Research Highlights: Μείωση της υπερθέρμανσης του πλανήτη, αυξάνοντας το διοξείδιο του άνθρακα; Μια "αιρετική" ιδέα!

Μία ιδέα που φαίνεται εκ πρώτης όψεως αντιφατική με την τρέχουσα αντίληψη που έχουμε για την υπερθέρμανση του πλανήτη, δημοσιεύθηκε τον Μάιο του 2019 στο επιστημονικό περιοδικό Nature Sustainability. Συγγραφείς του σχετικού άρθρου είναι ο Jackson, R. B. επικεφαλής της έδρας του τμήματος Γαιοεπιστημών και Περιβάλλοντος του Πανεπιστημίου του Stanford και οι συνεργάτες του.

Η επίτευξη του στόχου που θέτει η συμφωνία του Παρισιού για τον περιορισμό της υπερθέρμανσης του πλανήτη σε επίπεδα κάτω από 1,5-2 βαθμούς Κελσίου έως το τέλος του 21^ου αιώνα, απαιτεί προσπάθειες που ξεπερνούν κατά πολύ απλά τη μείωση των εκπομπών αερίων θερμοκηπίου, υποστηρίζουν ο Τζάκσον και οι συνεργάτες του στο άρθρο. Οι συγγραφείς προτείνουν μια κάπως «αιρετική» προσέγγιση: την μετατροπή του μεθανίου (CH4) της ατμόσφαιρας σε διοξείδιο του άνθρακα (CO2), κάτι που όπως υποστηρίζουν θα μπορούσε να γίνει με ανεκτό κόστος και σημαντικά περιβαλλοντικά οφέλη σε βάθος χρόνου.

Η αύξηση των εκπομπών αερίων θερμοκηπίου και η αύξηση της παγκόσμιας θερμοκρασίας καθιστούν όλο και πιο δύσκολη την επίτευξη των στόχων που καθορίζονται στη συμφωνία του Παρισιού. Μετά από αρκετά χρόνια σχετικά σταθερών επιπέδων CO2, οι εκπομπές του έφθασαν τα 37 δισεκατομμύρια τόνους το 2018, εκτοξεύοντας την συγκέντρωσή του στην ατμόσφαιρα σε 420 περίπου μέρη ανά εκατομμύριο μέρη αέρα. Επιπλέον, οι συγκεντρώσεις CH4 - το δεύτερο ατμοσφαιρικό αέριο θερμοκηπίου που ρυπαίνει περισσότερο την ατμόσφαιρα - ξεπέρασαν 1.860 ppb (μέρη ανά δισεκατομμύριο μέρη αέρα) για πρώτη φορά το 2018, δυόμισι φορές υψηλότερα από τα επίπεδα πριν από την βιομηχανική επανάσταση.

Επιπλέον, το μεθάνιο είναι 84 φορές πιο ισχυρό από το CO2 κατά τα πρώτα 20 χρόνια μετά την απελευθέρωσή του και περίπου 28 φορές πιο ισχυρό μετά από έναν αιώνα ως προς την αύξηση της θερμοκρασίας και αντιδρά με οξείδια του αζώτου που οδηγούν σε παραγωγή όζοντος, σύμφωνα με τους συγγραφείς. Οι κυριότερες πηγές εκπομπών CH4 είναι η κτηνοτροφία και η καύση ορυκτών καυσίμων. Στην πραγματικότητα, περίπου το 60% του μεθανίου παράγεται από ανθρώπινες δραστηριότητας.
Ωστόσο, οι περισσότερες προσεγγίσεις για τη μείωση των συγκεντρώσεων αερίων του θερμοκηπίου επικεντρώνονται στην απομάκρυνση του CO2. Αυτό όμως απαιτεί να αφαιρεθούν από την ατμόσφαιρα εκατοντάδες δισεκατομμύρια τόνοι αερίου για δεκαετίες και με τα πιο αισιόδοξα σενάρια δεν πρόκειται η συγκέντρωσή του να μειωθεί στα προ-βιομηχανικά επίπεδα. Οι συγκεντρώσεις μεθανίου είναι πολύ χαμηλότερες και συνεπώς θα μπορούσαν να μειωθούν σε προβιομηχανικά επίπεδα, αφαιρώντας «μόνο» 3 δισεκατομμύρια τόνους αερίου από την ατμόσφαιρα.

Οι συγγραφείς πιστεύουν ότι η απομάκρυνση και μετατροπή του μεθανίου σε CO2 θα μπορούσε να μειώσει την άμεση αύξηση της θερμοκρασίας, δίνοντας περισσότερο χρόνο στην ανθρωπότητα για να προσαρμοστεί στη υπερθέρμανση από αέρια θερμοκηπίου μακράς διαρκείας, όπως το CO2 και το νιτρώδες οξείδιο (N2O) και να εφαρμόσει μακροπρόθεσμες πολιτικές για την μείωσή τους. Εάν το μεθάνιο παγιδευόταν, μετατρεπόταν σε CO2 και απελευθερωνόταν και πάλι στην ατμόσφαιρα, η επιβάρυνση θα ισοδυναμούσε με μερικούς μήνες σημερινών βιομηχανικών εκπομπών CO2, αλλά θα εξάλειφε περίπου το ένα έκτο της συνολικής δράσης των αερίων του θερμοκηπίου. Οι συντάκτες του άρθρου, δεν προτείνουν την δέσμευση του παραγόμενου CO2 καθώς κάτι τέτοιο θα επέφερε μεγάλη αύξηση του κόστους της μεθόδου.

Ωστόσο, η δέσμευση μεθανίου είναι δύσκολη, επειδή οι συγκεντρώσεις στην ατμόσφαιρα είναι τόσο χαμηλές. Για να επιτευχθεί αυτό, οι ερευνητές έχουν εντοπίσει καταλύτες που μπορούν να απορροφήσουν μεθάνιο και άλλα αέρια. Ένας υποσχόμενος καταλύτης είναι ο ζεόλιθος, ένα κρυσταλλικό υλικό αποτελούμενο κυρίως από αργίλιο, πυρίτιο και οξυγόνο που ουσιαστικά δρα σαν σφουγγάρι λόγω της πορώδους μοριακής του δομής και της σχετικά μεγάλης του επιφάνειας. Οι ζεόλιθοι χρησιμοποιούνται ήδη στην χημική βιομηχανία για την μετατροπή μεθανίου σε μεθανόλη, δηλαδή ουσιαστικά την αντικατάσταση των δύο ατόμων υδρογόνου του μορίου του μεθανίου με ένα άτομο οξυγόνου. Για την μετατροπή μεθανίου σε CO2, απαιτείται η αντικατάσταση και των τεσσάρων ατόμων υδρογόνου του μορίου του από δύο άτομα οξυγόνου. Η γνώση λοιπόν υπάρχει, απλά δεν έχει υλοποιηθεί, καθώς το CO2 δεν αξίζει τίποτα και συνεπώς κανένας δεν προχωρά έως εκεί.

Προς το παρόν, η ιδέα είναι μόνο σε θεωρητικό επίπεδο, αλλά αν εφαρμοστεί αποτελεσματικά θα μπορούσε δυνητικά να μετατραπεί ένα επιβλαβές αέριο θερμοκηπίου σε ένα άλλο που είναι πολύ λιγότερο ισχυρό. Αυτό σημαίνει ότι θα έπρεπε να εγκατασταθούν στον πλανήτη, απροσδιόριστος προς το παρόν αριθμός καταλυτών, με μέγεθος ενός ποδοσφαιρικού γηπέδου κάτι το οποίο είναι μεν κοστοβόρο, αλλά ίσως μακροπρόθεσμα λιγότερο δαπανηρό από τις ατέρμονες προσπάθειες περιορισμού της εκπομπής CO2 με άλλες μεθόδους.

Λόγω των πιθανών περιβαλλοντικών και οικονομικών οφελών, οι συντάκτες προτείνουν τη δημιουργία μιας «νέας πρωτοβουλίας για την αξιολόγηση της σκοπιμότητας της μεγάλης κλίμακας μετατροπής μεθανίου και, τελικά, της αποκατάστασης της ατμόσφαιρας».

Επί του παρόντος, δεν είναι δυνατή η αποτελεσματική δέσμευση και μετατροπή μεθανίου σε βιομηχανική κλίμακα. Πριν επενδυθεί χρόνος και χρήμα στην ανάπτυξη αυτής της τεχνολογίας, θα είναι σημαντικό να αξιολογηθεί η σκοπιμότητα και ο κίνδυνος περαιτέρω συμβολής στην υπερθέρμανση του πλανήτη. Θα μπορούσε κανείς να υποστηρίξει ότι αυτή η μέθοδος απλώς αναδιατάσσει το πρόβλημα, αντί να αντιμετωπίσει το ουσιαστικό πρόβλημα των αυξανόμενων επιπέδων CO2. Τελικά, η μέθοδος αυτή θα μπορούσε να συνδυαστεί με βιώσιμες προσεγγίσεις για τον περιορισμό των επιπρόσθετων εκπομπών CO2, όπως την μετατροπή των αερίων θερμοκηπίου σε βιοκαύσιμα, προκειμένου να υπάρξει μακροπρόθεσμος αντίκτυπος στη μείωση της υπερθέρμανσης του πλανήτη.