La geoingeniería es sorprendentemente económica

Apr 26, 2023

A pesar de décadas de advertencias y acuerdos climáticos internacionales, las emisiones globales de carbono siguen aumentando. Las emisiones de carbono parecen un gigante imparable a medida que los humanos hambrientos de energía siguen reproduciéndose y persiguiendo estilos de vida más prósperos. Reducir las emisiones no será suficiente para enfrentar la crisis climática; necesitamos soluciones adicionales.

La geoingeniería, también llamada ingeniería climática, podría ser la solución que buscamos. Pero, ¿es financieramente factible?

La geoingeniería incluye dos amplias categorías de métodos para hacer frente al cambio climático. Uno es la eliminación de dióxido de carbono y el otro es el manejo de la radiación solar. La captura de carbono, la captura directa de aire y la meteorización acelerada eliminan el dióxido de carbono. El brillo de las nubes, la inyección de aerosoles en las nubes y las sombras solares son métodos para controlar la radiación solar.

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La geoingeniería es un tema polémico. Muchas personas tienen miedo de jugar con la naturaleza de esta manera. El potencial de consecuencias impredecibles causa preocupación en la mente de muchas personas. A muchos les parecen extremos.

Pero ya sea que sean potencialmente extremos o no, es posible que no haya forma de evitarlos por completo. Esto se debe a que incluso si surgen varias soluciones y reducimos significativamente nuestras emisiones de carbono, eso no cambia el hecho de que hay teratones de carbono en la atmósfera que permanecerán allí mucho después de que reduzcamos nuestras emisiones. La Tierra seguirá calentándose. Necesitamos una forma de lidiar con el calentamiento continuo de la Tierra incluso después de reducir nuestras emisiones.

Las personas en el este de Canadá o el noreste de los Estados Unidos se enfrentan a la realidad de la crisis climática en este momento. El humo de una intensa y temprana temporada de incendios forestales en Canadá está cubriendo algunas de las ciudades más grandes de Estados Unidos con un humo espeso y peligroso. Se pospusieron vuelos, se cancelaron eventos deportivos, las escuelas están teniendo problemas y las autoridades instan a las personas a permanecer en sus casas para proteger su salud. Estamos viviendo a través de los pronósticos que los científicos hicieron hace décadas.

Entonces, ¿qué podemos hacer?

Casey Handmer es el fundador de Terraform Industries, una empresa que se enfoca en el uso de energía solar para extraer carbono de la atmósfera y usarlo como combustible. Lo llaman 'Síntesis de hidrocarburos atmosféricos a escala giga'.

"Terraform Industries está escalando la tecnología para producir gas natural barato con luz solar y aire", dice su sitio web a modo de presentación. “Estamos comprometidos a reducir el flujo neto de CO2 de la corteza a la atmósfera lo más rápido posible. A medida que la energía solar se vuelve más barata, llegará un momento en que será más barato obtener carbono de la atmósfera que un pozo de petróleo. Ese momento es ahora. "

Handmer tiene un doctorado. en astrofísica de CalTech y ha publicado trabajos y artículos sobre diversos temas. En su blog, Handmer escribe sobre exploración espacial y diferentes aspectos de la tecnología. Gran parte de su escritura se centra en la tecnología que afecta las emisiones de carbono de una forma u otra. Recientemente, escribió sobre ingeniería climática en una publicación titulada "¡No debemos permitir que la Tierra se sobrecaliente!"

Handmer hace una distinción crítica entre el CO2 heredado y las nuevas emisiones en su artículo. Es optimista de que podemos reducir las emisiones al descarbonizar nuestros sistemas de energía. La tecnología que está desarrollando en Terraform Industries es una forma de reducir nuestras emisiones. Su sistema genera combustibles a base de carbono a partir del CO2 atmosférico, en lugar de los combustibles fósiles de la corteza terrestre.

Una vez que lleguemos a un lugar donde nuestras emisiones dejen de aumentar y comiencen a disminuir, estaremos en una situación mucho mejor. Podemos hacer una pausa para tomar un respiro y reconocer nuestra capacidad colectiva para hacer frente al cambio climático. Pero aún queda el problema de todo ese carbono heredado en la atmósfera y todo el daño que causará. Las plantas pueden absorber algo y la intemperie puede eliminar algo, pero esos procesos toman tiempo y tienen limitaciones.

En su publicación de blog, Handmer hace la pregunta que todos deberíamos hacer.

"¿Cómo mantenemos el mundo fresco durante las próximas décadas mientras actualizamos nuestra industria a un mundo post-carbono y aumentamos la eliminación de CO2?"

Aquí es donde Handmer hace su punto sobre la ingeniería climática. La Tierra seguirá calentándose incluso después de que reduzcamos nuestras emisiones y tendremos que hacer algo. Dejando de lado, por ahora, el debate sobre si debemos o no adoptar la ingeniería climática, Handmer profundiza en el costo de la ingeniería climática.

"El combustible sintético se ocupa de las nuevas emisiones de CO2, y dos tipos específicos de geoingeniería pueden ocuparse del calentamiento heredado de una manera que salvaguarda el bienestar de nuestro planeta para las generaciones futuras y detiene la hemorragia durante las próximas dos décadas cruciales mientras hacemos el trabajo ", escribe Handmer.

Los dos tipos a los que se refiere son la intemperie mejorada y la gestión de la radiación solar.

La meteorización mejorada es tomar algo que sucede naturalmente y diseñarlo para que sea más efectivo. A veces se le llama meteorización acelerada, pero es confuso porque la meteorización acelerada es un tipo de prueba asociada con la ingeniería y la industria.

En la Tierra, los minerales de carbonato y silicato se combinan con el agua de lluvia y el agua subterránea para formar ácido carbónico. El ácido carbónico es inofensivo para las plantas y los animales. Pero tiene un efecto nocivo sobre las rocas. El ácido entra en contacto con los minerales y forma iones de carbonato en el agua. Luego, los minerales, los iones y el agua se recombinan. El resultado final son minerales alterados que ahora contienen más carbono atmosférico. Esta acción es una parte clave del ciclo del carbono de la Tierra, ya que saca el carbono atmosférico de la circulación y lo secuestra en la roca, que finalmente se entierra en el fondo del océano y se subduce al manto.

La meteorización mejorada aumenta el área de superficie entre el ácido carbónico y la roca para que la química natural que elimina el carbono de la atmósfera tenga un área más grande para trabajar. Ciertos minerales son más susceptibles a esta meteorización, por lo que eliminan más carbono atmosférico más rápidamente. En la meteorización mejorada, estos minerales se extraen, se trituran para aumentar su área de superficie y luego se dejan expuestos. La actividad química natural de la Tierra se encarga del resto.

Las rocas deseadas se denominan rocas máficas, que contienen cantidades significativas de magnesio y hierro. El basalto es una roca máfica común y extendida.

"Hay muchas maneras de hacer esto, pero la más fácil y económica parece ser triturar un par de montañas volcánicas tropicales y verter la harina de roca resultante en los océanos cálidos y poco profundos", escribe Handmer. "El polvo de roca flota durante unas semanas absorbiendo CO2 antes de hundirse, secuestrando permanentemente el CO2".

Otras formas incluyen la extracción, trituración y esparcimiento en los campos de cultivo. Esto tiene el beneficio adicional de mejorar el suelo. Ya extraemos, trituramos y esparcimos cosas como potasa y fósforo en nuestros campos agrícolas, por lo que esto no es un gran salto.

En la granja Bowles, 6 acres de polvo de roca (metabasalto) agregados al suelo de tierras de cultivo, proyecto de captura de CO2 a gran escala en marcha, ¡40 acres más por terminar! @ucdavis @UCDavisJMIE pic.twitter.com/Ub2WoCiLfJ

Pero una parte fundamental de la lucha contra el cambio climático es el gasto.

En su blog, Handmer se refiere al trabajo de Campbell Nilsen, un investigador independiente en los EE. UU. Según los cálculos de Nilsen, el costo de implementar una meteorización mejorada es de aproximadamente $20/T-CO2. Si hay dos teratones de exceso de CO2 en nuestra atmósfera, la meteorización mejorada puede eliminar un teratón por alrededor de $ 400 mil millones de dólares por año, durante los próximos cuarenta años. El resultado sería un nivel de CO2 atmosférico de 350 ppm. (Actualmente estamos en 421). Por supuesto, el valor de este cálculo depende de que estabilicemos y reduzcamos nuestras nuevas emisiones.

Handmer también habla de la otra categoría de geoingeniería: la gestión de la radiación solar. En el escenario en el que reducimos nuestras emisiones e implementamos una mejor meteorización, la Tierra aún se calentará más. Eso podría generar muchos problemas, y el peor podría ser la hambruna masiva. Si permitimos que la Tierra se caliente tanto que los cultivos sufran una incapacidad generalizada para crecer, entonces las cosas se pondrán feas para la humanidad. Todos queremos evitar esa caja de pandora del sufrimiento, con todos sus efectos impredecibles, incluida la guerra.

"¿Cómo mantenemos el mundo fresco durante las próximas décadas mientras actualizamos nuestra industria a un mundo post-carbono y aumentamos la eliminación de CO2?" pregunta Handmer.

Aquí es donde las cosas pueden ponerse difíciles en la discusión civilizatoria sobre el clima de la Tierra y qué hacer al respecto. Minar, triturar y esparcir rocas en los campos es algo que la gente puede comprender fácilmente. ¿Pero bloquear el Sol? Eso suena como un tropo de supervillano.

Pero podría ser necesario, y eso es algo con lo que todos tenemos que lidiar si realmente queremos evitar el sufrimiento. Si hace que aumente su ira, es posible que deba clasificar esas emociones. Los hechos y la claridad pueden ayudar.

"No nos sirve de nada mantenernos estables a 350 ppm para 2060 si ya hemos perdido Groenlandia, la capa de hielo de la Antártida Occidental y 7 m + 4 m de costa, respectivamente", escribe Handmer. Tiene razón, por supuesto, y aquí es donde entra en juego el manejo de la radiación solar. "Lo que necesitamos es un torniquete a corto plazo para reducir el calentamiento global mientras le damos tiempo a las soluciones a largo plazo para que funcionen".

El manejo de la radiación solar es el torniquete a corto plazo, una especie de primeros auxilios para el clima. Existen múltiples métodos propuestos para gestionar la radiación solar. En la parte superior de la lista, y en la atmósfera, están las nubes. "En conjunto, la característica más reflectante de la Tierra son sus nubes, que reflejan parte de la luz del Sol hacia el espacio", escribe Handmer.

El método más conocido de ingeniería solar es la inyección de aerosoles estratosféricos (SAI). Esto implica introducir aerosoles en la estratosfera, probablemente con globos atados, para hacer que la atmósfera superior sea más reflectante.

No se necesita una gran cantidad de aerosoles de sulfato para producir el efecto deseado. Un efecto secundario serían atardeceres y amaneceres más vívidos. Instagram nunca volvería a ser lo mismo.

Algunas personas encuentran esta idea muy molesta, pero generalmente no porque la hayan investigado. A menudo, la gente retrocede ante la idea de "jugar con la naturaleza" de esta manera. Realmente no puedes culparlos, porque algunas de nuestras otras intervenciones han causado problemas.

Pero aquí es donde estamos. No hay vuelta atrás. Nos advirtieron hace décadas, y ahora estamos viviendo los resultados de nuestra incapacidad colectiva para prestar atención a esas advertencias. A veces las soluciones nos incomodan, pero hay un precedente para esta.

SAI es exactamente lo que hacen los volcanes. La erupción del Monte Pinatubo en 1991 inyectó alrededor de 17.000.000 t de aerosoles a la atmósfera. Bajó la temperatura global en 0,5 C durante un año.

Handmer expone algunos de los hechos sobre SAI que muchos podrían no conocer.

Por un lado, los aerosoles de sulfato no se quedan por mucho tiempo. Después de uno a tres años, llueven fuera de la atmósfera. Por lo tanto, son fáciles de implementar y monitorear. "Como regla general aproximada, 1 g de SO2 estratosférico compensa el calentamiento de 1 T de CO2 durante 1 año", explica Handmer, lo que parece un buen negocio.

Handmer menciona la startup Make Sunsets, que ya está utilizando globos meteorológicos para inyectar sulfatos en la estratosfera, aunque las cantidades son triviales. Cualquiera puede participar, y el esfuerzo muestra cuán factible es.

Al igual que la meteorización mejorada, SAI no es costoso, considerando lo que está en juego. De hecho, es mucho más barato.

"1 kg de SO2 compensa 1000 T de CO2 durante 1 año. Con una mayor resistencia a la intemperie, 1000 T de CO2 costaría al menos 20 000 USD, y los métodos de secuestro DAC+ existentes actualmente cuestan más de 1 millón de dólares. ¡35c! Ahora vamos a estamos hablando", escribe Handmer. (DAC significa Direct Air Capture, otro método para eliminar el carbono de la atmósfera).

Handmer hace algunos cálculos más que muestran que si solo 10,000 personas en todo el mundo estuvieran dispuestas a gastar $2,000 cada una, SAI con globos podría compensar el calentamiento por CO2 hasta que controlemos las emisiones y el secuestro.

Yendo más profundo, calcula lo que costaría usar SAI para compensar un teratón de exceso de CO2 en la atmósfera. Él dice que costaría $ 350 millones por año. "Esto cuesta menos del 0,1% anual del programa de 40 años para secuestrar un billón de toneladas de CO2", escribe Handmer, y usaría solo el 5% de la producción anual de azufre de EE. UU.

Los lectores entusiastas que busquen un poco encontrarán que los aerosoles de sulfato causan lluvia ácida, lo que parecería descalificarlo como una solución. "¡Científicos estúpidos!" algunos pensarán. "¡Cómo pueden ser tan malvados!" Como si las personas que intentan encontrar soluciones para evitar el sufrimiento fueran supervillanos.

Pero la lluvia ácida con la que estamos familiarizados provino de chimeneas industriales, no de aerosoles estratosféricos. ¿La diferencia? Altitud, cantidad y concentraciones.

Existen regulaciones estrictas sobre las emisiones de sulfato a nivel del suelo porque crean concentraciones de lluvia ácida en un área. Los sulfatos de las chimeneas caen rápidamente como lluvia ácida y no tienen efecto refrescante. Pero no necesitamos poner mucho sulfato en la estratosfera para que se enfríe, además permanece allí más tiempo. "El SO2 permanece en la estratosfera durante mucho más tiempo", escribe Handmer, "por lo que las cantidades relativamente pequeñas necesarias para el enfriamiento no provocan una precipitación ácida concentrada como sucedería cerca, por ejemplo, de una fábrica o refinería".

Handmer argumenta sólidamente que los métodos de ingeniería climática no son necesariamente tan costosos. Por supuesto, hay muchos más detalles de los que se pueden discutir en este artículo. Algunas de las personas que plantean objeciones tienen mucho conocimiento, por lo que hay una discusión en curso. Se están implementando todo tipo de proyectos para probar y desarrollar posibles métodos de ingeniería climática, y seguiremos aprendiendo más sobre ellos.

Pero tenemos que tomar medidas. En el mundo moderno, dependemos de una agricultura masiva y económica y de largas cadenas de suministro para proporcionar alimentos a las poblaciones. El cambio climático amenaza con alterar todo eso y causar un sufrimiento generalizado. Tiene el potencial de crear estados fallidos donde solo sobreviven los fuertes y despiadados. ¿Quién sabe qué tipo de infierno apocalíptico puede desatar? Los estudiantes de la historia humana pueden imaginarse vívidamente cómo podría responder la gente y hasta qué profundidad podrían hundirse algunos cuando se deje atrás la idea de una humanidad colectiva.

Las soluciones pueden ser controvertidas en algunos rincones, pero como muestra el análisis de Handmer, no son necesariamente costosas. Eventualmente, tendremos que adoptar e implementar algunos de estos métodos y dejar de lado nuestros miedos, al menos los infundados.

Entonces podemos pasar al siguiente problema, cualquiera que sea.