Kul- och pinnemodell av metan. Kredit:Ben Mills/Public Domain
Vanligtvis, att välja mellan det minsta av två onda är ett dystert beslut. Men ibland, det är en möjlighet.
Ett exempel:Att förvandla metan (en kraftfull växthusgas) till koldioxid (också en planetvärmande förorening) kan hjälpa till att bekämpa klimatförändringarna, säger forskare.
Det är inte så att CO2 inte är ett problem – det är huvudproblemet. Men på basis av molekyl för molekyl, metan fångar upp mer värme, så att omvandla det till något mindre potent skulle minska dess klimatpåverkan.
Faktiskt, genom att återställa koncentrationen av metan i atmosfären till förindustriella nivåer, denna kontraintuitiva strategi skulle kunna eliminera ungefär en sjättedel av uppvärmningen orsakad av människor, enligt en tidning som publicerades i måndags Naturens hållbarhet . Och det skulle bara lägga till ett par månaders CO2-utsläpp till atmosfären.
"I det stora systemet för koldioxidutsläpp, detta skulle inte vara en deal-breaker, " sa huvudförfattaren Rob Jackson, en jordforskare vid Stanford University.
"Med det sagt, vi får inte jobbet gjort med att minska utsläppen, så jag tror att vi måste titta på några av dessa andra tillvägagångssätt, sa Jackson, som är ordförande för Global Carbon Project, som spårar växthusgaser.
Redan, det är uppenbart att människor kommer att behöva dra ut enorma mängder koldioxid ur atmosfären för att uppfylla målen i Paris klimatavtal, vilket skulle begränsa den globala uppvärmningen till mindre än 2 grader Celsius över förindustriella nivåer.
Vissa scenarier kräver att man tar bort upp till 10 miljarder ton av gasen per år – en fjärdedel av mänsklighetens årliga utsläpp – genom att lagra den i biomassa eller jord, eller bygga anläggningar som direkt fångar upp gasen från luften.
"Men ingen pratar om det här för metan, "Sa Jackson. "Det är vad vi vill åstadkomma med detta papper."
Metan har inte orsakat lika mycket uppvärmning som CO2, men människor har haft en mycket större inverkan på metancykeln, han sa.
Under de senaste 200 åren, vi har mer än fördubblat dess koncentration i atmosfären genom att utvinna fossila bränslen, uppfödning av boskap, och tillåta gasen att fly från deponier och avloppsreningsverk, bland annat. I dag, metannivåerna är 1, 860 delar per miljard – och stigande – jämfört med 750 ppb före 1800.
Metan har också en mer akut värmande effekt. Den fångar upp cirka 84 gånger så mycket värme som CO2 under en 20-årsperiod, och 28 gånger så mycket under loppet av ett sekel. (Dess styrka sjunker eftersom den har en kortare livslängd i atmosfären.) Så att förvandla en molekyl av metan till en molekyl av CO2 skulle minska dess klimatförändrande kapacitet, Jackson och hans medförfattare säger.
Och avvägningen skulle vara värt det, de bråkar. Att återställa metan till sin förindustriella koncentration skulle innebära en engångsomvandling av 3,2 miljarder ton av gasen till CO2. Det skulle öka CO2-nivåerna - som var 280 ppm under förindustriell tid och för närvarande är 415 ppm - med mindre än 1 miljondel.
"Det är en av de verkliga försäljningsargumenten i mitt sinne, " sa Jackson.
I detta skede, idén är mest teoretisk, men författarna är försiktigt optimistiska.
Forskare har börjat utveckla sätt att oxidera metan till metanol, en värdefull förening som används för bränsle- och kemikalietillverkning. Samma reaktioner, om det tillåts gå vidare, kan också användas för att omvandla metan till koldioxid.
Edward Solomon, en Stanford-kemist som arbetade på den nya tidningen, studerar en lovande metod att bearbeta metan med hjälp av mineraler som kallas zeoliter. De fångar gasen, och hjälpa till med oxidation.
Forskarna tänker sig att använda den här typen av material i anläggningar som de som utvecklas för att ta bort CO2, som använder fläktar för att dra in luft i kammare där gaserna fångas upp genom kemiska reaktioner.
Den låga koncentrationen av metan betyder att du måste bearbeta mycket luft för att minska atmosfäriska nivåer, sa Jackson. "Det skulle ta många tusen av dessa arrayer för att göra en buckla, " han sa, även om det skulle vara en mycket mindre ansträngning än vad som har föreslagits för att hantera CO2.
Och ekonomin kan visa sig attraktiv – om länder så småningom nöjer sig med ett pris för koldioxidutsläpp, antingen genom en skatt eller ett system med gränsöverskridande handel som det i Kalifornien.
Verkligen, Att ta bort metan kan vara många gånger mer lukrativt än att ta bort CO2, eftersom värdet av att hålla en växthusgas borta från atmosfären vanligtvis beror på dess värmefångande förmåga.
Föreställ dig ett system där marknaden kommer att betala $50 för varje ton CO2-utsläpp som kan undvikas. I 100-årsscenariot där metan anses vara 28 gånger starkare, värdet av att eliminera ett ton av det skulle vara $1, 400. Det skulle vara en liten kostnad för att släppa ut lite CO2 i omvandlingsprocessen, men även så, ta hem skulle vara ungefär $1, 250. (Ett tvådelat lagförslag som infördes i kammaren i år skulle införa en avgift på kol som börjar på 15 USD per ton CO2 och ökar till mer än 100 USD år 2030; modeller förutspår att priserna kan klättra så högt som 500 USD senare under århundradet.)
I den övre delen av det intervallet, forskare uppskattar att en anläggning för borttagning av metan av storleken på en fotbollsplan kan generera miljontals dollar i inkomst.
Men det kan vara farligt, varnade Myles Allen, en klimatforskare vid Oxford University i Storbritannien som inte var inblandad i tidningen.
Allen fruktar att om det finns pengar att tjäna – eller spara – för att ta bort metan från atmosfären, vissa utsläppare kanske föredrar att göra det istället för att hantera CO2.
"Det kan vara bra affärsmässigt, men det skulle vara hemskt för klimatet, " han sa.
Det beror på att metan och koldioxid påverkar klimatet på olika sätt.
Metan stannar bara i atmosfären i ungefär ett decennium, så dess klimateffekter är kortvariga. CO2, å andra sidan, dröjer sig kvar i århundraden. Således, Att ta bort lite metan kan ge en liten fördel just nu, men kommer inte att hjälpa till att lösa klimatproblemet i det långa loppet, sa Allen.
Men om koldioxidprissättningssystem behandlar gaserna som om de är utbytbara, då skulle företag kunna kompensera sina CO2-utsläpp genom att minska metanutsläppen.
"Du kan föreställa dig att världens flygbolag tar tag i det här och blir upphetsade för plötsligt ser det ut som att de har ett väldigt billigt pass och att de bara kan fortsätta att släppa ut, " sa han. "Och naturligtvis, de kommer bara att fortsätta orsaka global uppvärmning."
Fortfarande, Allen höll med om att vi måste minska koncentrationen av metan i atmosfären. Och han stöder idén om att utveckla teknik för att kompensera de metanutsläpp som är svåra att eliminera, som forskarna också föreslår i tidningen.
Uppfödning av boskap, odling av ris och andra till synes väsentliga aktiviteter producerar gasen och de kommer sannolikt inte att försvinna. "Det är svårt för mig att se någon tid inom en snar framtid när metanutsläppen kommer att vara noll, " sa Jackson.
Han och hans kollegor kommer att fortsätta arbeta för att göra metankonverteringsteknik till verklighet, och de hoppas att deras tidning kommer att uppmuntra andra att också försöka.
Jackson sa att en del av hans motivation är symbolisk. Att återställa metankoncentrationerna till deras förindustriella nivåer erbjuder ett sätt att "reparera atmosfären, " sa han. Och det kan vara inspirerande.
"Föreställningen om att återställa atmosfären sänder ett budskap om hopp till människor, " sa han. "Jag skulle älska att se något sådant här hända under min livstid."
©2019 Los Angeles Times
Distribueras av Tribune Content Agency, LLC.