Ilmastokriisin torjuntaan: Viilentävä tehoisku

Ilmaston lämpenemistä voi jarruttaa vain tehoiskulla hiilidioksidin poistamiseksi ilmakehästä. Aseina ovat muun muassa vihreät hiekkarannat ja hiiltä imevät suodattimet.

claus lunau

Ennen sinulla oli ikkunastasi merinäkymät, mutta nyt maiseman peittää tulvavalli, jota ollaan taas kerran korottamassa.

Valli on muuri, jonka tehtävänä on suojata kaupunkia tulva-aalloilta. Niitä hyökyy rantaan mereltä yhä useammin, kun vedenpinta nousee viisi senttiä vuodessa.

Avaat ikkunan, kun ilta tuntuu painostavan kuumalta, vaikka tiheä hyttysverkko estää kunnon läpivedon.

Energiankulutuksen vähentämiseksi ilmastointilaitteet on kielletty, vaikka kesähelteet ovat tukahduttavia ja yölläkin lämpötila laskee harvoin alle 25 asteen.

Tällaista voi olla elämä Pohjolassa vuonna 2100, kun maapallon keskilämpötila on noussut kuusi astetta.

Todennäköisyys, että ilmastonmuutos lähtee laukkaan ja maapallo lämpenee kuusi astetta vielä tämän vuosisadan kuluessa, on pieni, mutta riski on olemassa.

Siksi maailman valtiojohtajat päättivät vuonna 2015, että maapallon lämpeneminen pysäytetään noin 1,5 asteeseen.

Vertailukohtana on tilanne ennen teollistumisen alkua 1800-luvun puolivälissä, jolloin ihmisten aiheuttamat kasvihuonekaasupäästöt alkoivat rajusti kasvaa.

Lämpenemisen pysäyttäminen puoleentoista asteeseen on tuskin mahdollista pelkästään hiilidioksidin ja muiden kasvihuonekaasujen päästöjen rajoittamisella.

Siirtyminen fossiilisista polttoaineista, kuten öljystä, hiilestä ja kaasusta, tuuli-, aurinko- ja vesivoimaan tapahtuu liian hitaasti.

Siksi tutkijat kehittävät kuumeisesti uusia aseita – hiilidioksidia sitovia mineraaleja, biohiiltä ja hiilinieluja – ilmastonmuutoksen vastaiseen taisteluun. Niillä on tarkoitus käydä hyökkäykseen kaikilla rintamilla. Nyt vain odotetaan hyökkäyskäskyä.

Oliviinihiekka imee hiilidioksidia

Taistelua hiilidioksidia vastaan käydään kahdella rintamalla. Ensinnäkin tavoitteena on poistaa ilmakehästä sinne jo päässeitä kasvihuonekaasuja, ennen kaikkea hiilidioksidia.

Sitä varten kehitellään kemiallisia aseita ja jättimäisiä hiilidioksidi-imureita. Kemialliset aseet ovat luonnossa esiintyviä aineita, jotka sitovat ilmasta hiilidioksidia.

Koura täynnä oliviinian

Kun rannalla aallot kastelevat oliviinia, käynnistyy reaktio, joka sitoo hiilidioksidia.

© Project Vesta

Yksi tällainen aine on vihertävä mineraali oliviini, joka yhdessä veden kanssa imee tehokkaasti hiilidioksidia ja muuttaa sen vaarattomiksi aineiksi, kuten ortopiihapoksi, jota on muun muassa merilevissä.

Laskennallisesti koko ihmiskunnan nykyiset hiilidioksidipäästöt voitaisiin sitoa oliviinilla, jota tuhat suurta rahtilaivaa rahtaisi merenrannoille ympäri maailmaa.

Ilmavoimat

Mineraalit ja metsät imevät hiiltä ilmasta

Niin puut kuin monet mineraalitkin poistavat luonnostaan hiilidioksidia ilmakehästä, jos vain olosuhteet ovat oikeat. Niistä kaavaillaan nyt aseita ilmastonmuutosta vastaan. Samalla voidaan ehkä parantaa viljelymaiden tuottavuutta ja lisätä ruoantuotantoa kasvalle väestölle.

  • Vihreä oliviini kiteitä

    Märkä oliviini imee hiilidioksidia

    Oliviini on silikaattimineraali, jota esiintyy magmakivissä. Se reagoi ilman hiilidioksidin kanssa ja muodostaa vaarattomia aineita, joita esiintyy muutenkin luonnossa
    muun muassa levien kuorissa.

    Reaktioon tarvitaan vettä, joten ilmastonmuutoksen torjunnassa oliviinia olisi tehokkainta levittää jauheena merenrannalle, missä aallot kastelisivat sitä.

  • Kourallinen puuhiiltä

    Biohiili voi poistaa 12 prosenttia ilmakehän hiilidioksidista

    Muun muassa kalkkia sisältävää biohiiltä syntyy, kun orgaanista ainetta kuumen­netaan hapettomissa oloissa. Biohiili sitoo 18–34 milligrammaa hiilidioksidia biohiiligrammaa kohti.

    Hiili jää maaperään ja parantaa sen hedel­mällisyyttä. Maailmanlaajuisesti biohiilellä voitaisiin poistaa 12 prosenttia ilmakehän hiildioksidista.

  • Metsä on massiivinen hiilinielu

    Puut ovat hyvin tehokas keino poistaa hiilidioksidia ilmasta, sillä yhteyttämällä ne sitovat koko ajan hiiltä runkoonsa ja oksiinsa. Siksi metsien tuhoaminen pitäisi lopettaa.

    Metsänhakkuut ja soiden kuivattaminen yhdessä aiheuttavat 13 prosenttia maailman hiilidioksidipäästöistä. Pelkästään metsäalan kutistumisen
    pysäyttäminen jarruttaisi ilmastonmuutosta.

Kun hiilidioksidi on saatu erotettua esimerkiksi tehtaan savupiipun suodattimella, se täytyy panna talteen niin, että se ei pääse kulkeutumaan ilmakehään kuumentamaan planeettaa.

Yksi keino on sitoa se kuumaan kallioperään. Näin on tehty Islannissa. Siellä hiilidioksidi on saatu liittymään mineraaleina basalttikallioon.

Päästöjä tulee yhä vain lisää

Mitä nopeammin erilaiset aseet saadaan iskuvalmiuteen, sitä parempi.

Huolimatta kansainvälisistä sopimuksista, joilla valtiot ovat sitoutuneet vähentämään kasvihuonekaasupäästöjään, tehtaiden savupiipuista, autojen pakoputkista ja maatalouskäyttöön muunnetuilta alueilta vapautuu edelleen liian paljon hiilidioksidia ilmakehään.

Kansainvälinen energiajärjestö IEA, jonka tehtävänä on muun muassa edistää energian saatavuutta, on laskenut, että maailman kokonaisenergiankulutus vuonna 2018 oli 2,3 prosenttia suurempi kuin vuonna 2017.

Tilastot osoittavat myös, että suurin osa kasvusta tuli öljyn, kaasun ja hiilen kulutuksen lisääntymisestä.

Kasvihuonekaasujen päästöt kasvoivatkin 1,7 prosenttia vuodesta 2017 vuoteen 2018. Ihmiskunta on siis edelleen samalla väärällä tiellä, jota se on kulkenut 150 viime vuotta.

Siitä lähtien, kun teollinen vallankumous pääsi vauhtiin 1800-luvun puolivälissä, ihmiskunta on puskenut ilmakehään yhteensä 2 000 miljardia tonnia hiilidioksidia.

Teollistumisen alkaessa ilmakehän hiilidioksidipitoisuus oli noin 280 ppm eli molekyyliä miljoonaa ilmamolekyyliä kohti. Nyt pitoisuus on yli 410 ppm.

Luku voi kuulostaa pieneltä, mutta 150 viime vuoden aikana ilmakehän hiilidioksidipitoisuus on kasvanut 45 prosenttia. Sen seurauksena maapallon keskilämpötila on noussut noin yhden asteen.

Äyriäiset murenevat

Hiilidioksidi alentaa meriveden pH-arvoa. Happamoitumisen seurauksena korallien ja äyriäisten on entistä vaikeampaa saada vedestä kalkkia kuorensa rakentamiseen.

© DAVID LIITTSCHWAGER/National Geographic image Coll.

Matkaa 1,5 asteen ylärajaan, josta maailman johtajat päättivät 2015, on siis vain puoli astetta.

Koska ilmaston lämpeneminen tapahtuu viiveellä, tutkijat laskevat, että ilmakehään voidaan päästää enää 770 miljardia tonnia lisää hiilidioksidia, jotta meillä on edes 50 prosentin mahdollisuus pysäyttää lämpeneminen 1,5 asteeseen.

Jos todennäköisyys halutaan nostaa 67 prosenttiin, päästöt on rajoitettava 570 miljardiin tonniin.

Nykyisin maailman maat päästävät ilmakehään 40–50 miljardia tonnia hiilidioksidia, joten aikaa on periaatteessa jäljellä vain 10–12 vuotta.

Sen jälkeen ilmastonmuutosta ei voida enää jarruttaa vain leikkaamalla hiilidioksidipäästöjä.

Merivoimat

Pieni torjuntavoitto merellä

Meret sitovat hiilidioksidia, mutta seurauksena on veden happamoituminen, mistä kärsivät muun muassa korallit. Happamoitumista vastaan suunnitellaan nyt kemiallisia aseita. Australialaisella pikkusaarella tehty koe toi lupaavia tuloksia.

One Tree Island on korallisaari, jossa on kolme laguunia. Niiden välillä on ikään kuin kynnyksinä koralliriuttoja. Yhden kynnyksen yli virtaa vettä isommasta laguunista pienempään.

35 metriä leveän kynnyksen toiseen päähän valutettiin vähitellen 15 000 litraa voimakkaan emäksistä lipeää (NaOH), joka neutralisoi meriveden ylimääräistä hiilidioksidia.

Lipeäkäsittely palautti meriveden happamuuden normaalille tasolle. Pian tutkijat huomasivat, että neutralisoidussa vedessä olevien korallien kasvunopeus lisääntyi 6–8 prosenttia.

Tarvitaan uusia keinoja

Liikenteen ja ruoan ja kulutustavaroiden tuotannon muuttaminen ilmastoystävälliseksi on kallista ja hidasta.

Vaikka sähköautot, tuulivoimalat ja aurinkopaneelit yleistyvät, fossiilisia polttoaineita käyttäviä voimaloita rakennetaan edelleen niin paljon, että puolet jäljellä olevasta 570 miljardin tonnin päästövarasta on käytetty jo etukäteen – ellei voimaloita suljeta etuajassa tai muuteta vähäpäästöisemmiksi.

Kaksi henkilöä CO2-suodattimen edessä

Climeworks-yhtiön hiilidioksidisuodattimia testataan Zürichin lähistöllä Sveitsissä.

© GAETAN BALLY/Climeworks

Asiantuntijaryhmä, jossa on tutkijoita muun muassa Britanniasta, Yhdysvalloista ja Itävallasta, on käynyt läpi saatavissa olevan tutkimustiedon ja laskenut, että jos 1,5 asteen tavoite aiotaan saavuttaa, on välttämätöntä poistaa hiilidioksidia ilmakehästä.

Jos rajaksi päätetään kahden asteen lämpeneminen, riittää, että energiantuotannossa siirrytään uusiutuviin energianlähteisiin ja muuallakin valitaan ekologisesti kestäviä ratkaisuja aina, kun se on mahdollista.

Tutkijaryhmä tuli myös siihen tulokseen, että ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden rajoittaminen ei onnistu yhdellä keinolla. Sen sijaan se on mahdollista yhdistelemällä erilaisia teknisia ratkaisuja.

2017–2018 maailman kasvihuonekaasupäästöt lisääntyivät 1,7 % prosenttia.

Tutkijat muistuttavat kuitenkin, että rahoituksessa, tutkimuksessa ja kehitystyössä on pidettävä kiirettä, jotta uudet menetelmät ovat valmiita kymmenen vuoden päästä, jolloin toimenpiteet on saatava käyttöön.

Hyvä uutinen on se, että tutkijoilla on jo nyt valmiina muutama keino, jotka ovat tehokkaita ja samalla niin yksinkertaisia, että ne voidaan ottaa käyttöön vaikka heti.

Ensi-isku mineraaleilla ja metsillä

Kaikki tutkimukset osoittavat, että uusien metsien istuttaminen on edullisimpia tapoja sitoa hiilidioksidia. Hinnaksi tulee alle 45 euroa hiilidioksiditonnia kohti. Hintaan on laskettu kaikki kustannukset maa-alasta, taimien istutuksesta ja puiden hoidosta ja valvonnasta.

Uusia metsiä varten tarvitaan kuitenkin huomattavia maa-alueita, jotta niiden hiilidioksidia vähentävä vaikutus olisi riittävä. Monin paikoin maasta on pulaa, sillä sitä tarvitaan pelloiksi tyydyttämään kasvavan väestön ruoan tarve.

Vuonna 2019 maapallolla elää 7,7 miljardia ihmistä, ja vuonna 2050 meitä on todennäköisesti 9,8 miljardia.

Jotta elintarviketuotantoon riittää maata, tutkijat ovat laskeneet, että metsittämällä voidaan poistaa ilmakehästä enintään 3,5 miljardia tonnia hiilidioksidia vuodessa.

Se on suunnilleen 10 prosenttia nykyisistä päästöistä.

Jotta metsien istuttaminen todella tehokkaasti poistaa hiilidioksidia ilmakehästä, puista on pidettävä huolta sittenkin, kun ne kuolevat. Jos puut jätetään luontoon lahoamaan, niiden sitoma hiilidioksidi vapautuu takaisin ilmaan.

Ilmastoystävällisintä olisi kaataa kypsään ikään ehtineet puut ja valmistaa niistä esimerkiksi huonekaluja tai rakennusmateriaaleja. Niissä hiili säilyisi sitoutuneena vuosikymmeniä.

Toinen vaihtoehto on puun käyttö polttoaineena, jos vapautunut hiilidioksidi suodatetaan pois voimalan savupiipussa ja varastoidaan.

Imuri poistaa hiilidioksidia

Koko ajan kehitellään uusia aineita, joilla voidaan sitoa hiilidioksidia. Niillä voidaan suodattaa hiilidioksidia voimaloiden piipuista tai imeä kasvihuonekaasuja suoraan ilmasta, kuten Climeworks-yhtiön koelaitteilla. Ilmasta poistettu hiilidioksidi voidaan kierrättää.

  • Katalysaattori

    Savua tai ilmakehän ilmaa puristetaan katalysaattorin läpi, ja katalysaattorin sisältämä huokoinen aine, esimerkiksi tseoliitti, sitoo hiilidioksidia.

  • Mineraalit sitovat CO2:ta

    Huokoinen aine sitoo hiilidioksidin ja pitää sen huokosissaan. Paineen vaikutuksesta savun tai ilman muut ainekset jatkavat matkaansa ulos katalysaattorista.

  • Paine alenee katalysaattorissa

    Katalysaattorin paine laskee, ja huokosiin kertynyt hiilidioksidi pääsee painumaan pohjalle. Sitten katalysaattori on valmis käsittelemään uuden annoksen ilmaa tai savua.

Tekniikoilla, joilla sidotaan hiilidioksidia savukaasuista, olisi kysyntää lähes loputtomiin. Nykyisellään menetelmä kuitenkin vaatii hyvin runsaasti energiaa ja tulee siksi kalliiksi.

Jotta esimerkiksi hiilellä tai maakaasulla toimiva voimalaitos saataisiin hiilineutraaliksi, sen tuottamasta sähköstä 10–25 prosenttia kuluisi hiilidioksidin poistamiseen savukaasuista.

Paljon lisää uusiutuvaa energiaa

Positiivista suodatintekniikassa on se, että sillä voidaan poistaa hiilidioksidia myös ilmasta ja siten suoraan vähentää ilmakehän hiilidioksidipitoisuutta.

Hiilidioksidisuodattimia testataan jo monessa paikassa eri puolilla maailmaa. Yksi pisimmälle ehtineistä on sveitsiläinen Climeworks-yhtiö.

Sillä on jo toiminnassa useita koelaitoksia eri maissa, muun muassa kotimaassaan Zürichin lähistöllä. Kokemukset koelaitoksista osoittavat, että tekniikka toimii.

Ongelma onkin tekniikan käyttöönoton rahoitus. Clime­worksin laitteet ovat kalliita. Yhtiö on arvioinut, että yhden hiilidioksiditonnin suodattaminen maksaa 530–670 euroa.

Toinen yhtiön perustajista, Christoph Gebald, uskoo kuitenkin, että kustannukset laskevat nopeasti alle 90 euroon tonnilta, kun suodatinlaitteistojen kysyntä kasvaa.

Pioneerijoukot

Hiilidioksidi maan alle

Kemiallisilla suodattimilla varustetut imurit ovat valmiina poistamaan hiilidioksidia ilmasta. Talteen otetun hiilen varastointipaikaksi on esitetty muun muassa kallioperää, öljylähteitä ja pohjavesiesiintymiä.

Claus Lunau

Hiilidioksidi puristaa öljylähteet tyhjiksi

Puolityhjiä öljylähteitä on kaavailtu hiilidoksidivarastoiksi. Kun hiilidioksidia pumpataan kovalla paineella lähteisiin, paine puristaa niistä ulos jopa 30–60 prosenttia nykyistä enemmän öljyä.

Claus Lunau

Hiilidioksidi liukenee pohjaveteen

Syvällä olevat pohjavesiesiintymät voivat sitoa hiilidioksidin vuosituhansiksi. Laskelmien mukaan koko USA:n sadan vuoden energiatuotannon hiilidioksidipäästöt voitaisiin varastoida maan pohjaveteen.

Claus Lunau

Kuuma kallio kivettää hiilidioksidin

Kun hiilidioksidia pumpataan maan alle basaltin tapaisen kiviaineksen huokosiin, se sitoutuu kiveen hiilipitoisena karbonaattimineraalina. Islannissa tehdyissä kokeissa hiilidioksidi kivettyi muutamassa viikossa.

Claus Lunau

Nykyisellään hiilidioksidin poistaminen ilmasta kuluttaa vielä enemmän energiaa kuin sen suodattaminen savukaasusta, koska pitoisuudet ilmakehässä ovat pienemmät kuin savukaasuissa.

Jos suodatinlaitteistojen energia tuotettaisiin hiilivoimalassa, lopputuloksena olisi, että ilmakehään vapautuu enemmän hiilidioksidia kuin suodatin poistaa.

Nykyisin Climeworksin laitokset käyttävät uusiutuvaa energiaa, mutta jos suodatinlaitteistoja rakennettaisiin kymmeniätuhansia eri puolilla maailmaa, aurinko-. tuuli- ja vesivoiman tarve kasvaisi huomattavasti.

Katso, miten hiilidioksidia pumpataan maahan:

Islantilaistutkijat pumppaavat hiilidioksidia maahan, missä kasvihuonekaasu muuttuu mineraaleiksi.

Vaikka esteitä ja hidasteita hiilidioksidin vastaisessa sodassa riittää, tutkijat uskovat, että viiden tai kymmenen vuoden kuluttua heillä on valmiina varusteet ja taktiikka, jolla hiilidioksidin määrää voidaan vähentää.

Se ei silti välttämättä ole paras keino torjua ilmastokriisiä. Monet tutkijat muistuttavat, että vaikka hiilidioksidia voisi poistaa ilmakehästä, sen varjolla ei pidä laiminlyödä välttämätöntä siirtymistä ilmastoystävällisiin ratkaisuihin kaikilla elämänaloilla.

Lue myös:

Grønne blade og planter overfor skov, der brænder
Ilmastonmuutos

Totuus ilmastosta

0 minuuttia
Aurinkopeilit alta
Ilmastonmuutos

Tiivistetty aurinkoenergia vähentää sementin tuotannon hiilidioksidipäästöjä

3 minuuttia
Hvide sko
Ilmastonmuutos

Uusi materiaali muuttaa hiilidioksidin vaatteiksi ja kengiksi – lähes olemattomalla energialla

2 minuuttia

Kirjaudu sisään

Virhe: Tarkista sähköpostiosoite
Salasana vaaditaan
NäytäPiilota

Oletko jo tilaaja? Oletko jo lehden tilaaja? Napsauta tästä

Uusi käyttäjä? Näin saat käyttöoikeuden!