Wanneer politici praten over het bereiken van "netto-nul"-emissies, rekenen ze vaak op bomen of technologie die koolstofdioxide uit de lucht kunnen halen. Wat ze niet vermelden, is hoeveel deze voorstellen of geo-engineering zouden kosten om de wereld in staat te stellen door te gaan met het verbranden van fossiele brandstoffen.

Er zijn veel voorstellen om kooldioxide te verwijderen, maar de meeste maken alleen aan de randen verschillen, en de kooldioxideconcentraties in de atmosfeer zijn meedogenloos blijven stijgen, zelfs tijdens de pandemie.

Ik werk al meer dan vier decennia aan klimaatverandering. Laten we even de tijd nemen om een ​​deel van de retoriek rond klimaatverandering onder de knie te krijgen en de lucht te zuiveren, om zo te zeggen.

Wat veroorzaakt klimaatverandering?

Zoals al tientallen jaren bekend is, verandert het wereldwijde klimaat en die verandering wordt veroorzaakt door menselijke activiteiten.

Wanneer fossiele brandstoffen worden verbrand voor energie of worden gebruikt voor transport, komt koolstofdioxide vrij - een broeikasgas dat de belangrijkste oorzaak is van de opwarming van de aarde. Kooldioxide blijft eeuwenlang in de atmosfeer. Naarmate er meer koolstofdioxide wordt toegevoegd, werkt de toenemende concentratie ervan als een deken, waarbij energie wordt vastgehouden nabij het aardoppervlak die anders de ruimte in zou ontsnappen.

Wanneer de hoeveelheid energie die van de zon komt groter is dan de hoeveelheid energie die terug de ruimte instraalt, warmt het klimaat op. Een deel van die energie verhoogt de temperatuur, en een deel verhoogt de verdamping en voedt stormen en regens.

Vanwege deze veranderingen in de samenstelling van de atmosfeer is de planeet sinds ongeveer 1880 met naar schatting 1,1 graad Celsius (2 F) opgewarmd en is ze goed op weg naar 1,5 C (2,7 F), wat werd benadrukt als een doel dat niet overschreden mocht worden als mogelijk door de Overeenkomst van Parijs. De opwarming van de aarde en de geleidelijke temperatuurstijgingen hebben geleid tot een toename van allerlei weersomstandigheden en extreme klimaatveranderingen, van overstromingen tot droogte en hittegolven, die enorme schade, ontwrichting en verlies aan mensenlevens veroorzaken.

Studies tonen aan dat de wereldwijde uitstoot van kooldioxide tegen het midden van de eeuw tot nul CO2-uitstoot moet komen om een ​​kans te hebben om de opwarming te beperken tot zelfs 2 C (3,6 F).

Momenteel is China de belangrijkste bron van koolstofdioxide. Maar de geaccumuleerde emissies zijn het belangrijkst, en de Verenigde Staten leiden, op de voet gevolgd door Europa, China en anderen.

Wat werkt om de klimaatverandering te vertragen?

De moderne samenleving heeft energie nodig, maar dat hoeft niet uit fossiele brandstoffen te komen.

Studies tonen aan dat de meest effectieve manier om het probleem van klimaatverandering aan te pakken, is om de economieën van de naties van de wereld koolstofarm te maken. Dit betekent een sterk toenemend gebruik van hernieuwbare energie - zonne- en windenergie kosten minder dan nieuwe fossiele brandstofcentrales in een groot deel van de wereld van vandaag - en het gebruik van elektrische voertuigen.

Helaas is deze omschakeling naar hernieuwbare energie traag verlopen, grotendeels als gevolg van de enorme en dure infrastructuur met betrekking tot fossiele brandstoffen, samen met de enorme hoeveelheid dollars die invloed kunnen kopen bij politici.

Wat werkt er niet?

In plaats van de uitstoot drastisch te verminderen, hebben bedrijven en politici naar alternatieven gegrepen. Deze omvatten geo-engineering; koolstofafvang en -opslag, met inbegrip van "directe luchtafvang"; en het planten van bomen.

Dit is het probleem:

Geo-engineering betekent vaak 'beheer van zonnestraling', dat tot doel heeft een vulkaan na te bootsen en deeltjes aan de stratosfeer toe te voegen om binnenkomende zonnestraling terug naar de ruimte te reflecteren en een koeling te produceren. Het kan gedeeltelijk werken, maar het kan vervelende bijwerkingen hebben.

Het probleem van de opwarming van de aarde is niet de zonneschijn, maar eerder dat de infrarode straling die door de aarde wordt uitgezonden, wordt vastgehouden door broeikasgassen. Tussen de inkomende zonne- en uitgaande straling bevindt zich het hele weer- en klimaatsysteem en de hydrologische cyclus. Plotselinge veranderingen in deze deeltjes of een slechte verdeling kunnen dramatische effecten hebben.

De laatste grote vulkaanuitbarsting, van de berg Pinatubo in 1991, stuurde genoeg zwaveldioxide en deeltjes in de stratosfeer om een ​​bescheiden afkoeling te veroorzaken, maar het veroorzaakte ook een verlies van neerslag over land. Het koelde het land meer af dan de oceaan, zodat de moessonregens zich naar de kust verplaatsten, en op langere termijn vertraagde het de watercyclus.

Het afvangen en opslaan van koolstof is al meer dan tien jaar onderzocht en beproefd, maar heeft aanzienlijke kosten met zich meegebracht. Slechts een tiental industriële fabrieken in de VS vangen momenteel hun koolstofemissies op, en het meeste wordt gebruikt om het boren naar olie te verbeteren.

Direct air capture - technologie die koolstofdioxide uit de lucht kan halen - wordt op verschillende plaatsen ontwikkeld. Het verbruikt echter veel energie, en hoewel dat mogelijk kan worden verholpen door hernieuwbare energie te gebruiken, is het nog steeds energie-intensief.

Het planten van bomen wordt vaak omarmd als een oplossing om de uitstoot van broeikasgassen door bedrijven te compenseren. Bomen en vegetatie nemen koolstofdioxide op via fotosynthese en produceren hout en ander plantaardig materiaal. Het is relatief goedkoop.

Maar bomen zijn niet blijvend. Bladeren, twijgen en dode bomen vergaan. Bossen branden. Recente studies tonen aan dat de risico's voor bomen door stress, bosbranden, droogte en insecten als de temperatuur stijgt, ook groter zullen zijn dan verwacht.

Hoeveel kost dit allemaal?

Wetenschappers meten koolstofdioxide in Mauna Loa, Hawaii, sinds 1958 en elders. De gemiddelde jaarlijkse toename van de kooldioxideconcentratie is versneld, van ongeveer 1 deel per miljoen volume per jaar in de jaren zestig tot 1,5 in de jaren negentig, tot 2,5 in de afgelopen jaren sinds 2010.

Deze niet-aflatende toename, door de pandemie en ondanks inspanningen in veel landen om de uitstoot te verminderen, laat zien hoe enorm het probleem is.

Gewoonlijk wordt koolstofverwijdering besproken in termen van massa, gemeten in megaton - miljoenen tonnen - koolstofdioxide per jaar, niet in delen per miljoen volume. De massa van de atmosfeer is ongeveer 5,5x10¹⁵ metrische ton, maar aangezien koolstofdioxide (molecuulgewicht 42) zwaarder is dan lucht (molecuulgewicht ongeveer 29), is 1 deel per miljoen volume koolstofdioxide ongeveer 7,8 miljard metrische ton.

Volgens het World Resources Institute variëren de kosten voor directe luchtafvang tussen 250 en 600 dollar per ton koolstofdioxide die vandaag wordt verwijderd, afhankelijk van de technologie, de energiebron en de schaal van inzet. Zelfs als de kosten zouden dalen tot $ 100 per ton, bedragen de kosten om de atmosferische concentraties van kooldioxide met 1 deel per miljoen te verminderen ongeveer $ 780 miljard.

Houd er rekening mee dat de kooldioxideconcentratie in de atmosfeer is gestegen van ongeveer 280 delen per miljoen vóór het industriële tijdperk tot ongeveer 420 vandaag, en het stijgt momenteel met meer dan 2 delen per miljoen per jaar.

Volgens berekeningen van WRI kan het herstel van bomen op een derde tot tweederde van geschikte hectaren naar schatting in 2050 ongeveer 7,4 gigaton koolstofdioxide verwijderen zonder landbouwgrond te verdringen. Dat zou meer zijn dan welke andere weg dan ook. Dit klinkt misschien als veel, maar 7 gigaton koolstofdioxide is 7 miljard metrische ton, en dus is dit minder dan 1 deel per miljoen in volume. De kosten worden geschat op $ 50 per ton. Dus zelfs met bomen kunnen de kosten om 1 deel per miljoen volume te verwijderen oplopen tot $ 390 miljard.

Geo-engineering is ook duur.

Dus voor honderden miljarden dollars is het beste vooruitzicht een klein deukje van 1 deel per miljoen volume in de kooldioxideconcentratie.

Deze rekenkunde benadrukt de enorme noodzaak om de uitstoot te verminderen. Er is geen haalbare oplossing.