Gevaarlijk of Geniaal? Geoengineering Zou de Sleutel Kunnen Zijn om Klimaatverandering te Bestrijden

De term geoengineering kan in eerste instantie gedurfd klinken. Hoe kan iemand iets natuurlijks of geologisch ontwerpen? Het gaat echter helemaal niet om tegen de loop van de natuur in te gaan. Het is juist het tegenovergestelde. Vaak aangeduid als het ‘plan B van het klimaat’, is het een manier om de opwarming van de aarde of klimaatverandering te bestrijden. 

Het zonne-geoengineering onderzoeksprogramma van Harvard University definieert geoengineering als een ‘set van opkomende technologieën die de omgeving kunnen manipuleren en gedeeltelijk enkele effecten van klimaatverandering kunnen compenseren.’ 

Het Harvard University Geoengineering Program ziet het domein als een samenstelling van twee brede categorieën: carbon geoengineering of koolstofdioxideverwijdering (CDR) en zonne-geoengineering of solar radiation management (SRM). 

Sommige studies hebben een derde categorie toegevoegd, weerverandering. Deze categorieën kunnen verdere subcategorieën hebben. Maar voordat we dieper ingaan, laten we bekijken waar CDR en SRM naar verwijzen.

Carbon geoengineering, ofwel koolstofdioxideverwijdering, zoals de naam al aangeeft, heeft als doel koolstofdioxide uit de atmosfeer te verwijderen. Deze benadering ziet de ophoping van koolstofdioxide in de atmosfeer als de onderliggende oorzaak van klimaatverandering. Koolstofdioxide schaadt het milieu via de keten van emissie van concentratie naar temperatuur naar impact. Het doel van carbon geoengineering is de koppeling tussen emissies en concentratie te doorbreken. 

De koppeling van concentratie naar temperatuur is wat zonne-geoengineering of solar radiation management probeert te doorbreken. Meer precies, het richt zich op het weerkaatsen van een klein deel van het zonlicht de ruimte in. Door de hoeveelheid zonne‑straling die terug de ruimte in gaat te verhogen, probeert dit proces de planeet te koelen.  

Echter, beide geoengineering‑typen kunnen worden opgesplitst in meerdere subtypes, afhankelijk van de locatie waar ze worden toegepast en de gebieden die ze beïnvloeden. 

Geoengineering Types

Solar radiation management werkt via meerdere technologieën, waaronder stratosferische aerosolinjectie, modificatie van het oppervlak albedo en microbubbels. 

Koolstofdioxideverwijdering, aan de andere kant, kan plaatsvinden via technologische interventies zoals carbon capture and storage, direct air capture, carbon capture use and storage, bio‑energie met carbon capture and storage, ocean fertilization, enhanced weathering en enhanced photosynthesis. Elk van deze technologieën is verschillend van de andere. 

Stratosferische Aerosolinjectie

Dit proces heeft als doel grote hoeveelheden kleine reflecterende deeltjes in de stratosfeer te spuiten om de planeet te koelen door zonlicht de ruimte in te weerkaatsen. Het voorgestelde scala aan reflecterende deeltjes omvat zwaveldioxide, fijn gemalen zout of calciumcarbonaat. Het spuiten kan worden uitgevoerd vanaf vliegtuigen met artilleriekanonnen of grote slangen om de lucht te bereiken. 

Volgens een studie geleid door onderzoekers van Indiana University zou het verspreiden van zonlicht‑reflecterende deeltjes in de atmosfeer het snelle smelten in West‑Antarctica kunnen vertragen en het risico op catastrofale zeespiegelstijging kunnen verminderen. Paul Goddard, een onderzoeker van Indiana University en hoofd auteur van de studie, legt de potentiële voordelen van deze benadering uit. Hij stelt:

“Het verkennen van manieren om zonlicht de ruimte in te weerkaatsen voordat het wordt geabsorbeerd in het klimaatsysteem van de aarde, kan ons meer tijd geven om klimaatverandering aan te pakken en kritieke klimaattipping‑punten te vermijden of uit te stellen, zoals het instorten van het West‑Antarctische ijskap.”

Modificatie van het Oppervlakte‑Albedo

Deze voorgestelde geoengineering‑techniek heeft als doel meer zonlicht de ruimte in te weerkaatsen door de albedo van de aarde te verhogen, een maat voor hoeveel zonlicht van het aardoppervlak terug de ruimte in wordt gereflecteerd. 

Dit kan op verschillende manieren worden gedaan, waaronder het verbouwen van gewassen die meer licht reflecteren, het bedekken van grote woestijn- of ijsgebieden met reflecterende materialen, het wit maken van bergtoppen en daken met witte verf, en meer. 

Ter verduidelijking: een hoge albedo betekent dat het grootste deel van de straling wordt gereflecteerd. Omgekeerd verwijst een lage albedo naar donkere oceaanoppervlakken die slechts een klein deel reflecteren en het grootste deel van de zonne‑straling absorberen in de vorm van warmte. 

Marine Cloud Brightening

Het doel van deze techniek is om wittere wolken te genereren of te creëren als middel om meer zonlicht de ruimte in te weerkaatsen. Om dit te bereiken, streeft de voorgestelde technologie naar een hogere concentratie van kleinere wolkendruppels. 

De voorstanders van deze technologie raden aan om grote hoeveelheden kleine deeltjes, zoals zeezout‑aerosolen, in mariene wolken te spuiten, die fungeren als condensatiekernen voor wolken. 

Om de deeltjes de wolken te laten bereiken, stelt het voorstel voor om zoute aerosolen in mariene wolklagen te injecteren door zeewater vanaf schepen te spuiten met sproeiers die zout water in kleine deeltjes kunnen omzetten.

Microbubbels

Deze geoengineering‑techniek stelt voor om microbubbels in waterlichamen of zee‑schuim te injecteren om ze op het oceaanoppervlak te spuiten. Het doel is om meer zonlicht de ruimte in te weerkaatsen door de albedo van de wateroppervlakken te wijzigen. 

Een helderder wateroppervlak zou een hogere albedo hebben, wat leidt tot minder absorptie en minder omzetting van de zonne‑energie in warmte. Nu bekijken we enkele van de koolstofdioxide‑verwijderingstechnieken.

Carbon Capture and Storage

Dit proces werd oorspronkelijk ontwikkeld door de olie‑industrie en wordt vaak de Enhanced Oil Recovery‑techniek (EDR) genoemd. Het werkt door onder druk staande koolstofdioxide in oliereservoirs te pompen om resterende afzettingen uit verouderde olievelden te winnen en olie te herstellen die anders ontoegankelijk zou zijn. 

Direct Air Capture

Een andere voorgestelde Greenhouse Gas Removal (GGR)‑technologie, Direct Air Capture, zou koolstofdioxide op grote schaal uit de atmosfeer van de planeet kunnen verwijderen. De techniek is van plan chemische reacties te benutten om koolstofdioxide uit de atmosfeer te zuiveren met stoffen die als een selectief koolstofdioxide‑filter kunnen fungeren. Er zijn twee ontwikkelde processen: vloeibare oplosmiddelen en vaste sorptiematerialen. 

Een voorbeeld van een vloeibaar oplosmiddel kan een sterke hydroxide‑oplossing zijn waarin koolstofdioxide kan oplossen. Anders kan koolstofdioxide zich hechten aan het oppervlak van een vaste sorptiemateriaal, zoals een kunsthars. 

Carbon Capture Use and Storage

Deze technologie stelt de verwijdering van koolstofdioxide voor door het gas op te vangen uit industriële uitlaatgassen of direct uit de atmosfeer. Het opgevangen gas wordt gebruikt als grondstof voor de productie. Het blijft opgeslagen in vervaardigde producten totdat het weer in de atmosfeer wordt vrijgelaten.
Klik hier voor de lijst van beste carbon capture‑aandelen om in te investeren.

Bioenergy with Carbon Capture and Storage

Zoals de naam al aangeeft, heeft deze voorgestelde techniek als doel koolstofdioxide uit bio‑energie‑toepassingen op te vangen en op te slaan via Carbon Capture and Storage of het opnieuw te gebruiken met carbon capture.

Ocean Fertilization

Deze theoretische technologie suggereert het dumpen van grote hoeveelheden micro‑ en macro‑nutriënten in oceaangebieden waar de biologische productiviteit laag is. Het doel is de groei van fytoplankton te stimuleren die atmosferische koolstofdioxide zal absorberen en opslaan. Beschikbare gegevens wijzen op tenminste zestien open ocean fertilisatie‑experimenten in de afgelopen 30 jaar. tenminste zestien open ocean fertilisatie‑experimenten over de laatste 30 jaar. 

Enhanced Weathering

De voorgestelde interventie van enhanced weathering beoogt koolstofdioxide te verwijderen door grote stukken geselecteerd en fijn gemalen rotsmateriaal te verspreiden over uitgestrekte landgebieden, stranden en zeeoppervlakken. Het proces haalt inspiratie uit het natuurlijke verweringsproces van silicate‑ en carbonaat‑rotsen. 

De voorstanders van deze theorie willen een langzaam carbonatiseringsproces creëren dat jaarlijks bijna één miljard ton koolstofdioxide uit de atmosfeer zou consumeren en absorberen.

Enhanced Photosynthesis

Enhanced photosynthesis zou zijn doel dienen door planten en algen genetisch te manipuleren. Het zou werken op gewassen zoals rijst, tarwe, katoen en bomen. Het doel is deze gewassen meer koolstofdioxide te laten metaboliseren onder de veronderstelling dat deze planten extra koolstof op de grond kunnen opslaan.

Met al deze geoengineering‑interventies die klaarstaan om te worden toegepast, moet men zorgvuldig inschatten hoe nuttig of gevaarlijk ze in de praktijk kunnen zijn. We zullen enkele van de populairdere technieken en hun voor‑ en nadelen bekijken.

De Potentiële Voordelen en Gevaren van Geoengineering

Voor‑ en nadelen van Stratosferische Aerosolinjectie

Dit proces zou een remedie kunnen zijn voor de opwarming van de planeet door de opwarming door een verdubbeling van koolstofdioxide te compenseren. Aangezien het werkt volgens het model van hoe grote vulkaanuitbarstingen de planeet koelen, is het een bekend proces. Het is bovendien betaalbaar en haalbaar. 

De verwachte nadelen kunnen een vermindering van neerslag of een wijziging van regionale klimaten zijn, wat leidt tot natuurlijke gevaren. Dit proces zou de verzuring van de oceanen niet stoppen, en het stoppen van het proces zou kunnen leiden tot een snelle opwarming van de planeet als de koolstofdioxide‑niveaus blijven stijgen. 

Voor‑ en nadelen van Marine Cloud Brightening

Het belangrijkste voordeel van marine cloud brightening is het compenseren van alle opwarming door een verdubbeling van koolstofdioxide. Een ander significant voordeel van dit proces kan de mogelijkheid zijn om de polen meer af te koelen dan de tropen, waardoor het ijsverlies wordt vertraagd of gestopt. Het proces vereist geen giftige chemicaliën en is betaalbaar en haalbaar. 

Echter, men moet onthouden dat marine cloud brightening nog steeds sterk theoretisch is, zonder echte tests en de benodigde technologieën zijn grotendeels niet beschikbaar. Het proces kan de neerslag verminderen en regionale klimaten wijzigen met desastreuze effecten zoals het uitdrogen van het Amazonegebied. 

Voor‑ en nadelen van Enhanced Photosynthesis

Het plan is om planten om te zetten in biochar en ze het koolstof te laten absorberen zodat het uiteindelijk in de bodem wordt gemengd. Een van de grootste voordelen van dit proces is dat het veilig is en gericht is op het vertragen van klimaatverandering in plaats van een drastische omkering. In tegenstelling tot veel andere geoengineering‑technologieën heeft enhanced photosynthesis de mogelijkheid om de snelheid van oceaanverzuring te vertragen.

Echter, de effectiviteit van enhanced photosynthesis moet nog worden vastgesteld. Veel experts menen dat het maximaal 10 procent van de opwarming door een verdubbeling van koolstofdioxide kan compenseren. Het proces wordt ook beschouwd als niet in staat om grote zeespiegelstijgingen te voorkomen.

De voor‑ en nadelen van Ocean Fertilization

Ocean fertilization is veilig en streeft ernaar de snelheid van verandering te vertragen in plaats van een drastische wijziging. Het kan ook de snelheid van oceaanverzuring vertragen.

Echter, wetenschappers geloven dat de effectiviteit sterk beperkt kan zijn en slechts 5 procent van de opwarming door een verdubbeling van koolstofdioxide kan compenseren. Het toepassen van dit proces kan bovendien leiden tot versnelde oceaanontoxificatie en schade aan mariene ecosystemen.

Hoewel veel van de geoengineering‑technieken theoretisch zijn en wachten op praktische toepassing, zijn er enkele ondernemingen die ermee zijn begonnen in een bepaalde mate.

Bedrijven die aan Geoengineering‑toepassingen werken

1. Make Sunsets

Make Sunsets werkt voornamelijk met de techniek van Stratosferische Aerosolinjecties. Volgens de gegevens die door het bedrijf openbaar zijn gemaakt, heeft het 28 ballonnen gelanceerd en 4.791 ton‑jaren aan opwarming gecompenseerd. Het bedrijf gelooft dat SAI een onmiddellijke en noodzakelijke oplossing is om de planeet te koelen en tijd kan kopen voor de mensheid om over te gaan naar een duurzamere toekomst.

Make Sunsets positioneert zich als een zonlicht‑reflectiebedrijf dat biologisch afbreekbare reflecterende wolken op grote hoogte creëert om de planeet te koelen. Het heeft zijn hoofdkantoor in Box Elder, South Dakota, Verenigde Staten. Het bedrijf haalde in december 2022 een pre‑seed financiering van US$750.000 op van Boost VC en Pioneer Fund.

GeoEngineering: Gevaarlijk of Geniaal

Klimaatverandering is een realiteit, en er is een dringende behoefte om deze zorgen zo snel mogelijk via wetenschappelijke en technologische middelen aan te pakken. Of GeoEngineering het antwoord kan zijn, zal de toekomst bepalen. Het bevindt zich nog in een vroeg stadium van implementatie, en veel van de technieken blijven beperkt tot theoretische concepten.

Aan de positieve kant is gebleken dat de implementatie van SAI relatief goedkoop is in vergelijking met andere grootschalige klimaatmitigatiestrategieën. Zelfs als het geen volledige remedie is, kan het dienen als aanvulling op andere strategieën, als een tijdelijke maatregel terwijl langetermijninspanningen om broeikasgassen te verminderen worden ontwikkeld en ingezet.

Maar dit alles moet met voorzichtigheid gebeuren. Er moet worden gegarandeerd dat er geen schadelijke of onbedoelde consequenties zijn, zoals ozonafbraak of een snelle terugslag, wanneer het proces wordt gestopt.

Er moet meer wetenschappelijk en technologisch onderzoek worden gedaan om de levensvatbaarheid van geoengineering vast te stellen. Maar het opent zeker de horizon van wetenschappelijk denken en biedt meer ideeën over hoe klimaatverandering effectief bestreden kan worden.