Pochłaniacze CO2. Przyroda w walce ze zmianami klimatu

Dymiące kominy przemysłowe, spaliny, pożary w Amazonii – roczna emisja dwutlenku węgla wzrosła ostatnio do 12 000 000 000 ton (12 gigaton), a wraz z nią rośnie temperatura. Około połowa z uwolnionych emisji pozostaje w atmosferze. Resztę pochłania natura, zatrzymując je w ziemskich pochłaniaczach dwutlenku węgla (ang. carbon sink) – w glebie, oceanach i roślinności. Te naturalne rozwiązania w zakresie magazynowania spowalniają zmiany klimatu znacznie skuteczniej niż jakakolwiek technologia stosowana przez człowieka. Fabryki do magazynowania węgla przechowują zaledwie 40 megaton CO2 rocznie, czyli 0,003 proc. emisji powstających w wyniku działalności człowieka.

Naturalne pochłaniacze dwutlenku węgla mogłyby działać jeszcze lepiej przy odrobinie poprawek i za stosunkowo niewielką cenę. Ale zamiast tego coraz więcej z nich jest niszczonych przez człowieka, który sam szkodzi swojemu najskuteczniejszemu narzędziu do powstrzymania katastrofy klimatycznej.

Przyroda walczy, by nadążyć

Gdy ludzie gwałtownie zwiększyli emisję dwutlenku węgla poprzez spalanie paliw kopalnych, wzrosła również ilość CO2 pochłanianego przez rośliny, gleby i oceany. Rośliny w rzeczywistości korzystają z nadmiernej podaży, ponieważ wysokie stężenie CO2 oznacza, że muszą otwierać swoje pory tylko na chwilę, aby wchłonąć ten gaz. W ten sposób tracą mniej wody i mogą lepiej przetrwać susze.

Naukowcy twierdzą jednak, że rośliny i oceany wkrótce osiągną swoją zdolność absorpcji – do 2050 roku powierzchnie oceanów będą całkowicie nasycone CO2. Ludzkość produkuje obecnie więcej dwutlenku węgla niż natura jest w stanie przetworzyć, dlatego ilość gazu cieplarnianego w atmosferze gwałtownie rośnie.

Drzewa dla klimatu

Lasy na świecie pochłaniają łącznie 15,6 gigaton CO2 rocznie. To trzykrotnie więcej niż wynosi roczna emisja CO2 w Stanach Zjednoczonych. Jednak około połowa tej ilości przedostaje się z powrotem do atmosfery w wyniku wylesiania i pożarów lasów. Na całym świecie deforestacja odpowiada za jedną piątą wszystkich gazów cieplarnianych kiedykolwiek wyprodukowanych przez człowieka.

Jednym z najcenniejszych na świecie pochłaniaczy dwutlenku węgla są amazońskie lasy deszczowe, ale odkąd Jair Bolsonaro został brazylijskim prezydentem w 2019 roku, coraz więcej tego żywotnego ekosystemu jest tracone. Przekształcanie lasów na grunty rolne oznacza, że dorzecze Amazonki emituje obecnie tyle samo węgla, ile pozostały las może sekwestrować. Wkrótce Amazonia, podobnie jak lasy tropikalne Azji Południowo-Wschodniej, może stać się miejscem, które emituje więcej CO2 niż pochłania.

Sadzenie dodatkowych lasów może pomóc w zwiększeniu pochłaniania dwutlenku węgla przez roślinność. Młode lasy pochłaniają również więcej dwutlenku węgla niż stare, ponieważ produkują dużo nowej biomasy. Jednak, jak mówi Jared Messinger, kierownik Globalnej Inicjatywy Odnowy w organizacji badawczej World Resources Institute, sadzenie nowych drzew nie jest najlepszym rozwiązaniem.

– Kontynuacja programu sadzenia drzew i jego długotrwałość jest bardzo kosztowna –powiedział Messinger, dodając, że taniej byłoby pozwolić lasom rosnąć w sposób naturalny na otwartych obszarach.

Młode drzewa rosnące na wylesionych terenach mogłyby zneutralizować do 23 proc. rocznych emisji, zmniejszając prawie o połowę wzrost CO2 w atmosferze – podaje WRI. Sadzonki byłyby szczególnie efektywne w ciepłych, wilgotnych obszarach Afryki Zachodniej i Środkowej.

Lasy wymagają jednak znacznej powierzchni, aby być skutecznymi pochłaniaczami dwutlenku węgla, a przy rosnącym zapotrzebowaniu na żywność będą musiały konkurować z rolnictwem o tereny. Jeśli nowo posadzone lasy zostałyby wycięte, zmagazynowany CO2 zostałby uwolniony, co zniweczyłoby pozytywne skutki.

Torfowiska: sekretni bohaterowie klimatu

Gleba nie pochłania CO2 tak szybko, ale przewyższa roślinność pod względem ilości, którą magazynuje – około połowa gleby w Europie Środkowej składa się z węgla.

W skali globalnej gleba zawiera prawie dwa razy więcej CO2 niż żywa flora i atmosfera razem wzięte. Jednak to, jak dobrze magazynuje ona węgiel, zależy od rodzaju gleby, roślinności i klimatu, a im wilgotniej i zimniej, tym lepiej. Szczególnie dużo węgla magazynują gleby pod północnymi lasami borealnymi i gleby obszarów trawiastych i stepowych w klimacie umiarkowanym.

Ale to torfowiska i bagna są mistrzami w pochłanianiu dwutlenku węgla. Torfowiska odpowiadają za około jedną trzecią całkowitej ilości CO2 pochłanianego przez glebę, choć stanowią zaledwie 3 proc. powierzchni lądów na świecie.

Na tych podmokłych terenach resztki roślin wpadają do płytkiej, lekko kwaśnej wody. W tym ubogim w tlen środowisku szczątki nie ulegają rozkładowi i zamiast tego zamieniają się w magazynujący węgiel torf.

Osuszanie torfowisk wystawia warstwy znajdujące się pod spodem na działanie tlenu, uruchamiając proces rozkładu, który uwalnia CO2. Utlenianie wytwarza również podtlenek azotu, który jest około 300 razy bardziej szkodliwy dla klimatu niż węgiel.

Pomimo ich ogromnych możliwości, torfowiska i tereny podmokłe są zagrożone na całym świecie. W Indonezji, lasy torfowe ustępują miejsca plantacjom oleju palmowego i są niszczone przez pożary lasów, generując ogromne emisje. Tymczasem Niemcy osuszyły prawie wszystkie swoje dawne torfowiska. Z pierwotnych 5 proc. powierzchni ziemi pozostało zaledwie 0,02 proc.

Pył w walce z kryzysem klimatycznym?

Pył, a dokładniej pył bazaltowy, może poprawić zdolność gleby do magazynowania węgla. Jak donoszą naukowcy z czasopisma Nature Geoscience, rozsypany na polach pył reaguje z CO2 rozpuszczonym w wodzie glebowej. Cząsteczki są następnie wymywane do jezior i oceanów, gdzie odkładają się w postaci osadów.

Proces ten zachodzi również naturalnie. Jednak w przypadku drobno zmielonego bazaltu zachodzi on szybciej ze względu na jego dużą powierzchnię. Bazalt wydziela również minerały, które pobudzają wzrost roślin w ubogich w składniki odżywcze glebach, które z kolei mogłyby magazynować więcej CO2.

Jednorazowe rozsypanie bazaltu na kawałku ziemi uprawnej wielkości Azji spowodowałoby zmagazynowanie 2,5 gigaton CO2 rocznie. Jest to równowartość rocznych emisji Indii. Inni badacze szacują, że zysk dla klimatu mógłby być dwukrotnie większy. Bazalt jest również stosunkowo łatwy do uzyskania nawet bez wykorzystywania nowych kopalni, ponieważ jest produktem ubocznym produkcji cementu i stali.

Niedoceniana rola wód

Roślinność i gleby nie są jednak w stanie dorównać ogromnemu potencjałowi oceanów. Morza magazynują do 80 proc. światowego węgla. Teoretycznie mogłyby wchłonąć 95 proc. gazów cieplarnianych wytwarzanych przez człowieka, ale trwałoby to zbyt długo.

Drzewa magazynują węgiel w cyklu rocznym. W przeciwieństwie do nich, potrzeba stuleci, aby cząsteczki CO2 opadły z powierzchni i zostały zmagazynowane w głębinach morskich. Jednocześnie koncentracja węgla na powierzchni obniża absorpcję nowych emisji.

Ponadto, zimna woda pochłania więcej CO2 niż ciepła, a wraz ze wzrostem temperatury w wyniku zmian klimatycznych, zdolność oceanów do pochłaniania emisji maleje.

Farmy alg jako naturalne pochłaniacze CO2?

Ale nie tylko woda może magazynować CO2. Robią to także rośliny, takie jak algi i trawa morska. Jak oszacowali naukowcy na łamach Nature Geoscience, same wodorosty usuwają z atmosfery 0,173 gigatony węgla rocznie, zanim obumrą i opadną na dno oceanu.

Dlatego właśnie firmy takie jak Pull to Refresh eksperymentują z gigantycznymi farmami wodorostów na morzu, które sekwestrowałyby CO2.

Ile kosztuje usuwanie CO2 z atmosfery?

Niezależnie od tego, czy chodzi o drzewa, torfowiska czy oceany, natura pomaga ludziom w łagodzeniu szkód klimatycznych. Nawozy bazaltowe, nowe lasy na lądzie lub wodorosty mogą zwiększyć potencjał pochłaniania dwutlenku węgla przez naturalne pochłaniacze.

Ale to wszystko ma swoją cenę. Usuwanie węgla z powietrza przez lasy kosztuje od 6,60 do 23,60 euro za tonę CO2. Dzięki nawożeniu gleb bazaltem tonę CO2 można by usunąć z atmosfery za od 70 do 160 euro.

Rozwiązania techniczne, które filtrują CO2 bezpośrednio z powietrza są jeszcze droższe – według Międzynarodowej Agencji Energii, usunięcie tony CO2 kosztowałoby od 118 do 286 euro za ton.

W związku z tym w pierwszej kolejności taniej jest nie spalać węgla i unikać emisji poprzez izolację, zieloną energię i ochronę środowiska. – Ograniczenie emisji jest najważniejszą rzeczą, jaką możemy zrobić. Dlatego uważam, że to zawsze jest numer jeden – mówi Jared Messinger z World Resources Institute.