Pomôcť by mohla premena metánu na oxid uhličitý.
Oxid uhličitý sa v súčasnosti venuje veľkej pozornosti. Preskúmanie je pochopiteľné: 11. mája dosiahli hladiny plynu 415 častí na milión, viac ako 100 ppm nad našimi typickými hladinami v atmosfére za posledných 800 000 rokov. Aj keby sme dnes prestali vypúšťať, tento skleníkový plyn s dlhou životnosťou bude ohrievať Zem na ďalšie tisícky rokov.
Existuje však ďalší skleníkový plyn, metán, o ktorom niektorí vedci tvrdia, že je nízko visiacim ovocím medzi mnohými stratégiami na stabilizáciu našej klímy. V prekvapivý a kontraintuitívny návrh uverejnené v pondelok v časopise Udržateľnosť prírodyVedci Stanfordskej univerzity tvrdia, že otepľovanie môžeme obmedziť chemickou premenou metánu na oxid uhličitý. „Naša práca je výzvou, aby sme odstraňovanie metánu považovali za príležitosť,“ hovorí Rob Jackson, hlavný autor štúdie.
Metán alebo CH4 sa v súčasnosti koncentruje vo vzduchu na úrovni 1 860 častíc na miliardu, čo je asi dva a pol násobok množstva, ktoré bolo pred priemyselnou revolúciou. 60 percent emisií metánu je spôsobených ľudskou činnosťou a pochádza z poľnohospodárskych zdrojov, ako sú ryžové polia a grganie dobytka, ako aj z produkcie fosílnych palív. Plyn je krátkodobý, v atmosfére vydrží v priemere desať rokov. Ale za ten krátky čas je ťažké veci zohriať. Metán ohrieva atmosféru 84-krát viac ako CO2 za 20 rokov a 28-krát viac za storočie.
Zatiaľ čo chémia molekuly z nej robí znepokojujúci skleníkový plyn, je tiež potenciálnym riešením, tvrdí tím zo Stanfordu. Metán a kyslík reagujú za vzniku oxidu uhličitého a vody. Reakcia je termodynamicky priaznivá, pretože sa pri nej uvoľňuje energia. V skutočnosti sa to deje prirodzene v atmosfére. Ak dokážeme vytvoriť priemyselný proces, ktorý urýchli túto prirodzenú tendenciu, môže to slúžiť ako dôležitá stratégia pri spomaľovaní otepľovania.
Na zemi to môže vyzerať ako navrhované návrhy na priame zachytávanie uhlíka – masívne ventilátory nasávajú vzduch a vedú ho cez médium, ktoré pomáha metán premeniť na CO2. Na rozdiel od zachytávanie uhlíka, cez, výfukové plyny by nemuseli byť čerpané a skladované. Namiesto toho by sa oxid uhličitý jednoducho rozplynul. Pretože je to menej silný skleníkový plyn ako metán, čistým efektom by stále bolo zníženie globálneho otepľovania. Premenou všetkého metánu spôsobeného ľudskou činnosťou v atmosfére by sa uvoľnilo ďalších 8,2 miliardy metrických ton CO2, čo je približne toľko, koľko celosvetovo vypustíme v priebehu niekoľkých mesiacov. Napriek tomu by tento proces eliminoval celú šestinu otepľovania, ktoré sme zažili odkedy sme začali spaľovať fosílne palivá, odhaduje papier. „To by nám poskytlo čas na riešenie zložitejších zdrojov oxidu uhličitého,“ hovorí Jackson.
Samozrejme, tento návrh je len v štádiu nápadov a pred jeho realizáciou zostáva veľa výziev. Jedna z najzrejmejších, na ktorú poukazuje tento dokument, je, že metán je vo vzduchu veľmi difúzny. Pri 1 860 ppb tvorí nepatrný zlomok všetkých molekúl vo vzduchu a je asi 200-krát zriedenejší ako CO2.
Chemická štruktúra metánu tiež predstavuje prekážku pre jeho premenu, a to doslova. Autori píšu, že kvôli svojmu štvorstennému tvaru – štyrom atómom vodíka, ktoré sa rozvetvujú zo stredu uhlíka – „chýba zjavný bod katalytického vstupu“. Napriek tomu existuje niekoľko sľubných dôkazov, že zeolity - typ minerálu s mnohými malými pórmi - by sa mohli použiť na premenu metánu. Tieto drobné póry by mohli pomôcť nasiaknuť metán a reagovať s kovovým katalyzátorom, čím by sa uľahčila jeho premena na CO2.
A rovnako ako zachytávanie uhlíka, aj tento proces by mohol spotrebovať veľa energie. Stavba zariadenia, ťažba zeolitu a prevádzka ventilátorov by vyžadovala energiu. „Zdá sa, že by to vyžadovalo značnú energiu, aby fungoval, dokonca aj pre pasívny systém, ktorý využíva vietor na prechod vzduchu katalyzátor,“ hovorí Ed Dlugokencky, atmosférický chemik z National Oceanic and Atmospheric Administrácia. Jackson hovorí, že systém premeny metánu by v ideálnom prípade fungoval na zdrojoch s nulovým obsahom uhlíka, ako je vietor a slnko. A keďže reakcia uvoľňuje energiu, verí, že by bolo možné ju znovu zachytiť a použiť na udržanie prevádzky.
Ale sú tu aj peňažné problémy. Práve teraz, keďže uvoľňovanie uhlíka do atmosféry je v podstate bezplatné, neexistuje spôsob, ako na tomto procese zarobiť peniaze. Na získanie akéhokoľvek záujmu o priemyselné zvýšenie zachytávania metánu by bol potrebný buď zákonný mandát, alebo cena uhlíka. Ako dokument zdôrazňuje, pri cene 500 USD za metrickú tonu CO2, kompenzácia potenciálu globálneho otepľovania premenou metánu na oxid uhličitý by sa získalo 12 500 USD na tonu premeneného metánu, čím by bol proces ziskový.
Niektorí si myslia, že spoliehanie sa na ceny uhlíka je príliš optimistické a že naše peniaze sa lepšie míňajú na obnoviteľné zdroje. „Nápad je veľmi materiálne a energeticky náročný a nemôže konkurovať ani pri cenách uhlíka vyšších ako 500 USD/tona, čo je okrem toho, že je to zbytočné (a politicky nerealizovateľné) robí z obnoviteľných zdrojov energie (ktorá v súčasnosti väčšinou nepotrebuje žiadnu cenu uhlíka) skutočný neočakávaný efekt,“ hovorí Sgouris Sgouridis, vedec priemyselného a systémového inžinierstva z Khalifa University a autor z nedávna štúdia porovnávanie energetických vstupov s výstupmi v oblasti obnoviteľných zdrojov energie a energetických systémov zachytávania uhlíka. "Prečo by ste sa radšej venovali veľmi drahej stratégii, ako by ste mali expandovať na tú lacnejšiu?"
Pretože metán je krátkodobý, možno by bolo lepšie nechať ho zvládnuť prírodu. "Existuje oveľa jednoduchšie riešenie príspevku CH4 ku globálnemu otepľovaniu," hovorí Pieter Tans, šéf skupiny NOAA Carbon Cycle Greenhouse Gases Group. "Navrhujem, aby sme znížili emisie CH4 známymi spôsobmi a nechali atmosféru, aby sa postarala o svoju oxidáciu na CO2 za približne 10 rokov."
Jackson si myslí, že táto technológia by aj so svojimi výzvami mohla mať miesto v budúcnosti klimatických opatrení. Dúfa, že jeho návrh podnieti výskum ideálnych materiálov na katalyzovanie premeny metánu a nápady na priemyselné zariadenia, ktoré koncentrujú prichádzajúci metán, čo uľahčuje reakciu. Pre Jacksona to nie je len o snahe stabilizovať našu momentálne otepľujúcu sa planétu. Táto technológia by mohla dokonca zohrať úlohu pri ďalšom znižovaní našich emisií, v tzv „obnovenie atmosféry“. „Myslím si, že oprava nášho vzduchu je lepšia vízia ako stabilizácia vzduchu,“ povedal hovorí. "Chcem znova nastaviť hodiny na atmosférický metán."
