Pretvaranje metana u ugljični dioksid moglo bi pomoći.
Ugljični dioksid ovih dana privlači veliku pažnju. Provjera je razumljiva: 11. svibnja dosegnute su razine plina 415 dijelova na milijun, više od 100 ppm iznad naših tipičnih atmosferskih razina u posljednjih 800.000 godina. Čak i ako danas prestanemo ispuštati, ovaj dugotrajni staklenički plin zagrijavat će Zemlju još tisućama godina.
Ali postoji još jedan staklenički plin, metan, za koji neki znanstvenici tvrde da je plod među mnogim strategijama za stabilizaciju naše klime. U iznenađujući i kontraintuitivan prijedlog objavljen u ponedjeljak u časopisu Održivost prirode, znanstvenici sa Sveučilišta Stanford tvrde da zagrijavanje možemo ograničiti kemijskom pretvorbom metana u ugljični dioksid. "Naš rad je poziv da se uklanjanje metana promatra kao prilika", kaže Rob Jackson, glavni autor studije.
Metan, ili CH4, trenutno je koncentriran u zraku na 1860 dijelova na milijardu, oko dva i pol puta više od količine prije industrijske revolucije. 60 posto emisija metana uzrokovano je ljudskim djelovanjem, a nastaje iz poljoprivrednih izvora poput rižinih polja i podrigivanja stoke, kao i iz proizvodnje fosilnih goriva. Plin je kratkotrajan, u atmosferi traje u prosjeku jedno desetljeće. Ali naporno radi kako bi se stvari zagrijale u tom kratkom vremenu. Metan zagrijava atmosferu 84 puta više od CO2 tijekom 20 godina, a 28 puta više tijekom jednog stoljeća.
Iako kemijski sastav molekule čini zabrinjavajućim stakleničkim plinom, također je pogodan za potencijalno rješenje, tvrdi tim sa Stanforda. Metan i kisik reagiraju stvarajući ugljični dioksid i vodu. Reakcija je termodinamički povoljna, jer oslobađa energiju. Zapravo, to se događa prirodno u atmosferi. Ako možemo stvoriti industrijski proces koji ubrzava ovu prirodnu tendenciju, predlaže rad, to bi moglo poslužiti kao važna strategija u usporavanju zagrijavanja.
Na tlu bi to moglo izgledati nešto poput predloženih dizajna za izravno hvatanje ugljika—masivni ventilatori koji usisavaju zrak i provode ga kroz medij koji pomaže pretvaranju metana u CO2. Za razliku od hvatanje ugljika, kroz, ispušni plin ne bi trebao biti pumpan i pohranjen. Umjesto toga, ugljični dioksid bi jednostavno nestao. Budući da je manje snažan staklenički plin od metana, neto učinak bi i dalje bio smanjenje globalnog zatopljenja. Pretvaranje cjelokupnog metana izazvanog ljudskim djelovanjem u atmosferu oslobodilo bi dodatnih 8,2 milijarde metričkih tona CO2, otprilike koliko globalno emitiramo u nekoliko mjeseci. Unatoč tome, proces bi eliminirao punu šestinu zagrijavanja koje smo iskusili otkad smo počeli sagorijevati fosilna goriva, procjenjuje list. "To bi nam kupilo vrijeme da se pozabavimo težim skupom izvora ugljičnog dioksida", kaže Jackson.
Naravno, ovaj prijedlog je tek u fazi ideje, a pred njegovom realizacijom ostaju brojni izazovi. Jedan od najočitijih, na koji se ističe u radu, je da je metan vrlo difuzan u zraku. S 1860 ppb, čini maleni dio svih molekula u zraku i oko 200 puta je razrijeđeniji od CO2.
Kemijska struktura metana također predstavlja prepreku njegovoj pretvorbi, doslovno. Zbog svog tetraedarskog oblika - četiri atoma vodika koji se granaju iz središnjeg ugljika - "nema očitu točku katalitičkog ulaska", pišu autori. Ipak, postoje neki obećavajući dokazi da se zeoliti - vrsta minerala s mnogo sitnih pora - mogu koristiti za pretvaranje metana. Te sićušne pore mogle bi pomoći upijanju metana i reakciji s metalnim katalizatorom, olakšavajući njegovu transformaciju u CO2.
I, baš kao i hvatanje ugljika, ovaj bi proces mogao potrošiti mnogo energije. Izgradnja opreme, iskopavanje zeolita i rad ventilatora zahtijevali bi struju. “Čini se da bi za rad bila potrebna značajna energija, čak i za pasivni sustav koji koristi vjetar za propuštanje zraka katalizator,” kaže Ed Dlugokencky, atmosferski kemičar pri National Oceanic and Atmospheric administracija. Jackson kaže da bi sustav za pretvorbu metana idealno radio na izvorima bez ugljika, poput vjetra i sunca. A budući da reakcija oslobađa energiju, vjeruje da bi je bilo moguće ponovno uhvatiti i koristiti za održavanje operacije.
Ali tu su i monetarna pitanja. Trenutačno, budući da je ispuštanje ugljika u atmosferu u osnovi besplatno, ne postoji način da se zaradi na tom procesu. Bilo bi potreban zakonski mandat ili cijena ugljika da bi se zainteresirao za industrijsko povećanje hvatanja metana. Kako se ističe u radu, po cijeni od 500 dolara po metričkoj toni CO2, kompenzacija potencijala globalnog zatopljenja proizvela je pretvaranjem metana u ugljični dioksid dalo bi se 12.500 dolara po toni pretvorenog metana, što bi preradu učinilo isplativom.
Neki misle da je oslanjanje na cijene ugljika previše optimistično i da je naš novac bolje potrošiti na obnovljive izvore energije. “Ideja je vrlo materijalno i energetski intenzivna i ne može se natjecati čak ni s cijenama ugljika većim od 500 dolara po toni, što osim što je nepotrebno (i politički neizvedivo) čini obnovljivu energiju (za koju trenutno uglavnom nije potrebna cijena ugljika) pravim dobitkom”, kaže Sgouris Sgouridis, znanstvenik za industrijsko i sistemsko inženjerstvo na Sveučilištu Khalifa i autor od nedavna studija uspoređujući unos energije s izlazom u obnovljivim izvorima energije i energetskim sustavima za hvatanje ugljika. "Zašto biste slijedili vrlo skupu strategiju umjesto da se proširite na onu jeftiniju?"
Budući da je metan kratkotrajan, možda bi bilo bolje pustiti prirodu da se nosi s njim. "Postoji puno jednostavnije rješenje za doprinos CH4 globalnom zatopljenju", kaže Pieter Tans, šef Grupe za stakleničke plinove ugljičnog ciklusa NOAA-e. "Predlažem da smanjimo emisije CH4 na poznate načine i pustimo atmosferu da se pobrine za svoju oksidaciju u CO2 za otprilike 10 godina."
Jackson smatra da bi tehnologija, čak i uz svoje izazove, mogla imati mjesto u budućnosti klimatskih mjera. Nada se da će njegov prijedlog potaknuti istraživanje idealnih materijala za kataliziranje pretvorbe metana i ideje za industrijska postrojenja koja koncentriraju dolazni metan, olakšavajući reakciju. Za Jacksona, ne radi se samo o pokušaju stabilizacije planeta koji se trenutno zagrijava. Tehnologija bi čak mogla igrati ulogu u nastavku smanjivanja naših emisija, kako se zove "obnavljanje atmosfere". "Mislim da je popravak našeg zraka bolja vizija od stabilizacije našeg zraka", rekao je kaže. "Želim ponovno postaviti sat na atmosferski metan."
