; nú eru það um 40 milljarðar tonna sem við setjum sem mengun út í andrúmsloft. Hægt er að færa rök fyrir því að umframmagn sé því á bilinu 500-800 milljarðar tonna af CO2 sem þarf að taka úr andrúmsloftinu til að bjarga því að ekki eigi sér stað mikil röskun á náttúrufari og veðurfari.

Hægt er að taka CO2 til baka úr andrúmslofti með lofthreinsun og er þegar byrjað að fanga CO2 úr andrúmslofti á nokkrum stöðum í heiminum (sjá t.d. hér og hér). Sumar lausnir binda þúsundir tonna; aðrar lausnir binda milljónir tonna. Við þurfum því lausnir sem ráða við að taka milljónir tonna af CO2 úr andrúmslofti, einfaldlega vegna þess að magnið er orðið það mikið og verður óbreytt í 200 ár, nema ef við grípum til rótttækra aðgerða:

Á þessu myndriti (frá The Economist) sést að losun CO2 hefur haldið áfram að aukast, ár frá ári í áratugi. Og það sem er uggvænlegast er að áföll í heiminum hafa ekki slegið á þessa þróun. Fjármálakreppur, olíukreppur, stórar þjóðfélagsbreytingar og sjúkdómar hafa ekki leitt það af sér að losun CO2 hafi minnkað – ekki nema mjög lítið og afar tímabundið. Margt bendir til þess að það sama verði uppi á teningnum, eftir að COVID-kreppunni lýkur.

Mankyn losar nú um 40 milljarða tonna af CO2 út í andrúmsloft á ári (heimild). Síðan um miðja 18. öld hefur mankyn samtals losað 1500 milljarða tonna (heimild) og þarf að taka til baka 30-50% af því magni til að ná hitastigi jarðar í rétt jafnvægi.

Verkefni mankyns er því að taka úr andrúmslofti 500-800 milljarða tonna af CO2, smátt og smátt, á næstu áratugum, til að stemma stigu við hlýnun jarðar. Við sjáum það í hendi okkar að smáar aðgerðir, að draga úr losun um nokkur þúsund tonn, eða tugþúsundir tonna eru að sjálfsögðu afar jákvæðar en eru engu að síður rétt svo aðeins dropi í hafi gagnvart því ógnarstóra verkefni sem mankyn á við að etja.

Af hverju þarf að hreinsa CO2 í andrúmslofti?

Það eru í grunninn tvær leiðir til að minnka magn CO2 í andrúmslofti: Draga úr losun í andrúmsloftið eða að hreinsa í burt það CO2 sem nú þegar er búið að safnast saman í andrúmsloftinu. Kjarni vandamálsins er að það er ekki lengur nóg að draga bara úr losun af því að magn CO2 er einfaldlega orðið of mikið. Hér er búið að taka gögn frá IPCC (The Intergovernmental Panel on Climate Change, sem nefnd er Milliríkjanefnd Sameinuðu þjóðanna um loftslagsmál) og teikna upp þrjár sviðsmyndir um hvernig hitastig á jörðinni getur þróast út frá því hvað mankyn mun gera gagnvart CO2:

Ef við gerum lítið sem ekki neitt og hlustum ekki á viðvaranir þá eykst magn CO2 í andrúmsloft mjög mikið og hitageislun jarðar speglast aftur niður á jörðina og of mikið af henni kemst ekki út. Afleiðingin er efsti flöturinn á myndritinu hér að ofan (dökk-fjólublái). Óbreytt losun mun leiða til gjörbreytingar í veðurfari og búsetuskilyrðum.

Ef við horfum aðeins á það að draga mikið úr losun (miðju-flöturinn á myndritinu) þá er það í sjálfu sér jákvætt en af því að magn CO2 er orðið það mikið þá mun það áfram vera í andrúmslofti í a.m.k. 200 ár og leið því til of lítilla breytinga sem eru jákvæðar næstu 200 ár. Hitastigshækkun gæti hægt á sér verulega en líklega aðeins þegar hitastig er þegar orðið of hátt.

Ef mankyn ætlar að gæta þess að hitastig á jörðinni hækki ekki meira en 1,5°C þá þurfum við að vera búin að ná kolefnishlutleysi 2050. Það er afar ólíklegt að slíkt náist með áframhaldandi losun sem er að miklu leyti óbreytt og frekar vaxandi, ef eitthvað er. Miðað við óbreytta losun þá erum við að stefna í a.m.k. 3-5°C hækkun á hitastigi jarðar, hið minnsta. Slíkt mun leiða af sér mjög neikvæðar breytingar á veðurfari og búsetuskilyrðum.

Eina aðgerðin sem getur fært okkur snögga lækkun á magni CO2 úr andrúmslofti er að hreinsa CO2 úr sjálfu andrúmsloftinu til að tryggja kolefnishlutleysi og að hitastig hækki ekki meira en vistkefi jarðar þolir með góðu móti.

Það er einfaldlega ekki hægt að draga úr losun nógu mikið til að tryggja viðunandi ástand vistkerfis jarðar. Við sem mankyn erum einfaldlega komin á þann stað að það er ekki hægt að draga bara úr losun með nógu afgerandi hætti til að hægt sé að tryggja að hitastig jarðar hækki ekki um of. Við erum komin fram úr þeim punkti að það sé hægt.

Ekki nóg að draga bara úr losun CO2

Að draga úr losun er mjög mikilvægt til að minnka magn CO2 i andrúmslofti. En ef við ætlum bara að draga úr losun þá er verkefnið svo erfitt og viðamikið af því að:

  1. MIKIÐ MAGN: Við þurfum að losa 500-800 milljarða af CO2 úr andrúmslofti.
  2. GEYMIST LENGI: Það CO2 sem er nú þegar í andrúmslofti geymist þar í allt að 200 ár.

Þannig að ef við ætlum bara að draga úr losun þá tekur við tímabil sem getur varað í allt að 200 ár þar sem hitastig jarðar er of hátt.

Að auki er stóra vandamálið að draga úr losun. Hvernig ætlum við að gera það? Það er ekki nóg (því miður) ef allir aka um á rafmagnsbíl því ef við skoðum heiminn sem heild þá eru nokkrir stórir þættir í losun gróðurhúsalofttegunda sem eru nátengdir því lífi sem við lifum á jörðinni í dag. Við sáum í COVID-19 faraldrinum að losun drógst aðeins saman um 5-8% og er það vegna þess að svo stór hluti losunar kemur frá því að kynda hús (hitun) og lýsa upp hús (rafmagn). Það er því ekki nóg að segja að við eigum að draga úr losun, við þurfum í leiðinni að finna nýjar leiðir til að ástunda lifnaðarhætti sem fáir vilja láta taka frá sér (vera hlýtt og hafa ljós í myrkri).

Við horfum inn í framtíðina og sjáum glitta í möguleika að hita hús og framleiða rafmagn með grænni aðferðum en verið hefur til þessa. En slíkt mun taka 30-50 ár að byggja upp með innviðum á þéttbýlustu stöðum heimsins, hugsanlega lengri tíma. Við sjáum að skv. nýjustu rannsóknum þá erum við stödd á þeim stað að losun sem við náum að hindra nú (minnkun í losun CO2 núna) kemur ekki fram sem ábati við hamfarahlýnun fyrr en upp úr miðri öld. Sjá grein um þetta á loftslagsvef tímaritsins The Economist (sjá hér):

Sjá nánar hér þessa grein af loftslagsvef tímaritsins The Economist. Hún skýrir tímalínuna í loftslagsmálum út frá aðgerðum nú og áhrifum þeirra. Meginniðurstaða er að sá árangur sem við munum vonandi ná í að draga úr losun muni ekki koma fram að fullu fyrr en 2050. Þetta eru „geymist lengi“-áhrifin; CO2 geymist lengi í andrúmslofti (í veðrahvolfinu) og er því erfitt að kalla fram sýnileg áhrif í loftslagsmálum með minni losun, ekki nema yfir mjög langt tímabil. CO2 þynnist ekki út nema á mjög löngum tíma, um 200 árum, að því að talið er. Það getur því flýtt fyrir árangri í loftslagsmálum ef við förum beint í að taka CO2 úr andrúmslofti, í stað þess að einblína að mestu á aðra þætti, eins og samdrátt losunar.

Á meðan ekki eru til nýjar mengunarminni aðferðir við að kynda og lýsa upp hús verður erfitt að draga mjög mikið úr losun. Draumurinn um mengunarlausar leiðir til að kynda og lýsa upp híbýli gæti legið í því að finna aðferð sem er ekki orkufrek til að búa til vetni (nú er rafgreining of orkufrek aðferð) en með nýjum aðferðum í framleiðslu á vetni gætu legið leiðir (sjá hér) til að minnka losun mjög mikið. En á meðan sá draumur er ekki í hendi þurfum við að leita allra leiða til að draga úr losun en sjáum í hendi okkar að það er ekki nóg, eitt og sér, því miður. Við þurfum að halda áfram að leita allra annarra leiða, að hreinsa CO2 úr andrúmslofti, gróðursetja meira, taka upp umhverfisvænni lífshætti og endurnýta meira af neysluvörum. Líkleg lausn er að af því magni sem við þurfum að taka CO2 út úr andrúmslofti verði 50% vegna þess að okkur tekst að draga úr losun og önnur 50% vegna þess að okkur tekst að binda CO2 úr andrúmslofti. Þannig er von um að okkur farnist vel með þetta gríðarstóra verkefni, að leysa loftslagshlýnun jarðar.