Voidaanko ilmaston lämpeneminen pysäyttää hiilidioksidipäästöjä leikkaamatta? • 1.2.2009puheenvuorot

Hannele Korhonen
vanhempi tutkija, aerosolifysiikan dosentti, Kuopion yliopisto

Ihmistoiminnan synnyttämät hiilidioksidipäästöt ilmakehään ovat kuluvan vuosikymmenen  aikana kasvaneet nopeammin kuin koskaan aikaisemmin. Kun poliittiset toimet päästöjen  rajoittamiseksi ovat ainakin toistaiseksi osoittautuneet hampaattomiksi, ovat paineet kehittää  vaihtoehtoisia keinoja ilmastonmuutoksen hidastamiseksi kasvaneet.

Viime vuosina onkin esitetty useita teknologisia keinoja, joiden avulla maapallon keskilämpötilan nousua voitaisiin pyrkiä hillitsemään siinäkin tapauksessa, etteivät kasvihuonekaasujen päästöt tule lähivuosikymmeninä radikaalisti pienentymään. Esitetyt keinot voidaan jakaa karkeasti kahteen pääryhmään: (1) menetelmiin, jotka pyrkivät poistamaan hiilidioksidia ilmakehästä ja siirtämään sen biologiseen tai geologiseen varastoon ja (2) menetelmiin, jotka pyrkivät pienentämään maanpintaan ja ilmakehään imeytyvän auringonsäteilyn määrää lisäämällä maapallolta avaruuteen heijastuvan lyhytaaltosäteilyn osuutta.

Hiilidioksidin poisto ja varastoiminen

Hiilidioksidin poistoon ja varastoimiseen perustuvia menetelmiä ovat esimerkiksi maailmanlaajuinen metsien (jälleen)istutus, merten biologisen pumpun voimistaminen lannoittamalla ravinneköyhiä vesialueita ja laajamittainen siirtyminen biopolttoaineisiin sekä niiden poltossa syntyvän hiilidioksidin varastoiminen esimerkiksi vanhoihin öljylähteisiin. Näiden menetelmien etuna on, että ne alentaisivat hiilidioksidin määrää globaalisti, eikä niiden ilmastonmuutosta ehkäisevä vaikutus siten rajoittuisi vain alueille, joissa menetelmät otettaisiin käyttöön. Lisäksi menetelmien avulla voitaisiin ehkäistä myös muita hiilidioksidipitoisuuden kasvun aiheuttamia ongelmia, sillä alhaisemmat pitoisuudet ilmassa vähentäisivät mm. hiilidioksidin liukenemista meriin ja siten lieventäisivät meriveden happamoitumisen aiheuttamia ekosysteemimuutoksia.

Käytännössä on kuitenkin epätodennäköistä, että millään näistä menetelmistä pystyttäisiin poistamaan hiilidioksidia ilmakehästä samalla nopeudella kuin ihmistoiminta sitä nykyisin ilmaan vapauttaa. Mikäli kaikki vuoden 1750 jälkeen hävitetyt metsät istutettaisiin uudelleen, sitoisivat ne optimistisenkin arvion mukaan vain noin kolmanneksen siitä määrästä, jolla ilmakehän hiilidioksidipitoisuus on teollistumisen seurauksena kasvanut. Sen sijaan fossiilisten polttoaineiden korvaaminen bioenergialla ja biomassan poltossa syntyvän hiilidioksidin talteenotto voisi teoriassa hidastaa hiilidioksidipitoisuuden kasvua hyvinkin merkittävästi. Viime vuosien ruokakriisi on kuitenkin tehnyt nopean siirtymän biopolttoaineiden laajamittaiseen käyttöön hyvin epätodennäköiseksi.

Maapallon heijastavuuden lisääminen

Auringonsäteilyn imeytymistä vähentäviä ja siten maapallon heijastavuutta kasvattavia keinoja on myös esitetty lukuisia. Auringonsäteilyä heijastavien linssien sijoittaminen avaruuteen vaikuttaisi koko maapallon ilmastoon, kun taas paikallisesti viilentäviä menetelmiä olisivat esimerkiksi merellisten alapilvien muuttaminen entistä valkoisemmiksi suihkuttamalla ilmaan merisuolahiukkasia ja maanpinnan heijastavuuden lisääminen esimerkiksi peittämällä laajoja aavikkoalueita valkoiseen muoviin.

Suurimman huomion tutkijoiden piirissä on kuitenkin toistaiseksi saanut ehdotus lisätä rikkiyhdisteitä ilmakehään noin 20 kilometrin korkeudelle. Menetelmä pyrkii jäljittelemään suuria räjähdysmäisiä tulivuorenpurkauksia, joiden aikana ilmakehän keskikerroksiin vapautuu valtavia määriä rikkidioksidia ja kaasukemian seurauksena syntyy auringonsäteilyä heijastavia pienhiukkasia. Esimerkiksi Filippiineillä vuonna 1991 tapahtuneen Mount Pinatubon purkauksen jälkeen maapallon keskilämpötila laski muutaman vuoden ajaksi noin puolella asteella. Tämän havainnon innoittamana on laskettu, että laajamittainen pienhiukkasten lisääminen kykenisi kumoamaan kasvihuonekaasujen lämmittävän vaikutuksen jopa kokonaan ja vielä ilman välittömiä päästöleikkauksia.

Toisaalta Mount Pinatubon purkaus toimii varoittavana esimerkkinä ilmakehän normaalin hiukkaspitoisuuden järkyttämisestä. Purkauksen jälkeisinä vuosina otsonikerros oheni selvästi rikkihiukkasten pinnalla tapahtuneiden klooria vapauttaneiden reaktioiden vuoksi ja onkin erittäin todennäköistä, että hiukkaspitoisuuden keinotekoinen lisääminen hidastaisi otsonikadosta toipumista useilla vuosikymmenillä. Lisäksi vähentäessään auringosta tulevan säteilyn imeytymistä ilmakehän eri osiin menetelmä saattaisi muuttaa radikaalisti sääilmiöitä useissa maapallon kolkissa. Viimeaikaiset ilmastomalleilla tehdyt simulaatiot ovat esimerkiksi herättäneet huolta siitä, että menetelmä vähentäisi kesämonsuunin aikaisia sateita Aasiassa ja Afrikassa ja siten vaikeuttaisi miljardien ihmisten ravinnontuotantoa.

Teoriassa hyvä, käytännössä ongelmallinen

Vaikka useita edellä luetelluista keinoista voitaisiin periaatteessa käyttää ainakin osaratkaisuna ilmaston lämpenemisen torjunnassa, on niiden käyttöönoton tiellä vielä lukuisia teknologisia, taloudellisia ja eettisiäkin esteitä. Menetelmiin liittyy paitsi monia tunnettuja todennäköisesti myös odottamattomia riskejä. Mikäli esimerkiksi suuri määrä öljylähteisiin varastoidusta hiilidioksidista syystä tai toisesta vapautuisi takaisin ilmakehään, aiheuttaisi se nopean ja rajun ilmastonmuutoksen, jonka seurauksia on vaikea arvioida. 

Samanlainen nopea ilmastonmuutos seuraisi, jos esimerkiksi rikkiyhdisteiden lisääminen ilmakehään loppuisi joko ilmitulleiden odottamattomien haittojen tai maailmanlaajuisen kriisin takia. Pienhiukkasverhoa pitäisi ylläpitää vuosisatoja.
Useimmat menetelmät ovat toistaiseksi lähinnä idean asteella, ja niiden vaatiman teknologian kehittäminen veisi vähintäänkin  vuosikymmenen – puhumattakaan valtavista summista rahaa. Lieneekin aiheellista pohtia, kannattaako  miljardeja euroja ja kymmenen vuotta parasta insinööritaitoa satsata teknologiaan, jonka avulla voidaan kuljettaa rikkiyhdisteitä 20 kilometrin korkeuteen vai teknologiaan, jonka avulla voidaan siirtyä fossiilisten polttoaineiden käytöstä uusiutuvaan energiaan.