znanost-zgodba 29.12.2021 9:00

Prehod v brezogljično družbo je vprašanje preživetja civilizacije

Ljubljana, 29. decembra - Problematika podnebnih sprememb se je v zadnjih letih prebila v ospredje javne debate, čemur so botrovali tako relativno enotno stališče stroke do tega vprašanja kot tudi sami pojavi izrednih vremenskih razmer. Številni, med njimi tudi profesor Martin Čopič, verjamejo, da je rešitev te problematike in prehod v brezogljično družbo nujen, če se želimo izogniti propadu civilizacije, kot jo poznamo.

Kitajska, Shenyang.
Onesnažen zrak, smog, podnebje.
Foto: Xinhua/STA
Arhiv Xinhua/STA

Ljubljana.
Prof. dr. Martin Čopič.
Foto: Tamino Petelinšek/STA
Arhiv STA

Mehanizem, ki privede do t.i. učinka tople grede, izhaja iz korelacije med izpusti ogljikovega dioksida in segrevanjem ozračja. Sončna energija segreva planet, velik del te energije se pretvori v infrardeče oz. toplotno sevanje, ki planet zapušča. Atmosfera del tega infrardečega sevanja absorbira in usmerja nazaj na površje, zaradi česar je povprečna temperatura planeta okoli dvajset stopinj Celzija, razlike med dnevom in nočjo pa relativno majhne.

Ogljikov dioksid, vodna para, metan in drugi plini v atmosferi močno absorbirajo infrardeče oz. toplotno sevanje. Največ ga absorbira vodna para, posebnost CO2 pa je, da sevanje absorbira v območju valovnih dolžin, kjer ga vodna para več ne. Posledično se več toplotnega sevanja vrne na tla, saj atmosfera zaradi večje vsebnosti ogljikovega dioksida deluje kot boljši toplotni izolator.

S klimatskimi modeli do zanesljivih scenarijev prihodnosti

Raziskave so pokazale, da je bila v zadnjih 2000 letih globalna temperatura površja relativno konstantna do približno 16. stoletja, nato je začela padati. Zaradi tega je stroka še na začetku prejšnjega stoletja verjela, da se bliža nova ledena doba. A zbrane meritve od leta 1850 do danes kažejo, da se je v zadnjih 200 letih trend hlajenja ne le ustavil, temveč tudi drastično obrnil.

Da je med tem porastom temperature in povečanjem količine ogljikovega dioksida v ozračju neposredna povezava, zaslužni profesor na Fakulteti za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani Martin Čopič ne dvomi. Kot je povedal v okviru javnih predavanj Univerze v Ljubljani, prav tako ne dvomi, da je za povečanje CO2 v ozračju krivo človeštvo, saj se je povečanje zgodilo v zadnjih 150 letih intenzivnega industrijskega razvoja. A navkljub temu, da je v znanstvenih krogih to jasno že 40 let, so bili izpusti v zadnjih 30 letih večji kot kdajkoli prej.

Kot orodje za bolj podrobno analizo vpliva CO2 na klimo raziskovalci danes uporabljajo klimatske modele. Te zapletene računske operacije predpostavijo scenarije gibanja koncentracije CO2 ter skušajo čim podrobneje upoštevati znane vplive, kot so morje, oblaki ter različne površine kopnega.

Pet standardiziranih scenarijev, uporabljenih v klimatskih modelih, predvideva različne ravni gibanja koncentracije CO2 v prihodnjih desetletjih. Najbolj optimističen scenarij (SSP1) predpostavlja skoraj popolno ukinitev izpustov CO2 do leta 2050, kar bi pripeljalo do še vedno sprejemljivega dviga globalne temperature za 1,6 stopinje Celzija v srednjem roku ter majhnega znižanja temperature do leta 2100.

Najbolj pesimističen scenarij (SSP5) predpostavlja, da bodo izpusti še naprej rasli s trenutno hitrostjo. To bi že na srednji rok, okoli leta 2060, pripeljalo do dviga temperature za 2,4 stopinje Celzija. Do leta 2100 bi dvig temperature znašal 4,4 stopinje Celzija, kar lahko že resno ogrozi zmožnost človekovega bivanja na planetu.

Tudi po srednjem scenariju, ki predpostavlja začetek zmanjševanja izpustov leta 2050 ter srednjeročni dvig temperature za dve stopinji Celzija bodo posledice za vsakdanje življenje zelo resne. Ekstremni vročinski valovi bodo pogosti, nekje bodo hude suše, drugje hude poplave, nekateri predeli planeta lahko postanejo povsem neprimerni za življenje. Zaradi taljenja ledu na polih se bo dvignila morska gladina, kislost oceanov pa se bo zvišala, kar bo vodilo do izumrtja številnih vrst.

Spremembe v ozračju s seboj prinašajo tudi družbene spremembe

Čopič verjame, da so poleg posledic v biosferi neizogibne tudi družbene posledice, ki pridejo z njimi. "Poslabšanje življenjskih pogojev v določenih predelih sveta lahko vodi v preseljevanja razsežnosti, kot jih zgodovina še ni videla. Do leta 2100 se lahko na področjih, neprimernih za življenje, znajde od ene do štirih milijard ljudi, odvisno od scenarija. To lahko privede do naraščanja konfliktov, žal nenazadnje tudi povečanja nevarnosti uporabe jedrskega orožja," opozarja.

Prepričan je, da je zato ključnega pomena, da za doseg ničnih izpustov CO2 uporabimo vse trenutno dosegljive čiste in obnovljive načine pridobivanja primarne energije. Med energetskimi viri gre tu predvsem za sončno in vetrno energijo. Vodna energija je v veliki meri že uporabljena, svet pa se verjetno ne bo mogel izogniti uporabi jedrske energije navkljub zadržkom dela javnosti do nje. Tudi geotermalna energija ima relativno omejeno uporabo, biogoriva in izkoriščanje zemeljskega plina pa bodo morala delovati ogljično nevtralno ter skupaj s tehnologijami zajemanja in shranjevanja CO2.

Povečanje obsega čistih in obnovljivih virov primarne energije se mora zgoditi na račun popolnega izkoreninjenja uporabe fosilnih goriv, kot sta premog in nafta. V tem obziru je elektrifikacija ključnega pomena in to na vseh področjih, kjer je mogoča.

Med možne tarče elektrifikacije sodijo denimo avtomobili in javni prevoz, toplotne črpalke za ogrevanje stavb ter številni industrijski procesi. Raziskave so pokazale, da lahko takšni ukrepi že pri enaki končni porabi za skoraj tretjino zmanjšajo globalno rabo primarne energije. Verjetno pa bi morali za uspešno izvedbo takšnega prehoda proizvesti več električne energije, kot je sedaj.

Ob tem je treba imeti v mislih, da določenih procesov in dejavnosti ni mogoče elektrificirati. Industrijski procesi, kot so jeklarstvo in proizvodnja cementa, letalski in ladijski promet, ter težji tovorni promet nasploh tudi sami proizvedejo precej izpustov.

Rešitve so dosegljive, a zahtevajo veliko truda in sodelovanja

Nekatere izmed teh problemov je mogoče rešiti z uporabo vodika, sintetičnega metana in drugih tekočih sintetičnih goriv, ki so pridobljena s primarno električno energijo. Proizvodnja sintetičnih goriv tudi potrebuje CO2, pri čemer ga lahko jemlje iz atmosfere, potencialno tudi tistega, proizvedenega ob uporabi naravnega metana ali proizvodnji cementa. Trenutno je glavna ovira predvsem tehnološka in finančna zahtevnost tega procesa.

Poleg proizvodnje so izzivi tudi na področju distribucije. Neenakomerna porazdelitev obnovljivih virov zahteva namreč precejšnje povečanje električnih omrežij za prenos na velike razdalje. Razpršena uporaba sončnih celic bo zahtevala prenovo lokalnih električnih omrežij, podobno bo s polnilnimi mrežami za električna vozila.

Med ukrepi, ki niso neposredno povezani z elektrifikacijo, je tudi nujnost zmanjšanja izpustov v kmetijstvu, predvsem živinoreji, ter s tem neposredno povezano znižanje potrošnje mesa v prehrani. Prav tako pomembna je zaustavitev krčenja gozdnih površin, saj so gozdovi nenadomestljiv porabnik CO2 iz atmosfere.

Stroški investicije v prehod, ki bi vključeval opisane in tudi druge rešitve, so trenutno ocenjeni med dva in tri odstotke svetovnega bruto družbenega proizvoda (BDP). Trenutna vlaganja so precej nižja in se gibljejo okoli 0,7 odstotka BDP.

Martin Čopič je svoje predavanje zaključil z mislijo, da ne smemo pozabiti, da je podnebna kriza globalna ter da mora biti zeleni prehod pravičen in ob podpori bogatih držav zmanjšati svetovno neenakost. Prepričan je, da prehod v brezogljično družbo ni ekonomsko vprašanje temveč vprašanje preživetja človeške civilizacije.