Is klimaatverandering een en al verdoemenis? Hier komen de stabilisatieschijfjes Understand article

Vertaald door Dave Lommen. Hoe kunnen we de klimaatverandering aanpakken? Met technologieën en activiteiten die al bestaan – zoals Dudley Shallcross en Tim Harrison uitleggen.

Figuur met dank aann
Kellermeister / pixelio.de

Wanneer ze over klimaatverandering horen, worden leerlingen en de rest van de bevolking al gauw moedeloos: als mondiale catastrophes onafwendbaar zijn, waarom zouden we dan over oplossingen praten? Maar wanhoop niet: er zijn manieren om een van de belangrijkste oorzaken van klimaatverandering aan te pakken: kooldioxide (CO2). In dit artikel maken we gebruik van de ideeën van twee leidende klimaatwetenschappers (Pacala & Socolow, 2004; Socolow & Pacala, 2006) om de uitstoot van kooldioxide te stabiliseren met gebruikmaking van bestaand technologieën. Vervolgens geven we wat ideeën over hoe dit onderwerp op school te gebruiken.

De uitdaging

Figuur 1 (beneden) geeft aan hoe de mondiale uitstoot van kooldioxide de afgelopen 50 jaar is toegenomen en hoe deze de komende 50 jaar zal veranderen, vooral gebaseerd op veranderingen in de wereldbevolking. Kooldioxide-emissie is gedefinieerd als de massa koolstof die uitgestoten wordt als CO2. De voorspelling is dat, als we niets ondernemen, in 2055 de mondiale uitstoot is verdubbeld tot 14 gigaton koolstof (GtC; 1 Gt = 109 t).

Figuur 1: Historische, huidige
en voorspelde niveaus van
kooldioxide-uitstoot
(gemodelleerd in 2005). Klik
op de afbeelding om te
vergroten

Figuur met dank aann Pacala
en Socolow

Dit geeft een niveau kooldioxide in de atmosfeer die drie keer zo hoog ligt als voor de Industriële Revolutie. Onze planeet heeft de afgelopen 30 miljoen jaar nooit zo’n hoog niveau (ongeveer 850 ppm, parts-per-million, delen per miljoen) gehad en er wordt voorspeld dat het een verhoging van de gemiddelde temperatuur van het aardoppervlak van 1 tot 5 °C tot gevolg heeft.

Figuur 2: Hoe
stabilisatieschijfjes het
huidige niveau van
koolstofemissie zouden
kunnen handhaven. Klik op
de afbeelding om te
vergroten

Figuur met dank aann Pacala
en Socolow

Is het onafwendbaar? Pacala en Socolow denken van niet. Zij stellen voor dat we proberen de koolstofuitstoot te handhaven op het huidige niveau van 7 GtC per jaar en aangezien er niet één bepaalde methode is waarmee dit kan, hebben ze het idee van de stabilisatieschijfjes uitgevonden.

Een schijfje stelt een activiteit of technologie voor die de emissie van koolstof in de atmosfeer vermindert; de reductie begint vandaag op het niveau nul en steigt lineair, totdat het over 50 jaar zorgt voor een reductie van voorspelde uitstoot van 1 GtC per jaar (Figuur 2).

Over 50 jaar levert het totaal van een schijfje dan een reductie van voorspelde uitstoot van 25 GtC op. Een combinatie van zeven schijfjes is voldoende om Pacala en Socolows doel te bereiken: een jaarlijkse uitstoot van 7 GtC in 2055 en niet de voorspelde 14 GtC.

Omdat het model aanneemt dat we in het jaar 2005 starten, zijn er nu minder dan 50 jaar over om de verminderingen te bereiken, maar de concepten werken nog steeds.

Hoe kunnen we een schijfje besparen?

Figuur met dank aann Wendell;
bron: Flickr
  1. Efficiëntere auto’s. Volgens de voorspellingen zijn er in 2055 twee miljard (2 x 109) auto’s in gebruik, vier keer zo veel als nu. Als ze gemiddeld 16.000 km per jaar rijden (zoals nu), maar slecht 4,7 l benzine per 100 km gebruiken in plaats van 9,4 l (zoals nu), dan bespaart dit een schijfje koolstof.
  1. Lager auto-gebruik: we kunnen een schijfje besparen als de auto’s in 2055 gemiddeld geen 16.000, maar 8.000 km per jaar rijden, uitgaande van twee miljard auto’s die net zo efficiënt zijn als nu.
Figuur met dank aann sassi /
pixelio.de

Beide opties besparen meer dan een schijfje als het aantal auto’s dat in 2055 in gebruik is lager is dan voorspeld. Het aantal benodigde auto’s kan bijvoorbeeld omlaag als er meer gebruik wordt gemaakt van telecommunicatie (zoals web conferencing en thuiswerken) en het openbaar vervoer.

  1. Efficiëntere gebouwen: er kan veel bespaard worden. Het vervangen van alle gloeilampen in de wereld door fluorescentielampen levert bijvoorbeeld een kwart schijfje op. Nog grotere besparingen zijn mogelijk op het gebied van verwarming en koeling. Om een heel schijfje te besparen moeten we de koolstofemissie van gebouwen met 25% omlaag brengen.
  1. Efficiëntere energiecentrales: centrales die werken op kolen hebben een efficiency van 32% en zijn verantwoordelijk voor 25% van alle koolstofemissie. Het verhogen van de efficiency tot 60%, b.v. door het gebruik van brandstofcellen of betere turbines, zou een besparing van een half schijfje opleveren als de hoeveelheid op kolen gebaseerde elektriciteit gelijk blijft.
Figuur met dank aann
designritter / pixelio.de
  1. Decarbonisatie van elektriciteit en brandstof: de koolstofemissie van aardgascentrales is bijvoorbeeld maar de helft van die van kolencentrales. Een schijfje kan bespaard worden als 1400 GW die nu uit kolen komt in 2055 uit aardgas gehaald wordt.
  2. Een groter gebruik van hernieuwbare, niet-fossiele energiebronnen, zoals kernsplijting, windenergie, fotovoltaïsche cellen en biobrandstoffen.
Figuur met dank aann Timo
Newton-Syms; bron: Flickr
  • Voor een windenergie-schijfje is een windpark ter grootte van Duitsland nodig.
  • Voor een fotovoltaïsch schijfje is een park van fotovoltaïsche cellen nodig met een oppervlak van ongeveer 12 keer de metropool Londen, Verenigd Koninkrijk.
  • Voor een schijfje van eerste-generatie biobrandstoffen moeten we biobrandstoffen over een gebied ter grootte van India planten.

Al deze opties zijn gebaseerd op hedendaagse technologieën en sommige kunnen dus misschien nog grotere besparingen opleveren als de technologie verbetert. Er zijn ook conservatieve mogelijkheden om schijfjes te besparen, waarvoor geen moderne technologie nodig is:

Figuur met dank aann
Paul-Georg Meister / pixelio.de
  1. Ontbossing: eliminatie van het volledig rooien van primaire tropishce bossen over de komende 50 jaar levert een half schijfje op. Nog een half schijfje kan verdiend worden als over de komende 50 jaar 250 miljoen hectare aan tropisch land 400 miljoen hectare gematigd land herbebost wordt (momenteel beslaan tropische en gematigde bossen respectievelijk 1500 en 700 mijoen hectare).
  2. Bodembeheer: het omzetten van bos of natuurlijk grasland in landbouwgrond verarmd de bodem door jaarlijkse grondbewerking. Dit versnelt de decompositie van opgeslagen koolstof en brengt deze terug in de atmosfeer. Men denkt dat op deze manier 55 GtC (2 schijfjes) aan koolstof in de atmoseer is gebracht. Momenteel wordt op slechts 110 miljoen van in totaal 1600 miljoen hectare landbouwgrond conservatieve grondbewerking toegepast, waarbij de bodem niet verarmt. Voorbeelden van conservatieve grondbewerking omvatten erosie-beheersing, het aanplanten van gewassen om het land vruchtbaarder te maken en het boren van zaden zonder te ploegen. Als alle landbouwgrond conservatief bebouwd wordt, kunnen we een half tot een heel schijfje besparen.

Meer vegetarianisme en daardoor een lager niveau van vleesindustrie reduceert ook de emissie van koolstof (en methaan).

 

Klas-activiteiten

De uitstoot van kooldioxide en maatregelen om deze te reduceren zullen de jongere generatie meer raken dan hun docenten of de schrijvers. Dit is daarom een belangrijk onderwerp voor de scholen. Het kan gebruikt worden voor verschillende individuele, groeps- or klas-activiteiten.

  • Kies een koolstof-besparende activiteit of technologie en maak een poster of geef een presentatie voor de rest van de klas om uit te leggen hoe het werkt en hoe het de hoeveelheid koolstof in de atmosfeer omlaag kan brengen.
  • Onderzoek hoe je de benodigde zeven schijfjes zou besparen. Welke oplossingen zou je kunnen gebruiken? Welke consequenties heeft dat voor de bevolking?
  • Als er slechts drie koolstof-besparende activiteiten of technologieën geïmplementeerd zouden kunnen worden, welke zou je dan kiezen en waarom?
  • Eén koolstof-reducerend idee is om mensen van onder de 24 te verbieden om auto te rijden. Bespreek de voor- en nadelen.
  • Bespreek de invloed die een bepaalde koolstof-besparende technologie op ecosystemen heeft.
  • Welke koolstof-besparende oplossingen kun je thuis en op school toepassen? Onderzoek de kosten van verschillende voorzieningen op je school (b.v. elektriciteit, aardgas, butaan, propaan en benzine) en de besparingen die gedaan kunnen worden door groene energie-methodes die je school kan toepassen.
  • Zouden de inwoners van alle landen op dezelfde manier koolstof moeten besparen? Of zouden ontwikkelde en ontwikkelings-landen verschillende behandeld moeten worden?
  • Wat vind je van het idee van stabilisatie-schijfjes? Is het voldoende om te mikken op een koolstof-emissie in 2055 dat op hetzelfde niveau ligt als nu, of zouden we verder moeten gaan? Is dat haalbaar? Zo ja, hoe?
  • Schrijf een werkstuk van 250 woorden voor je grootouders waarin je uitlegt waarom het nodig is om de uitstoot van koolstof te beperken en wat zij eraan kunnen doen.

 

Download

Download this article as a PDF

References

Web References

  • w1 – Zie voor meer informatie over Stephen Pacala en Robert Socolows werk de website van het Carbon Mitigation Initiative van Princeton University, V.S.: http://cmi.princeton.edu

Resources

Author(s)

Dudley Shallcross is een professor in de atmosferische chemie en Tim Harrison is de directeur van outreach en een school teacher fellow aan Bristol ChemLabS, Universiteit van Bristol, Verenigd Konikrijk.


Review

Klimaatverandering en de productie van kooldioxide door mensen zijn bekende onderwerpen in de wetenschappelijke en milieu-gerelateerde curricula in Europa en daarbuiten. De noviteit in dit artikel zit hem in de voorgestelde aanpak, geïnspireerd door het Carbon Mitigation Initiative van Princeton University, V.Sw1. Docenten kunnen hun leerlingen een inleiding geven in het idee van stabilisatieschijfjes, manieren om de uitstoot van kooldioxide te verminderen met hedendaagse technologie, met de hulp van de voorgestelde activiteiten of het bordspel. Het kan leerlingen (en hun gezinnen) ook motiveren om energie te besparen en de productie van kooldioxide in het dagelijks leven te verminderen.

Dit artikel kan gebruikt worden om diverse onderwerpen aan te kaarten: het broeikaseffect en klimaatverandering, atmosfaire chemie, natuurlijke bronnen, energieproductie en –beleid, ecologie, actief burgerschap en vele andere. De links met veel verschillende onderwerpen maken van dit artikel ook een potentieel startpunt voor interdisciplinaire activiteiten.


Giulia Realdon, Italië




License

CC-BY-NC-ND