Nové klimatické řešení by mohlo zahrnovat ornou půdu a vulkanické horniny

Zachycování oxidu uhličitého z atmosféry a jeho ukládání, známé také jako sekvestrace uhlíku, je jednou z mnoha metod, jak zmírnit změnu klimatu. Oxid uhličitý se obvykle různými metodami ukládá v podzemních geologických formacích nebo biologických formách, jako jsou lesy, půdy nebo oceány. V novém výzkumu vědci zjistili, že použití čedičového prachu v zemědělských oblastech může účinně izolovat atmosférický oxid uhličitý v gigatunovém měřítku.

Když se silikátové horniny, jako je čedič, dostanou do kontaktu s dešťovou vodou, dochází k chemickému procesu zvětrávání, který odstraňuje oxid uhličitý z atmosféry a přeměňuje jej na produkty, které jsou transportovány a poté skladovány v oceánu. Přirozené zvětrávání lze urychlit rozemletím silikátových hornin na jemné částice a jejich aplikací na půdu, čímž se zvětší povrch a absorbuje více oxidu uhličitého. Tento proces se nazývá zesílené zvětrávání hornin (ERW).

[Related: Blue carbon is a natural climate solution with big potential.]

„Tyto částice podléhají chemickým reakcím s CO2, přeměňují ho na hydrogenuhličitanové ionty nebo stabilní minerální uhličitany,“ říká Shuang Zhang, odborný asistent na katedře oceánografie na Texas A&M University. „Tento proces v podstatě uzamkne uhlík a účinně jej odstraní z atmosféry na delší dobu.“

Vyplývá to ze studie zveřejněné nedávno v časopise Budoucnost ZeměAplikace 10 tun čedičového prachu na hektar na téměř tisíc zemědělských ploch po celém světě může zadržet 64 gigatun oxidu uhličitého za 75 let. Pokud se tato aplikace rozšíří na všechny zemědělské půdy, může být ve stejném období sekvestrováno více než 215 gigatun.

„Čísla ukazují, že ERW je přesvědčivou strategií k dosažení rozsáhlé sekvestrace uhlíku,“ říká Zhang, který se podílel na studii. Dodává, že má také „několik zřetelných výhod oproti alternativním strategiím zachycování uhlíku, jako je zalesňování nebo bioenergie se zachycováním a ukládáním uhlíku (BECCS).

Zalesňování nebo vysazování stromů v nezalesněných oblastech je strategií zmírňování skleníkových plynů (GHG), ale nemusí být účinné v každém ekosystému. Například sekvestrace uhlíku při zalesňování je méně účinná než trávy v tropických savanách a v suchých oblastech může mít omezený potenciál.

Mezitím kapacita BECCS – která získává bioenergii z biomasy a ukládá své emise oxidu uhličitého v podzemních geologických formacích, aby se zabránilo úniku – se může nakonec snížit kvůli účinkům změny klimatu na výnosy plodin a suroviny pro biomasu.

Ve srovnání s tím je ERW kompatibilní se stávající zemědělskou půdou a je snadno škálovatelný s využitím již existující zemědělské infrastruktury, říká Zhang. Metoda také přináší ekologické výhody. Dodává, že ERW může snížit uhlíkovou stopu spojenou s výrobou hnojiv, zmírnit emise oxidu dusného z půdy, zlepšit pH půdy a absorpci živin a v důsledku toho zvýšit výnosy plodin.

„Tato dvojitá schopnost zlepšit zdraví půdy a zároveň zachycovat uhlík poskytuje jedinečné příležitosti pro modernizaci zemědělství v ekonomicky se rozvíjejících zemích, čímž rozšiřuje jeho transformační potenciál,“ říká Zhang. Velkému nasazení ERW však brání některé překážky.

Neexistují dostatečné rámce pro monitorování, vykazování a ověřování (MRV) činností sekvestrace uhlíku, říká Zhang. Například „dopad vedlejších produktů ERW na říční systémy a související únik uhlíku nebyl plně prozkoumán, což je mezera, kterou je třeba vyřešit, aby se upevnily finanční pobídky pro ERW,“ dodává.

[Related: The truth about carbon capture technology.]

Nevhodná manipulace s jemně mletým čedičem během aplikace může mít za následek emise částic ve vzduchu, a tím představovat riziko pro místní kvalitu ovzduší. Existuje také potenciál pro akumulaci živin ve vodních systémech, protože zvětralé minerály z ERW proudí po proudu, což by mohlo zhoršit problémy, jako je eutrofizace. Rozvojové země navíc často postrádají potřebnou infrastrukturu pro rozsáhlé zpracování a rozmístění čediče, říká Zhang. Řešení těchto problémů je zásadní před širším zavedením ERW.

Zhang navrhuje několik způsobů, jak tyto bariéry překonat. Pokud jde o výzkum, regulační standardy pro MRV mohou být vytvořeny vědeckou komunitou a ratifikovány příslušnými vládními agenturami. Veřejné investice se také mohou zaměřit na modernizaci infrastruktury a rozvoj zemědělských systémů, zatímco soukromý sektor může investovat do technologií, které zvyšují efektivitu a nákladovou efektivitu ERW.
Celkově vzato zůstává prozkoumání potenciálu ERW užitečné, protože jeho účinnost jako metody sekvestrace uhlíku může být odolná vůči budoucím klimatickým změnám. „Dokonce i při scénářích vysokých emisí je dopad na míru odstraňování oxidu uhličitého (CDR) minimální, s přibližným nárůstem pouze o dvě procenta,“ říká Zhang. „To naznačuje, že ERW zůstane účinnou strategií pro sekvestraci uhlíku, i když se planeta otepluje.“