En relativt enkel process kan hjälpa till att vända strömmen av klimatförändringarna samtidigt som det ger en sund vinst. Det är en av de hoppfulla visionerna som beskrivs i en ny Stanford-ledd tidning som lyfter fram en till synes kontraintuitiv lösning:att omvandla en växthusgas till en annan.

Studien, publiceras i Naturens hållbarhet den 20 maj, beskriver en potentiell process för att omvandla den extremt potenta växthusgasen metan till koldioxid, vilket är en mycket mindre potent drivkraft för global uppvärmning. Tanken på att avsiktligt släppa ut koldioxid i atmosfären kan verka förvånande, men författarna hävdar att byte av metan mot koldioxid är en betydande nettofördel för klimatet.

"Om det är fulländat, denna teknik kan återställa atmosfären till förindustriella koncentrationer av metan och andra gaser, " sa huvudförfattaren Rob Jackson, Michelle och Kevin Douglas Provostial Professor i Earth System Science vid Stanfords School of Earth, Energi- och miljövetenskap.

Grundtanken är att vissa källor till metanutsläpp – från risodling eller boskap, till exempel – kan vara mycket svårt eller dyrt att eliminera. "Ett alternativ är att kompensera dessa utsläpp genom borttagning av metan, så det finns ingen nettoeffekt på uppvärmningen av atmosfären, " sa studiemedförfattare Chris Field, Perry L. McCarty Direktör för Stanford Woods Institute for the Environment.

Ett problem och en möjlig lösning

Under 2018, metan - varav cirka 60 procent genereras av människor - nådde atmosfäriska koncentrationer två och en halv gånger högre än förindustriella nivåer. Även om mängden koldioxid i atmosfären är mycket större, Metan är 84 gånger mer potent när det gäller att värma upp klimatsystemet under de första 20 åren efter dess utsläpp.

De flesta scenarier för att stabilisera globala medeltemperaturer på 2 grader Celsius över förindustriella nivåer beror på strategier för att både minska den totala mängden koldioxid som kommer in i atmosfären och ta bort det som redan finns i atmosfären genom tillvägagångssätt som trädplantering eller underjordisk lagring. Dock, ta bort andra växthusgaser, speciellt metan, skulle kunna erbjuda ett kompletterande tillvägagångssätt, enligt studiens författare, som pekar på gasens överdimensionerade inverkan på klimatet.

De flesta scenarier för att avlägsna koldioxid förutsätter vanligtvis hundratals miljarder ton borttagna under decennier och återställer inte atmosfären till förindustriella nivåer. I kontrast, Metankoncentrationerna skulle kunna återställas till förindustriella nivåer genom att ta bort cirka 3,2 miljarder ton av gasen från atmosfären och omvandla den till en mängd koldioxid som motsvarar några månaders globala industriella utsläpp, enligt forskarna. Om det lyckas, tillvägagångssättet skulle eliminera ungefär en sjättedel av alla orsaker till global uppvärmning hittills.

Metan är utmanande att fånga från luft eftersom dess koncentration är så låg. Dock, författarna påpekar att zeolit, ett kristallint material som huvudsakligen består av aluminium, kisel och syre, kan i huvudsak fungera som en svamp för att suga upp metan. "Den porösa molekylära strukturen, relativt stor yta och förmåga att ta emot koppar och järn i zeoliter gör dem till lovande katalysatorer för att fånga upp metan och andra gaser, sade Ed Solomon, Monroe E. Spaght professor i kemi vid Institutionen för humaniora och vetenskap.

Hela processen kan ta formen av en gigantisk grej med elektriska fläktar som tvingar luft genom tumlande kammare eller reaktorer fulla av pulveriserade eller pelletiserade zeoliter och andra katalysatorer. Det fångade metanet kan sedan värmas upp för att bilda och frigöra koldioxid, föreslår författarna.

En lönsam framtid

Processen att omvandla metan till koldioxid kan vara lönsam med ett pris på koldioxidutsläpp eller en lämplig policy. Om marknadspriserna för koldioxidkompensationer stiger till 500 USD eller mer per ton detta århundrade, som förutsägs av de flesta relevanta bedömningsmodeller, varje ton metan som tas bort från atmosfären kan vara värt mer än $12, 000.

En zeolituppsättning ungefär lika stor som en fotbollsplan skulle kunna generera miljontals dollar per år i intäkter samtidigt som den avlägsnar skadlig metan från luften. I princip, forskarna hävdar att metoden att omvandla en mer skadlig växthusgas till en som är mindre potent också kan gälla andra växthusgaser.

Även om det kan tyckas osannolikt att minska växthusgaserna i atmosfären till förindustriella nivåer inom en snar framtid, forskarna hävdar att det skulle kunna vara möjligt med strategier som dessa.