Da sich die Atmosphäre weiterhin mit Treibhausgasen aus menschlichen Aktivitäten füllt, sind viele Vorschläge aufgetaucht, um klimaschonende Lösungen zu „geoengineeren“, d.
Ein aktueller Vorschlag zielt darauf ab, die Atmosphäre mit Wasserstoffperoxid zu injizieren, und besteht darauf, dass es sowohl Methan (CH) oxidieren würde4), ein extrem starkes Treibhausgas, das gleichzeitig die Luftqualität verbessert.
Zu schön um wahr zu sein?
Die Atmosphärenforscher Alfred Mayhew und Jessica Haskins von der University of Utah waren skeptisch und machten sich daher daran, die Behauptungen hinter diesem Vorschlag zu testen. Ihre am 3. Januar veröffentlichten Ergebnisse bestätigen ihre Zweifel und bieten Behörden, die solche Vorschläge als Mittel zur Eindämmung des Klimawandels in Betracht ziehen, einen Realitätscheck.
„Unsere Arbeit zeigte, dass die Effizienz der vorgeschlagenen Technologie recht gering war, was bedeutet, dass eine umfassende Einführung der Technologie erforderlich wäre, um einen nennenswerten Einfluss auf das atmosphärische CH zu haben.“4„, sagte Mayhew, Postdoktorand am Wilkes Center for Climate Science & Policy der Universität. „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass wir bei einer groß angelegten Einführung dieser Technologie einige negative Nebenwirkungen auf die Luftqualität feststellen werden, insbesondere im Winter.“ Feinstaub-Luftverschmutzung.“
Um die Studie durchzuführen, modellierten die Wissenschaftler aus Utah, was passieren würde, wenn man die von einem kanadischen Unternehmen patentierte Technologie einsetzen würde, die vorschlägt, zerstäubtes Wasserstoffperoxid (H₂O₂) bei Tageslicht aus 600 Meter hohen Türmen in die Atmosphäre zu sprühen. Diese Türme würden die Höhe der höchsten Funktürme der Welt erreichen.
„Wenn dieses Wasserstoffperoxid Sonnenlicht ausgesetzt ist, entsteht ein wirklich starkes Oxidationsmittel, das Hydroxylradikal OH“, sagte Haskins, Assistenzprofessor für Atmosphärenwissenschaften. „Das ist ein natürlicher Wäscher in der Atmosphäre und wird dazu beitragen, die Umwandlung von Methan in CO₂ zu beschleunigen.“
Methan ist eine einfach gebundene Molekülkombination aus Kohlenstoff und Wasserstoff, im Gegensatz zu den doppelt gebundenen Verbindungen, die in der Atmosphäre weitaus häufiger vorkommen. Hydroxylgruppen neigen eher dazu, diese doppelgebundenen Moleküle zu oxidieren, etwa das von Bäumen stammende Isopren oder flüchtige organische Verbindungen, sodass OH laut Haskins einfach nicht so effizient für den Abbau von Methan ist.
„OH reagiert nicht schnell mit Methan“, sagte Haskins. „Es reagiert mit so vielen anderen Dingen.“
Die übergroßen Auswirkungen von Methan auf das Klima
Während der Großteil des Klimawandels auf Kohlendioxid aus fossilen Brennstoffen zurückzuführen ist, trägt auch Methan wesentlich dazu bei. Schließlich zerfällt Methan in Kohlendioxid und Wasser.
Der Hauptbestandteil des in Haushaltsgeräten und Kraftwerken verbrannten Erdgases ist Methan oder CH4hat über einen Zeitraum von 20 Jahren 76-mal mehr klimaerwärmende Wirkung als Kohlendioxid. Laut der Internationalen Energieagentur verbleibt Methan nur zwölf Jahre in der Atmosphäre, aber das Gas wird für fast ein Drittel des Anstiegs der globalen Temperaturen seit der industriellen Revolution verantwortlich gemacht.
Anthropogene Quellen, vor allem Öl-, Gas- und Kohlebetriebe sowie Deponien, sind für 60 % der weltweiten Methanemissionen verantwortlich.
Eine künstliche Beschleunigung der Methanoxidation könnte den Klimawandel verlangsamen, aber solche Geoengineering-Projekte könnten negative Auswirkungen auf die Umwelt haben, die Haskins‘ Labor charakterisieren möchte. Ein aktueller Bericht der National Academy of Sciences kam zu dem Schluss, dass die unbeabsichtigten Folgen atmosphärischer Methanentfernungstechnologien wahrscheinlich erheblich sind, aber kaum verstanden werden. Haskins‘ Studie folgt der Aufforderung des Berichts, diese Technologien genau zu untersuchen, beispielsweise diejenige, die große Mengen Wasserstoffperoxid freisetzen würde.
„Wir könnten uns etwa 50 Jahre Zeit verschaffen und einige der unmittelbaren Auswirkungen des Klimawandels vermeiden, wenn wir das täten, aber niemand hatte zuvor tatsächlich Studien zu Nebenwirkungen durchgeführt, um zu sehen, was passieren würde“, sagte Haskins. „Dies ist das allererste Papier, das etwaige Nebenwirkungen solcher Geoengineering-Lösungen auf die Luftqualität bewertet.“
Mögliche Nebenwirkungen von Geoengineering
Die Manipulation eines so komplexen Systems wie der Erdatmosphäre ist eine grundsätzlich gefährliche Handlung, die möglicherweise zu unvorhergesehenen Problemen führt.
„Es gibt so viele Rückkopplungen, die im Klima stattfinden können. Die Chemie der Atmosphäre ist nur ein Beispiel. Man ändert eine Sache und denkt, dass sie dies bewirken wird, aber tatsächlich kann es an einer Stelle das Gegenteil bewirken gegenüber der anderen“, sagte Haskins . „Man muss wirklich vorsichtig sein und solche Einschätzungen vornehmen. Ist das eine verantwortungsvolle Vorgehensweise? Welche Auswirkungen wird das haben?“
Als Beispiel erwähnte Haskins die beunruhigende Geschichte der vom Menschen erzeugten Gase namens Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), die sich in die Schutzschicht aus Ozon einfraßen, die die Erde vor schädlicher ultravioletter Strahlung schützt.
„Wir haben angefangen, FCKW in der Industrie als Treibmittel und Kältemittel zu verwenden, und plötzlich verursachen wir das Ozonloch“, sagte sie. „Und wir beschäftigen uns seit 40 Jahren mit den Folgen davon. Und wir werden bis voraussichtlich 2060 immer noch kein vollständig gelöstes Jahr ohne Ozonloch haben, also müssen wir vorsichtig sein, was wir tun.“
Mayhew und Haskins verwendeten ein globales Chemikalientransportmodell namens GEOS-Chem, um den Vorschlag zur Freisetzung von Wasserstoffperoxid aus Türmen zu simulieren. Ziel war es, abzuschätzen, wie viel Methan unter drei verschiedenen Emissionsszenarien, von leicht bis extrem, oxidiert würde.
Ihre Simulation sah den Einsatz von 50 über ganz Nordamerika verteilten Türmen vor. In Anlehnung an den Vorschlag des Unternehmens sah das Szenario mit mittlerer Freisetzung vor, dass jeder Turm ein Jahr lang 10 Stunden am Tag 612 Gramm oder 1,35 Pfund pro Sekunde versprühen sollte.
„Diese vorgeschlagene Lösung wird einfach keine nennenswerte Menge Methan aus der Atmosphäre entfernen. Sie wird die globale Erwärmung nicht lösen. Wir haben herausgefunden, dass höchstens 50 Türme 0,01 % der jährlichen anthropogenen Methanemissionen reduzieren könnten“, sagte Haskins. „Man bräuchte etwa 352.000 davon, um 50 % des anthropogenen Methans zu entfernen. Das ist eine wahnsinnige Zahl. Und wenn man 50 Hochemissionstürme bauen würde, bräuchte man immer noch etwa 43.000.“
In der Zwischenzeit könnte die Feinstaubbelastung an Orten mit schlechter Luftqualität im Winter deutlich zunehmen.
„Es besteht die Möglichkeit, dass zukünftige Forschungen zeigen könnten, dass die Auswirkungen der Platzierung dieser Türme in der Nähe von Methan-Punktquellen auf die Luftqualität minimal sind, wenn sie zu bestimmten Zeiten im Jahr und weit entfernt von großen Bevölkerungszentren aktiviert werden“, sagte Mayhew. „Wenn das der Fall ist, dann könnte diese Technologie (oder ähnliche Ansätze) eine sehr kleine Rolle bei der Bekämpfung der Erwärmung spielen, aber aus unserer Arbeit geht klar hervor, dass die Nebenwirkungen auf die Luftqualität eine zentrale Überlegung für jeden Vorschlag für die reale Welt sein sollten.“ Implementierung einer solchen Technologie.
