Klimaforskerne opruster: Totalangreb mod CO2

Den globale opvarmning kan kun bremses, hvis vi erklærer krig mod kuldioxid. Klimahæren bevæbner sig derfor med grønne sandstrande, CO2-dræbende væsker og gigantiske støvsugere.

claus lunau

Engang kunne du se fjorden fra vinduet i familiens lille lejlighed. Nu stirrer du direkte ind i havnemuren, som arbejderne i gule dragter igen er ved at bygge højere.

Muren er byens forsvarsværk mod stormfloder og mod havet, der hvert år stiger med fem centimeter.

Du åbner vinduet for at blive kølet lidt ned. Somrene er ubehagelig varme og fugtige, og selv om natten kommer temperaturen sjældent under 25 grader.

Aircondition er gjort ulovlig for at begrænse energiforbruget, og det finmaskede myggenet for vinduet forhindrer den friske luft i at komme ind.

Velkommen til Skandinavien anno 2100 – og en seks grader varmere verden.

Risikoen for, at den globale opvarmning på den måde løber løbsk og får temperaturen til at stige seks grader allerede i dette århundrede, er lille. Men den er der.

Derfor indgik verdens statsledere i 2015 en pagt om at begrænse temperaturstigningen til omkring 1,5 grader i forhold til tiden før industrialiseringen, hvor udledningerne af drivhusgas for alvor tog fart.

Temperaturstigningen kan dog næppe holdes under halvanden grad ved blot at begrænse udslippet af drivhusgasser som kuldioxid (CO2).

Skiftet væk fra fossile brændsler som kul, olie og gas til de grønne som vind, sol og vandkraft går ganske enkelt for langsomt.

I stedet arbejder forskerne indædt på at udvikle nye våben, der kan sættes ind mod drivhusgasserne og vende krigslykken for klimakæmperne.

De vil beskyde kuldioxid fra alle fronter med hungrende mineraler, biokul og fotosyntese – og venter kun på angrebsordren.

Grønt mineral opsuger kuldioxid

I krigen mod CO2 sætter forskerne ind på to fronter. Første skridt er at fjerne store mængder af den problematiske drivhusgas, der allerede er sluppet ud i atmosfæren.

Det skal ske ved at benytte avanceret kemi og gigantiske CO2-sugere eller accelerere naturlige processer, som hiver drivhusgassen direkte ud af atmosfæren.

Hånd fyldt med olivin

Mineralet olivin spredes på strande, hvor fugten hjælper med at indfange kuldioxid fra luften.

© Project Vesta

Her har det grønlige mineral olivin vist sig som en sand CO2-dræber.

Når mineralet kommer i kontakt med vand, opsuger det kuldioxid og omdanner gassen til uskadelige stoffer – fx ortokiselsyre, som blandt andet hjælper havalger med at opbygge deres skaller.

Beregninger viser, at hele klodens nuværende CO2-udledning kan modvirkes, hvis 1000 store fragtskibe i rutefart spreder olivin på strande over hele kloden.

Luftvåbnet

Mineraler og kul skyder CO2 ud af himlen

Mange naturlige processer fjerner kuldioxid direkte fra atmosfæren og binder den, så drivhusgassen ikke længere kan påvirke klimaet. Nu kan videnskaben gøre naturen kunsten efter – og som et biprodukt endda hjælpe med at brødføde verdens voksende befolkning.

  • Grønne Olivin krystaller

    Fugtigt mineral suger CO2 til sig

    Olivin er et mineral, som findes i magma- bjergarter. Mineralet reagerer med luftens CO2 og danner uskadelige stoffer, der naturligt indgår i kulstofkredsløbet og bl.a. bygger algernes skaller.

    Da vand er altafgørende for de kemiske reaktioner, der fjerner CO2, er stranden det mest effektive sted at sprede den pulveriserede olivin, hvor mineralet bliver holdt fugtigt af havet.

  • Håndfuld trækul

    Kul kan fjerne 12 procent af atmosfærens kuldioxid

    Biokul indeholder bl.a. kalk og opstår, når organisk materiale bliver varmet op uden ilt. På overfladen foregår en række reaktioner, der indfanger CO2.

    Hvert gram biokul kan binde 18-34 mg, som forbliver i jorden i tusinder af år og forbedrer den, så høstudbyttet øges. På verdensplan kan 12 pct. af klodens CO2 optages af biokul.

  • Skoven mæsker sig i CO2

    Træer er en effektiv måde at fjerne CO2 på fra atmosfæren, da fotosyntesen binder drivhusgassen. Et første skridt ville være at standse det nuværende tab af skov.

    Sammen med afvanding af vådområder, som frigiver CO2, står fældning af skov for hele 13 pct. af verdens samlede udledning af kuldioxid til atmosfæren. Potentialet i blot at bremse det tab af natur er altså kæmpestort.

Når kuldioxiden er indfanget af fx skorstensfiltre, er næste skridt at stuve den af vejen, så drivhusgassen ikke længere bidrager til den globale opvarmning.

En af mulighederne er at binde kuldioxiden i varme klipper. På Island er det fx lykkedes forskerne at omdanne luftens CO2 til mineraler indlejret i den vulkanske bjergart basalt.

Udledningen stiger stadig

Jo før de forskellige CO2-våben er klar til at indtage slagmarken, jo bedre.

Trods de internationale aftaler om at begrænse påvirkningen af klimaet, så vælter kuldioxid fortsat ud fra skorstene, udstødningsrør og enorme arealer omlagt til landbrug.

De nyeste tal fra Det Internationale Energiagentur – en mellemstatslig organisation, hvis funktion blandt andet er at sikre en ren energiforsyning – afslører, at klodens samlede energiforbrug i 2018 steg med 2,3 procent i forhold til 2017.

Tallene viser også, at afbrænding af kul, olie og gas stod for hovedparten af forøgelsen. Derfor steg den samlede udledning af drivhusgas i 2018 med 1,7 procent i forhold til året før.

Det går altså fortsat den forkerte vej, som det nu har gjort i over 150 år.

Siden den industrielle revolution tog fart i midten af 1800-tallet, har menneskeheden samlet bidraget med 2000 milliarder tons kuldioxid til atmosfæren.

Dengang var koncentrationen omkring 280 CO2-molekyler pr. én million luftmolekyler. Nu er koncentrationen over 410 CO2-molekyler pr. én million luftmolekyler.

Det lyder måske ikke af meget, men indholdet af kuldioxid i luften er øget med 45 procent de seneste 150 år, og fordi CO2 er en drivhusgas, har de højere koncentrationer fået den globale temperatur til at stige med omkring 1 °C.

Skaldyr i forfald

CO2 sænker pH-værdien af verdenshavene. Den såkaldte forsuring gør det sværere for koraller og skaldyrene at udkrystallisere kalk af vandet og danne kalkskaller.

© DAVID LIITTSCHWAGER/National Geographic image Coll.

Med andre ord er der blot en halv grads temperaturstigning tilbage, før det loft på 1,5 °C, som verdens ledere fastsatte i 2015, er nået.

Og da temperatureffekten opstår forsinket i forhold til mængderne af drivhusgas, som udledes, mener forskerne, at vi kun kan udlede omkring 770 milliarder tons kuldioxid yderligere til atmosfæren, hvis temperaturen skal have bare 50 procents chance for at blive under de 1,5 °C.

Vil vi øge chancen til 67 procent, kan vi kun tillade os at udlede yderligere 570 milliarder tons CO2.

Men hvert år pumper verdens lande tilsammen mellem 40 og 50 milliarder tons kuldioxid op i atmosfæren.

Med de mængder har vi blot råd til yderligere 10-12 års udledninger, før klimamålet ikke længere kan nås alene ved at forhindre, at mere drivhusgas slipper ud.

Søværnet

Havet er klimakrigens nye front

Oceanerne er effektive til at opfange CO2, men drivhusgassen gør vandet surt, hvilket bl.a. hæmmer korallers vækst. Forskerne sætter nu kemiske våben ind mod forsuringen. De har brugt en australsk ø som øvelsesterræn og fejret en lokal triumf.

One Tree Island er en koralø med tre laguner, som er opdelt af lavvandede tærskler besat med koraller. På en af tærsklerne løber vandet fra den største lagune over i en mindre lagune.

I den ene ende af den 35 meter brede tærskel frigav forskerne langsomt 15.000 liter af den stærke base natriumhydroxid, NaOH, som neutraliserede den ekstra CO2 i havvandet.

Natriumhydroxiden genskabte havets oprindelige surhedsgrad, og forskerne observerede, at de koraller, der levede i det neutrale havvand, øgede deres væksthastighed med 6-8 procent.

Flere våben skal vinde krigen

Desværre er det både dyrt og tidskrævende at omlægge verdens transport og produktion af mad og forbrugsvarer til klimarigtige alternativer som elbiler, solceller og vindmøller.

Kraftværker baseret på fossile brændstoffer som kul, olie og gas bliver stadig bygget i et omfang, så halvdelen af det stramme budget på 570 milliarder tons CO2 allerede er brugt på forhånd – medmindre værkernes lukkes før tid eller ombygges, så udledningerne begrænses.

Det er her, det CO2-bekæmpende arsenal kommer ind i billedet.

To personer foran CO2-støvsuger

Climeworks’ gigantiske CO2-suger bliver testet uden for Zürich i Schweiz.

© GAETAN BALLY/Climeworks

Et forskerhold fra blandt andet England, USA, Skotland og Østrig har gennemgået den tilgængelige viden om at bekrige CO2 og er kommet frem til flere centrale konklusioner.

Den vigtigste er, at fjernelse af kuldioxid og andre drivhusgasser fra atmosfæren er “en biofysisk nødvendighed” for at nå det internationale mål på maksimalt 1,5 graders global temperaturstigning.

Er målet derimod to graders global temperaturstigning, kan vi stadig nå det ved fx at omlægge energisektoren til vedvarende energikilder og vælge grønne løsninger alle de steder, det overhovedet er muligt.

1,7 procent steg klodens udledning af drivhusgas med fra 2017 til 2018.

Forskerholdet konkluderede også, at ikke ét våben til CO2-bekæmpelse kan klare klimaproblemet alene og give en hurtig sejr på slagmarken.

Omvendt ser forskerne positivt på muligheden for, at en nøje udvalgt vifte af teknologier i fællesskab kan klare opgaven, men påpeger samtidig, at det kræver et langt højere tempo i både finansieringen, forskningen og udviklingen, for våbnene skal være klar til at blive sat ind i kampen om ti år, hvor behovet for at bekrige CO2 forventes at blive akut.

Heldigvis kender forskerne en håndfuld metoder, som allerede er enormt effektive og samtidig så ekstremt simple, at vi kan tage ladegreb og sende dem til fronten allerede i dag.

Træ og kemi udgør første bølge

Alle undersøgelser viser, at nye skovområder er en af de billigste metoder til at bekrige Co2 i atmosfæren med en pris på under 330 kr. pr. indfanget ton. Omkostningerne dækker udgifter til landarealer, til udplantning af små træer samt løbende kontrol og pleje.

En af udfordringerne er, at metoden kræver store landområder, før den batter i CO2-regnskabet. Og ledigt land er en stigende mangelvare, fordi landbrugsproduktion stiger i takt med verdens voksende befolkning.

I 2019 huser planeten allerede 7,7 milliarder mennesker, og det tal er med stor sandsynlighed steget til 9,8 milliarder i år 2050.

Derfor sætter forskerne en øvre grænse for den mulige effektivitet af ny og genskabt skov på 3,5 milliarder tons fjernet CO2 om året – eller med lidt god vilje 10 pct. af de nuværende årlige udledninger.

Før ny skov effektivt fjerner kuldioxid fra klimasystemet, skal træerne behandles korrekt, når de bliver gamle og dør, så drivhusgassen ikke slipper ud igen.

Det sker, hvis stammerne ligger i skovbunden og forrådner. Derfor skal træerne fældes, når de har udtjent deres værnepligt, og tømmeret helst benyttes til fx møbler og huse, som kan stå i flere årtier.

Alternativt kan træet brændes af i kraftvarmeværker under kontrollerede forhold, hvor skorstensfiltre opsamler kuldioxiden og efterfølgende deponerer den.

Umiddelbart er potentialet for teknikker, som kemisk renser skorstensrøg for CO2, uendeligt. Men i øjeblikket er metoden meget energikrævende og dermed dyr.

Filter renser atmosfæren

Forskere udvikler konstant nye materialer, der indfanger CO2. Filtrene kan både bruges på skorstensrøg og på almindelig luft, hvilket firmaet Climeworks eksperimenterer med. Fælles for materialerne er, at de kan afgive den opsamlede CO2, og anvendes igen og igen.

  • Katalysator

    Røg eller atmosfærisk luft presses igennem en katalysator, som indeholder et porøst materiale, der kan binde CO2 – fx zeolitmineraler.

  • Mineraler indfanger CO2

    Mineralerne indfanger CO2 og binder den i det porøse materiale, mens resten af gasserne i luften eller røgen skubbes ud i toppen af katalysatoren under højt tryk.

  • Tryk sænkes i katalysator

    Trykket i katalysatoren sænkes, og den koncentrerede CO2 kan nu opsamles i bunden. Katalysatoren er derefter klar til at rense en ny portion røg eller luft.

Hvis for eksempel et elværk, der fyrer med kul eller naturgas, skal være CO2-neutralt, så skal mellem 10 og 25 pct. af værkets elproduktion bruges til at indfange den udledte kuldioxid.

Det mest opløftende ved teknikken er, at den også kan anvendes på atmosfærisk luft.

I stedet for at forhindre udledning af drivhusgas kan den altså direkte sænke CO2-koncentrationerne i atmosfæren.

Presset stiger på sol, vind og vand

De første forsøg er allerede i gang flere steder i verden, og et af de firmaer, der er længst fremme, er Climeworks fra Schweiz.

Firmaet har forsøgsopstillinger med gigantiske CO2-sugere flere steder i verden, bl.a. uden for Zürich, som har vist, at teknologien er moden og klar, når behovet og finansieringen melder sig.

Climeworks’ teknik er dog fortsat en dyr affære. Firmaet anslår, at prisen pr. ton indfanget CO2 i dag ligger på 4000-5000 kr.

Direktør Christoph Gebald vurderer dog, at den pris hurtigt vil falde til under 650 kr. pr. ton, efterhånden som efterspørgslen stiger.

Ingeniørtropperne

CO2 elimineres i undergrunden

Enorme støvsugere med kemiske filtre er klar til at rense luften. Den indfangede CO2 skal efterfølgende gemmes af vejen et sikkert sted, og ingeniørerne har flere bud på velegnede fangelejre dybt nede i jorden.

Claus Lunau

Tryk vrider de sidste dråber olie ud

Halvtomme oliekilder kan benyttes som lagerplads for CO2. Når drivhusgassen pumpes ned under højt tryk, har det den bonuseffekt, at gassen kan klemme 30 til 60 procent mere olie ud af undergrunden.

Claus Lunau

Grundvand opløser indfanget drivhusgas

Dybt grundvand kan opløse CO2 og gemme den af vejen i årtusinder. Beregninger viser, at USA’s dybe vandreservoirer kan rumme den samlede mængde CO2 fra den amerikanske energiproduktion i mindst 100 år.

Claus Lunau

Varm klippe omdanner kuldioxid til sten

Når CO2 pumpes ned til en varm klippe af typen basalt, danner den sammen med CO2 en kulstofholdig karbonatbjergart. Forsøg i Island har vist, at processen sker på få uger, og at ingen kuldioxid slipper ud igen.

Claus Lunau

Ulempen ved at skulle fjerne CO2 fra atmosfæren er, at det kræver endnu mere energi end at fjerne gassen fra skorstensrøg, fordi koncentrationerne i atmosfæren er lavere.

Hvis strømmen til at drive CO2-sugeren samtidig leveres af et kulfyret elværk, så producerer værket mere CO2, end Climeworks indfanger.

I dag er CO2-sugerne koblet til grønne energikilder, men skal CO2-bekæmpelsen opskaleres til titusinder af installationer over hele kloden, kan det medføre et markant pres på energiproduktionen fra sol-, vind- og vandkraft.

Se CO2 indlejret i sten:

Islandske forskere pumper CO2 ned i undergrunden, hvor drivhusgassen omdannes til mineraler.

Selvom udfordringerne er mange, vil klimakrigerne om fem eller ti år besidde et veludrustet arsenal og en detaljeret slagplan til at vinde kampen mod CO2.

Det betyder dog ikke, at det nødvendigvis er den bedste løsning på klimakrisen.

Mange forskere påpeger, at vi ikke må lade muligheden for at fjerne vores udledte kuldioxid fra atmosfæren blive en sovepude, som står i vejen for den grønne omstilling, for som i alle andre konflikter er en løsning ved forhandlingsbordet i sidste ende altid bedre end en åben krig.

Læs også:

Klimaforandringer

Forskere vil hente verdens ældste is

2 minutter
Klimaforandringer

Sådan måler forskerne den globale vandstand

3 minutter
Klimaforandringer

Vinderne af vores LEGO-konkurrence er fundet!

2 minutter

Log ind

Fejl: Ugyldig e-mailadresse
Adgangskode er påkrævet
VisSkjul

Allerede abonnement? Har du allerede et abonnement på magasinet? Klik hér

Ny bruger? Få adgang nu!