fredag 11 januari 2013

Geoengineering (favorit i repris)

De globala växthusgasutsläppen fortsätter att skjuta i höjden, samtidigt som FN:s senaste klimatmöte COP18 i Doha, Quatar, misslyckats med att nå fram till (eller ens närma sig) något avtal om utsläppsbegränsningar. I det läget är det naturligt att desperat börja fundera över om det finns några andra metoder att rädda klimatet än att dra ned på utsläppen. I den andan föreslås ibland en knippe metoder som går under samlingsnamnet geoengineering. Jag har skrivit om dessa tidigare, och idag är det exakt tre år sedan jag på Uppsalainitiativet publicerade min text "Om geoengineering", vars slutsatser håller än i dag och som jag (i all anspråkslöshet) bedömer fortsatt vara den bästa text som skrivits på svenska i ämnet. Här är den på nytt:

Om geoengineering

I en recension av Steven Levitts och Stephen Dubners Superfreakonomics berättade jag om deras förslag om hur vi skall kunna lösa klimatkrisen utan att behöva åbäka oss med minskade växthusgasutsläpp och övergång till grön energi. I korthet går deras förslag ut på att pumpa upp svaveldioxid i stratosfären (den del av atmosfären som sträcker sig från cirka 10 till cirka 50 kilometers höjd). Svaveldioxiden bildar små partiklar, kallade aerosoler, som snabbt sprids och bidrar till att reflektera bort en lagom stor andel av den infallande solstrålningen.1

Enligt Levitt och Dubner är detta genomförbart i en omfattning som räcker för att kancellera den antropogena globala uppvärmningen, till priset av blott några hundra miljoner dollar per år - en närmast löjligt liten summa jämfört med de kostnader som förknippas med global omställning till grön och förnyelsebar energi. Andra bedömare skattar kostnaden för svavel-i-stratosfären-lösningen en eller två tiopotenser högre2, vilket inte ändrar på det faktum att den i motsats till mer konventionella lösningar inte kräver medverkan av all världens länder, utan kan genomföras av ett enskilt land (eller rentav en enskild multimiljardär).

Låter detta för bra för att vara sant? Ja, det finns åtminstone två skäl till att den föreslagna metoden inte trollar bort klimatkrisen:
    (1) Global uppvärmning vs klimatförändring. Metoden har potential att hejda den globala uppvärmningen, men inte att stoppa klimatförändringarna. Då vi höjt medeltemperaturen med en mekanism (växthusgaser) och sedan sänker den i motsvarande mån med en annan mekanism (aerosoler) kan vi inte räkna med att uppnå status quo i andra avseenden än just global medeltemperatur. På vissa håll kommer det att bli varmare, på andra håll kallare, och därutöver är stora regionala förändringar i nederbördsmönster att vänta.3

    (2) Damokles svärd.4 Om vi använder svavel-i-stratosfären-lösningen som ursäkt för att inte dra ned på våra koldioxidutsläpp, så bygger vi in oss i en alltmer prekär situation där vi inte kan avbryta svavelutsläppen utan att orsaka en plötslig katastrofal uppvärmning inom loppet av bara ett par år. Svavelutsläppen måste därför pågå i generation efter generation - men vad vet vi om huruvida den samhälleliga infrastrukturen flera hundra år fram i tiden kommer att klara att upprätthålla ett sådant högteknologiprojekt? Strängt taget ingenting.

Den av Levitt och Dubner förordade metoden är inte ny, utan finns diskuterad i litteraturen sedan decennier tillbaka. Den är ett exempel på så kallad geoengineering5, som brukar definieras som avsiktliga åtgärder för att i global skala manipulera miljö och klimat. Många olika metoder metoder finns, och i den utmärkta rapporten Geoengineering the Climate som brittiska Royal Society lade fram i september 2009 görs en systematisk genomgång av möjliga metoder, deras potential samt för- och nackdelar vad gäller effektivitet, snabbhet, kostnad och risk för oönskade bieffekter.

Jag skall inte här försöka mig på att upprepa Royal Societys systematiska genomgång, men det är värt att nämna den övergripande uppdelningen i vad vi kan kalla solskyddsmetoderna kontra koldioxidborttagningsmetoderna.

Solskyddsmetoderna handlar om att på olika sätt minska den mängd solstrålning som absorberas av jordytan. Dessa kan i sin tur delas upp i två kategorier beroende på om de ökar jordytans reflektans eller minskar mängden infallande solstrålning. Jordytans reflektans kan ökas t.ex. genom att täcka våra öknar med speglar, eller genom att helt enkelt6 måla vägar och hustak vita. Mängden infallande solstrålning kan minskas med den av Levitt och Dubner förordade metoden med svavel i stratosfären (även andra ämnen än svavel är möjliga), medan ett annat fullt möjligt tillvägagångssätt är att skapa konstgjorda moln med solstrålningsreflekterande egenskaper.7

Även koldioxidborttagningsmetoderna är av flera slag. De mycket långsamma naturliga vittringsprocesser där silikathaltig berggund reagerar med luftens koldioxid kan snabbas upp till helt andra storleksordningar genom att sådana bergarter grävs fram och exponeras. Även industriella processer kan fånga in koldioxid direkt ur luften (air capture), men ännu krävs många års forskning och utveckling innan kostnaderna är nere på nivåer där det kan göras i stor skala. Och precis som med den CCS-teknik (carbon capture and storage) som av många anses vara kolkraftens räddning, så återstår det icketriviala problemet med underjordisk lagring av den infångade koldioxiden.8 CCS-teknik i samband med kolkraft brukar inte räknas som geoengineering eftersom det går ut på att undvika förändring av atmosfärens sammansättning, snarare än att förändra den aktivt. Ett gränsfall (vad beträffar om det bör kallas geoengineering) är då CCS tillämpas på förbränning av biobränsle istället för på kolkraft; skillnaden är att det i biobränslefallet kan ge en negativ nettoeffekt på atmosfärens koldioxidhalt. En besläktad koldioxidborttagningsmetod är nedgrävandet av biologiskt material utan att gå omvägen via förbränning (vilket låter slösaktigt men likväl under vissa omständigheter är ett möjligt konkurrenskraftigt alternativ). Ytterligare andra idéer finns, inklusive sådana som går ut på att tillföra gödningmedel i havet för att ökar mikroorganismers upptag av koldioxid, vars kol sedan transporteras ned i djuphaven via en naturlig process som kallas den biologiska pumpen; ett sådant projekt är dock förknippat med stora ekologiska risker.

Mycket finns att anföra om de olika metodernas relativa för- och nackdelar, men något generaliserat kan koldioxidborttagningsmetoderna sägas vara att föredra framför solskyddsmetoderna då de angriper själva grundproblemet (den höjda koldioxidhalten) snarare än bara symptomen (den globala uppvärmningen). Solskyddsmetoderna stoppar inte klimatförändringarna, och om de används under långa tidsrymder som alternativ till utsläppsbegränsningar placerar de oss och kommande generationer under ett dinglande damoklessvärd; se punkterna (1) och (2) ovan.

En av världens främsta experter på geoengineering, David Keith, betonade därför i ett föredrag på Chalmers i december 2009 att om storskaligt genomförande av svavel-i-stratosfären-metoden och andra solskyddsmetoder överhuvudtaget kan komma ifråga, så är det i så fall enbart som temporärt bidrag till lösning på en akut klimatkris. Samtidigt framhöll han solskyddsmetodernas allmänna fördel jämfört med koldioxidborttagning, nämligen deras snabbhet: när vi fått ett solskyddsmedel på plats inverkar det genast med full kraft på jordens energibalans vilket kan kyla ned klimatet avsevärt på bara något år. Effekten av koldioxidborttagning däremot, behöver decennier på sig för att märkas i klimatet. Därför håller Keith öppet för att exempelvis svavel i stratosfären kan komma till användning under något decennium eller två, för att kapa en tillfällig temperaturtopp som i annat fall bedöms riskera att kasta klimatsystemet över en eller annan tipping point. Även med ambitiösa utsläppsmiskningar kan en sådan situation tänkas uppstå framemot mitten eller slutet av innevarande sekel, som en följd dels av fortsatt stor osäkerhet om koldioxidens klimatkänslighet (den temperaturökning som en fördubbling av koldioxidhalten leder till), dels av den stora tröghet i klimatsystemet som gör att temperaturen kan fortsätta stiga många decennier efter att vi lyckats vända koldioxidhalten nedåt.

En annan viktig lärdom som David Keith inskärpte i sitt föredrag är att ingen av de geoengineeringmetoder som föreslagists, vare sig vi talar om solskydd eller koldioxidborttaggning (inklusive den air capture-teknologi som han själv för närvarande arbetar intensivt med), erbjuder någon tydlig mirakelkur som ger oss alibi att strunta i att minska våra växthusgasutsläpp. Däremot behövs forskning kring de olika metoderna, hur de kan implementeras till så låg kostnad som möjligt, och vilka risker som finns för oönskade bieffekter (vi vill t.ex. inte skicka upp något i stratosfären som kan slå ut ozonskiktet; ej heller vill vi mixtra med oceanerna på ett sätt som riskerar att slå ut känsliga ekosystem). I en debattartikel i New York Times i september 2008 efterlyser Keith tillsammans med forskarkollegan Thomas Homer-Dixon en seriös satsning på forksning inom området. Men det får helst inte bli för mycket av det goda: i en intervju i tidskriften The Atlantic sommaren 2009 säger han att "anslag till forskning om geoengineering behövs, men det värsta som i dagsläget skulle kunna hända vore om Barack Obama imorgon med pompa och ståt annonserade en satsning om flera hundra miljoner dollar på området".

Varför då denna överraskande modesta inställning från David Keiths sida? Skälet ligger i begreppet moral hazard, som används inom bl.a. försäkringsbranschen för risken att en kund som försäkrat bort vissa risker därmed lockas till ett mer våghalsigt leverne.9 I samband med geoengineering består risken i att ett alltför stort publikt fokus på området kan invagga oss i säkerhet, och få oss att tänka att vi nog i framtiden finner en eller annan enkel lösning på klimatkrisen, varför vi inte idag behöver bry oss om att begränsa våra växthusgasutsläpp.

Med tanke på denna moral hazard, gör jag rentav fel som genom denna bloggpost bidrar till spridning av kunskaper om geoengineering? På denna fråga svarar jag nej, och jag har två saker att anföra till mitt försvar. För det första menar jag att öppenhet och demokrati är viktiga saker, och att vi bör vara oerhört försiktiga med att avsiktligt undanhålla allmänheten vetenskapliga landvinningar.10 För det andra har frågan om geoengineering kommit att diskuteras alltmer bland högerekonomer och naiva teknikoptimister11, och det vore enligt min mening förödande om vi som är lite klokare och mer sansade12 lämnade fältet fritt åt dem att ensamma definiera agendan på området.

Fotnoter

1) Mängden svaveldioxid som behöver tillföras per tidsenhet är för övrigt betydligt mindre än den vi idag tillför atmosfären i markhöjd - Levitt och Dubner skattar den erforderliga mängden till mindre än 1% av dagens utsläpp (Superfreakonomics, s 196). Poängen med att skicka upp svavlet i stratosfären är att det där uppe blir kvar så mycket längre än om det släpps ut i troposfären (den nedre delen av atmosfären).

2) Se t.ex. Geoengineering the Climate, Royal Society 2009, s 32.

3) Lägg härtill att de problem utöver förstärkt växthuseffekt som koldioxidökningen orsakar - främst försurningen av världshaven - inte löses. Som en påminnelse om att den globala medeltemperaturen blott är en av många parametrar som vi behöver hålla inom rimliga gränser tjänar den uppmärksammade artikeln A safe operating space for humanity av Johan Rockström m.fl. i Nature 2009.

4) Enligt den grekiska legenden placerade kung Dionysos II den fjäskande hovmannen Damokles under ett svärd upphängt blott av ett hårstrå, för att på så vis lära denne att med kungamakt följer ockå oro och fruktan.

5) Vad skall vi kalla det på svenska? Ord som geoteknik och klimatteknik är dessvärre upptagna av andra betydelser. Det bästa förslag jag lyckats komma på är planetär ingenjörskonst, men det är en smula klumpigt. Jag fortsätter därför tills vidare att använda det engelska ordet.

6) Uttrycket "helt enkelt" kan vara lite missvisande här: metoden beräknas höra till de mer kostsamma i förhållande till uppnådd effekt.

7) Ett (ännu) mer futuristiskt förslag går ut på att låta föremål i rymden blockera solstrålning. Dessa kan placeras i omloppsbana runt jorden eller i den så kallade Lagrangepunkten L1: den punkt cirka 1 500 000 km från jorden i riktning mot solen där jordens och solens dragningskraft balanserar varandra. Idén med rymdbaserad geoengineering är för övrigt inte ny: redan i slutet på 50-talet närde Sovjetunionen grandiosa planer på att skicka upp aerosoler i omloppsbana runt jorden på sådant sätt att vi förses med ringar à la Saturnus. Dessa skulle ge skugga och svalka åt tropikerna, och samtidigt reflektera ned extra ljus på det kylslagna Sibirien. Se t.ex. David Keiths uppsats Geoengineering the Climate: History and Prospects.

8) Air capture är tekniskt svårare än den koldioxidinfångning som planeras i samband med kolkraft, på grund av att luftens koldioxidhalt är så mycket lägre än koldioxidhalten i utsläppen från kolförbränning. Air capture-infångning av andra antropogena växthusgaser än koldioxid är i princip tänkbart, men betraktas inte som något lovande alternativ då dessa gaser har ännu mycket lägre halt i luften.

9) Ett annat exempel på moral hazard dyker upp i samband med finanskrisen och statliga hjälpinsatser för att rädda banker: risken finns då att bankerna lockas till fortsatt vårdslöst risktagande eftersom staten ju ändå räddar dem ifall de skulle råka i knipa igen. (Både Klas Eklund och Johan Norberg uppmärksammar fenomenet i sina respektive analyser av finanskrisen, men drar olika slutsatser.)

10) Dock vill jag inte ens på denna punkt vara dogmatisk. Recept på framställandet av massförstörelsevapen är ett exempel där återhållsamhet i informationsspridning kan vara en bra idé. Se t.ex. Jan van Akens artikel i Heredity 2007.

11) Förutom Levitt och Dubner har t.ex. också Björn Lomborg börjat förespråka geoengineering. Vad gäller Lomborg kan vi notera att han, från att (i böcker som t.ex. Global Crises, Global Solutions och How to Spend $50 Billion to Make the World a Better Place) motsätta sig begränsningar i koldioxidutsläpp med motiveringen att det är viktigare att bekämpa malaria, nu har gått över till att motsätta sig samma sak med hänvisning till billigare och bättre metoder att i framtiden hejda den globala uppvärmningen. Är jag orättvis mot Lomborg om jag tolkar honom som att det viktiga för honom är frihet från höga koldioxidskatter, och att den argumentativa vägen dit är av underordnad betydelse?

12) Detta skrivet med fullt medvetande om att placerandet av mig själv i denna kategori kan komma att ifrågasättas av en eller annan läsare.

8 kommentarer:

  1. Mycket intressant och lärorikt, Olle, och det vore fantastiskt om någon eller några av dessa metoder skulle visa sig fungera. Min spontana känsla är dock att var och en av de metoder du går igenom skulle utgöra en kraftig chock på många eller rentav samtliga av jordens ömtåliga och under årmiljoner finjusterade ekologiska system och tvinga fram nya ingenjörslösningar ad infinitum. Även jag har blivit alltmer desillusionerad och pessimistisk efter det katastrofala Dohamötet och börjat luta åt uppfattningen att eftersom mänskligheten inte förmår göra något för att rädda klimatet så är det mest pragmatiska vi kan göra är att försöka ställa om till en varmare värld genom att ställa om livsmedelsproduktionen till mer lämpade grödor och bereda plats på idag obebodda områden för de enorma strömmar av klimatflyktingar som kommer att uppstå, för att ta några exempel.

    SvaraRadera
  2. Arne Söderqvist11 januari 2013 10:05

    Svaveldioxid i stratosfären verkar riskabelt. Jag kommer obönhörligen att tänka på hur det gått beträffande DDT.
    http://www.newsmill.se/artikel/2010/04/16/naturvetenskap-och-teknik-n-dv-ndiga-f-r-v-r-verlevnad

    När oanade biverkningar uppstår är risken att man tar till panikåtgärder i blindo. I detta sammanhang kommer jag att tänka på det svenska skolväsendet som påtvingats den ena pålagan efter den andra, år efter år, varje gång med avsikten att "förbättra". Speciellt i matematik har elevernas kunskaper sjunkit och den trenden tycks inte ha vänt. Men att experimentera med hela jordklotet på motsvarande sätt kunde till och med äventyra existensen av allt liv, såväl människor och djur som växter.

    SvaraRadera
  3. Hej Olle!
    Mycket bra redovisning i ett ämne som anses vara en konspirationsteori. Nu har jag själv fotograferat ett stort antal bilder och gjort en film. Som du kanske känner till så hade EU-parlamentet en konferens om geoengineering nyligen.

    Jag är djupt bekymrad över detta tilltag eftersom det måste försura nederbörden och Sveriges podsoljordar tål inte en försurning. Jag har varit Kalmar läns försurningsexpert och man håller fortfarande på att kalka sjöar och vattendrag nu snart i 40 år.

    Sedan är jag fundersam om vi har en global uppvärmning, vad jag förstår så sker uppvärmningen vid Nordpolen inte alls vid Sydpolen. De varma luftströmmarna vid Amerikas västkust strömma numera upp över nordpolen och då är det ju inte konstigt om temperaturen ökar där. Jag har andra funderingar som jag knappt vågar nämna, men borde vara ren fysik och logiskt.

    Mobilstrålningen är enorm idag och kollar man temperaturdiagrammet på Svalbard så ökar temperaturen när vi börjar bygga ut mobilsystemen som är intensivast på norra halvklotet.. Strålningen i mikrovågsområdet har ökat flera miljoner och pågår dygnet runt. Vart tar den energin vägen? Du som jobbar på Chalmers kan kanske ge en siffra på hur mycket energi en 3G-sändare avger. Sedan har vi alla andra stora system som sänder elektromagnetisk strålning som LOIS. LOFAR HAARP etc. Jag funderar på detta då energi inte upphör att existera. Tillför man ännu mer partiklar i lufthavet vad händer då?

    Solveig Silverin, miljöingenjör

    SvaraRadera
    Svar
    1. Det var mycket på en gång, Solveig, men här några korta svar:

      1. Om du uppfattat min bloggpost som att den handlar om den vrickade konspirationsteorin chemtrails så har du missuppfattat den.

      2. Angående försurning, läs gärna Fotnot 1 en gång till.

      3. Den globala uppvärmningen är global (om än inte helt homogen).

      4. Den värmande effekten av mobilstrålning du talar om ingår i den spillvärme av mänskliga aktiviteter som jag diskuterat på UI, och som inte räcker till för att ha annat än ytterst marginell inverkan på global (eller för den delen regional) uppvärmning.

      Radera
    2. 1. Jag vet inte vad du menar med den "vrickade konspirationsteorin kring chemtrails". Myndigheterna förnekar ju spridning, men folk ser att det sprids. Hur skall man tolka det?

      2. Jaha de där siffrorna kan man ta med en nypa salt. Att tillföra än mer försurande ämnen samt aluminium kan knappast minska försurningen. Dessutom var de försurande ämnena från kolkraftverken försumbart det också enligt experterna. Och som jag skriver har vi försurningskänsliga podsoljordar och näringsfattiga limniska vatten.

      3. Jag är väldigt osäker om det är koldioxidutsläppen som är orsaken, då man kör kontinuerligt med chemtrailsplan som släpper ut lika mycket koldioxid som en bil per liter bränsle. Därmed är chemtrailsspridning ett komplett vansinne.

      4. Gällande energiutsläppen från mobilsändarna är knappast lite spillvärme, varför ökar då temperaturen på norra halvklotet när vi börjar bygga ut ett kommunikationssystem som nyttjar mikrovågor? Än har jag inte fått veta hur mycket en enda sändare avger i energi som nu 4G. Alla förnekar att den är stor, men ingen vågar nämna en enda siffra. Så, ge mig faktainformation inte ett lösryckt påstående. Hur mycket energi avger en 4G-sändare?
      Solveig Silverin

      Radera
    3. 1. Det som folk ser är kondens från vattenånga.

      2. Bra knep - om siffrorna inte stödjer din uppfattning så ta dem "med en nypa salt"!

      3. Uppriktigt sagt skiter jag i om du personligen är "väldigt osäker" på om koldioxidutsläppen är huvudorsaken till den pågående globala uppvärmning. Det viktiga är om det vetenskapliga evidensläget öppnar för sådan osäkerhet, men det gör det inte.

      4. Den totala energin från 4G-sändare kan naturligtvis inte överstiga mänsklighetens totala energianvändning. Om du köper den självklarheten så behöver du vad denna fråga anbelangar inte veta mer om sändarnas effekt, utan det räcker att du tar del av min snabba kalkyl i den bloggpost jag länkade till i min förra kommentar.

      Radera
    4. Jag skrev nyligen ett svar på din kommentar ovan, men vill tillägga gällande spridning av försurande ämnen att havet nu uppvisar en försurning i ytvattnet, vilket kommer att skada både alger och plankton som är basen för havets ekologi. ETC-gruppen varnade för just en försurning av havet se länken http://www.twnside.org.sg/title2/resurgence/2010/242-243/cover03.htm

      Solveig Silverin

      Radera
    5. Du har fel i det mesta, Solveig, men på just den här punken har du rätt: den begynnande försurningen av världshaven är ett enormt problem. Se UI-inlägget jag länkar till i Fotnot 3 i bloggposten ovan.

      Radera