Það dylst fáum að hitastigið á jörðinni er að breytast og samkvæmt öllum vísbendingum veit ástandið ekki á gott. Mikið er deilt um ástæðurnar en þar spilar margt inn í svo sem fjarlægð jarðar frá sólu, fjöldi sólbletta, hreinleiki lofthjúpsins og magn gróðurhúsalofttegunda í lofthjúpnum. Burtséð frá því hverju er nákvæmlega um að kenna, þá hefur mannkynið vissulega áhrif. Ef til vill meiri en við höfum viljað viðurkenna.
Það er með tvennum hætti sem við höfum stuðlað að breytingum á lofthjúpnum. Í fyrsta lagi með því að eyða skógunum og í öðru lagi með því að brenna jarðefnaeldsneyti.

Fyrir nokkur þúsund árum hóf mannkynið landbúnað sem fólst í því að ryðja skóga með eldi og breyta í akra og graslendi fyrir búfénað. Við það að ryðja skógana minnkaði bindigetan á koltvísýringi. Á síðustu átta þúsund árum hafa skógar jarðar minnkað um helming en skógareyðingin verður sífellt hraðari. Á hverjum sex árum tapast eitt prósent skóglendis. Rannsóknir á Grænlandsjökli sýna þessa breytingu tugþúsundir ára aftur í tímann. Hækkun hitastigs er ekki nýtt vandamál þótt afleiðingarnar hafi verið lengi að koma fram.
-
Seinni þátturinn felst í brennslu á jarðefnaeldsneyti (bensín, díselolía, kol og jarðgas). Með því að brenna jarðefnaeldsneyti erum við að sækja milljón ára gamalt kolefni sem lífkerfið var búið að taka úr umferð og sendum það upp í lofthjúpinn aftur. Magnið er svo mikið að kolefnið úr jarðefna¬eldsneytinu sem við brennum á einu ári mun taka lífkerfi jarðar mörg hundruð ár að binda aftur.

En af hverju virðast áhrifin hellast yfir okkur á svo skömmum tíma? Ég hef enga trú á að við skiljum gangverkið til fullnustu þannig að við fáum ekki svör á næstunni. En svo virðist sem að allir demparar lífkerfisins séu í botni og geti ekki meir þannig að áhrifin koma harkalega fram í dagsljósið einmitt núna. Það virðast vera innbyggðir vítahringir í kerfinu þannig að heitt verður heitara. Tökum sem dæmi norðurskautið. Ís tekur ekki við sólarorku heldur endurvarpar mestallri orkunni aftur út í himingeiminn. Ef ísinn hverfur þá gleypir land og sjór sólarorkuna í sig og afleiðingin er enn meiri hitun lofthjúps. Annað dæmi er Síbería. Undir frosnum mýrunum er metangas sem er áætlað vera 700 sinnum árleg losun mannkyns. Ef sífrerinn þiðnar, þá losnar þetta gas og hvað gerist þá?

Okkur jarðarbúum, og þá fyrst og fremst vesturlandabúum, ber að bregðast við og breyta lifnaðarháttum okkar því við viljum ekki komast að því hvað getur gerst.

Mig langar að draga saman ýmsar hugmyndir um það sem hægt er að gera til að snúa við blaðinu. Aðgerðirnar eru í fjórum liðum: aukin binding kolefnis, minni brennsla jarðefnaeldsneytis, minni inngeislun sólar og að síðustu breyttur hugsunarháttur.

1. Koltvísýringsbinding

Með því að binda hluta af koltvísýringi í lofthjúpnum er hægt að minnka gróðurhúsaáhrifin og þar með lækka hitastigið. Skógur bindur koltvísýring með ljóstillífun og breytir kolefninu í sellulósa. Því þarf að rækta skóg allstaðar þar sem mögulegt er. Inni í borgum, meðfram vegum, á óræktarsvæðum og svo framvegis. Til dæmis væri hægt að fá bændur til að taka ákveðinn hluta af flatarmáli hvers akurs undir skjólbeltaræktun. Einnig þarf að grisja skóglendi eftir þörfum. Það er lítið gagn af kolefnisbindingu með skógi ef allt fuðrar upp í eldi. Það þýðir hins vegar ekki að berjast gegn skógareldi með slökkvistarfi, eina ráðið er fyrirbyggjandi grisjun með því að fjarlægja eldmatinn úr skógarbotninum. Grisjunin myndi skapa prþðilegt eldsneyti fyrir orkuveri sem byggði á hlutlausri kolefnishringrás.

Gæta þarf þess vel að menga ekki úthöfin. Í sjónum er mikið líf og þar fer fram mesta kolefnisbindingin fyrir tilstilli græný örunga. Passa þarf vel upp á að lífríki hafsins raskist ekki en því stafar hætta af mengun og skaðlegum áhrifum útfjólublárra geisla vegna veikingar ósonlagsins.

2. Vistvæn orkuöflun

Við verðum að hætta að nota jarðefnaeldsneyti og snúa okkur að öðrum orkugjöfum. Auðvelt að segja en nánast útilokað í framkvæmd miðað við núverandi hugsunarhátt. Spurningar vakna um hvaða möguleikar standa til boða og hagkvæmnin við aðra orkugjafa. Ég nefni hér sólarsellur og lífrænt eldsneyti sem möguleika en reyndar er orkuöflunin eitt mikilvægasta verkefni mannkynsins þessa stundina.

Manngerðar sólarsellur eru sífellt að verða betri og ódýrari eftir því sem markaðurinn stækkar og framleiðslugetan eykst. Nýjustu tegundir eru mjög nálægt því að framleiða raforku á sama verði og í hefðbundnu orkuveri. Styrkjakerfi er nauðsynlegt til að brúa þetta bil en innan örfárra ára mun þessi munur hverfa.

Í borgum má virkja húsin. Þök húsa verða þakin sólarrafhlöðum sem og suðurhliðar og vonandi eigum við eftir að sjá gegnsæjar sólarfilmur á gluggarúðum sem virkja innrauða geisla sólar. Það má nýta alls konar landrými til raforkuframleiðslu, t.d. meðfram vegum, lestarteinum eða skurðum og hvernig væri að yfirbygga gangstéttir og bílastæði svo einhver dæmi séu tekin. Á sólbökuðum eyðimörkum mætti byggja risastór sólarorkubú.

Lífrænar sólarsellur eru hinar ljóstillífandi lífverur náttúrunnar, jurtir og græný örungar. Allur lífheimurinn byggir síðan á kolvetnissamböndum þessara lífvera. Við skulum kalla afrakstur lífheimsins lífrænan massa. Þar má nefna gras, hálm, fóðurjurtir, lauf, greinar, tré, sláturúrgangur og mykja. Mestallt rusl frá heimilum og fyrirtækjum er lífrænn massi, þar má nefna pappír, timbur, fatnaður og matarleifar að ógleymdu öllu plastinu (þótt það sé nú reyndar framleitt úr olíu). Orkan fer eftir vatnsinnihaldi efnisins en sem dæmi má taka að unnið korn er orkuríkara en olía og 3 kg af timbri jafngilda einum líter af olíu.

Það má vinna orku úr lífrænum massa með ýmis konar hætti. Ein aðferðin felst í rotnun. Örverur brjóta massann niður í einfaldar kolvetniskeðjur svo sem metangas, líkt og Sorpa ný tir af ruslahaugunum í Álfsnesi. Einnig má nota bakteríur og gerjun og framleiða etanól (áfengi), metanól (tréspíritus) eða bútanól (þynnir). Vandamálið varðandi gerjun er hátt vatnsinnihald. Því þarf að eima eldsneytið frá vatninu og það kostar hitaorku. Hér er ef til vill tækifæri fyrir íslensk jarðhitaverkefni því að í jarðhitavirkjunum til rafmagnsframleiðslu fellur til gríðarleg lághitaorka sem mætti nýta til eimingar.

Framleiðsla á ýmsum jurtaolíum er vel þekkt en matarolía er til dæmis fyrirtaks eldsneyti á díselvélar. Með ferlum sem líkja eftir olíu- og kolagerð náttúrunnar má framleiða gervieldsneyti. Ein aðferð var fundin upp á Max-Planck stofnuninni og er þannig að lífrænn massi er settur í þrýstitank ásamt járnoxíði og síðan soðinn við þrýsting og 180°C hita. Eftir tveggja daga suðu hefur massinn breyst í kol.

Það má líka brenna lífmassann. Ef vatnsinnihaldið er lítið eins og t.d. í timbri eða hálmi þá má brenna það í venjulegu brunahólfi. En ef vatnsinnihald er hátt þá er til aðferð þar sem massinn er hitaður upp í 3.000°C með rafskautahitun. Við það umbreytist lífmassinn í gaskennt plasmaástand þar sem öll efnasambönd sundrast niður í frumefni sín. Þessu næst má brenna gasið í fjölþrepa orkuveri til að framleiða rafmagn og hita.

Lífrænan massa má rækta á orkuökrum. Þá byggist ræktunin á hraðvaxta plöntum svo sem hinu hraðvaxta „switch“ grasi, lúpínu, bambus eða ösp svo nokkur dæmi séu nefnd. Í Evrópu eru svokallaðar „pellets“í tísku. Þetta eru samanpressaðar smákökur úr trjákurli sem eru brenndar í litlum ofnum. Ofnarnir eru sjálfvirkir og tengdir hitakerfi íbúðarhúsa.

Bætt orkunýting er partur af orkuöflun. Hvetja verður til orkusparnaðar á öllum sviðum. Best er að gera það með ströngum kröfum um orkunýtingu og jafnframt að hafa orkuna það dýra að það borgi sig að skipta út gömlum tækjum. Einnig er þörf fyrir að opinberir aðilar sjái til þess að auðvelt aðgengi sé að þekkingu og ráðgjöf og stöðugur áróður sé í gangi. Gott dæmi um bætta orkunýtingu eru varmaflutningsdælur. Með sama hætti og ískápur vinnur má kæla umhverfið til þess að hita upp hús. Orkunýting tækninnar er orðin það góð að fyrir eina orkueiningu af raforku fást kannski fimm orkueiningar til húshitunar.

Samgöngur eru sér á parti því þar eru jarðefnaeldsneytin ráðandi og þar fær almenningur einhverju ráðið. Sem dæmi gætu einstaklingar og fyrirtæki minnkað losun á koltvísýringi með því að kaupa minni bíla fremur en stóra, díselbíla fremur en bensín, tvinnbíla fremur en dísel. Nægjanlegri fullkomnun verður náð þegar framleiddir verða tengjanlegur tvinnbíl með díselvél sem brennir jurtaolíu. Fyrir venjulega notkun nægir að hafa rafgeyma sem duga til daglegs aksturs, 40-60 km, og vegna þess að slíkur bíll væri tengjanlegur við bæjarrafmagnið mætti hlaða rafgeyma bílsins þegar hann er ekki í notkun. Það er engin tæknileg hindrun fyrir fjöldaframleiðslu á slíkum bíl, einungis fjárhagsleg. Hér þyrfti almenningur að koma sterkur inn og óska eftir slíkum bíl til að ýta við bílaframleiðendum. Yfirvöld gætu einnig gert mikið gagn með því að lækka verð á sparneytnum bílum og lífrænu eldsneyti og hækka verð á eyðslufrekum bílum og jarðefnaeldsneyti.

3. Sólskin

Undirstaða lífsins á jörðinni er sólarljósið. Lofthjúpurinn sér um að halda í þennan hita með hjálp gróðurhúsalofttegundanna og dreifa um jörðina með hjálp vinda og sjávarstrauma. Þannig að gróðurhúsaloftegundir eru hið besta mál fyrir lífríkið, í hófi. En í ljósi þess að hitastigið hækkar þá er hægt að grípa til mótvægisaðgerða með því að draga úr inngeislun sólar og þannig lækka hitastigið.

Á hverju augnabliki er jörðin böðuð í margvíslegum geislum frá sólu. Hættulegustu geislunum er bægt í burtu af segulsviði jarðar eða stoppaðir af í ósonlaginu. Afgangurinn kemst lengra niður í lofthjúpinn. Það sem gerist er flókið en til einföldunar skulum við halda okkur við sólargeisla annars vegar og ljósgeisla og hitageisla hins vegar. Gefum okkur að sólargeislinn lendi á ljósum hlut, við það endurkastast hann sem ljósgeisli aftur til baka út í himingeiminn. En lendi sólargeislinn á dökkum hlut drekkur hluturinn í sig orku geislans, við það hitnar hann og endukastar frá sér hitageislum. Það er endurkastið sem öllu máli skiptir. Endurvarpaðir ljósgeislar smjúga óhindrað í gegnum lofthjúpinn, eitthvert í burtu út í himingeiminn. Endurvarpaðir hitageislar stoppa hins vegar á koltvísýringnum í lofthjúpnum. Lofthjúpurinn fangar því orku hitageislans og hitnar. Ef hægt væri að auka endurskin sólargeisla burt úr lofthjúpnum þá má draga úr hitaorkunni sem berst okkur frá sólu. Nota má til dæmis helíumfyllta silfraða loftbelgi sem myndu endurvarpa sólarljósinu út aftur. Önnur aðferð felst í því að líkja eftir áhrifum eldgosa. Við eldgos þyrlast gosmökkur upp í heiðhvolfið og berst með háloftavindum hringinn í kringum jörðina. Fíngerðasta rykið í öskunni eru loftbornar svifagnir sem haldast uppi í háloftunum í nokkur ár og auka endurvarp sólargeisla burt frá jörðinni. Afleiðingin er hnattræn kólnun. Þetta hefur verið margreynt í mannkynssögunni, t.d. Lakagígagosið olli miklum þrengingum og kuldakasti, ekki bara hér á landi heldur allstaðar á hnettinum. Til að dreifa svifögnum hafa heyrst hugmyndir svo sem að skjóta sprengjum upp í heiðhvolfið sem myndu dreifa brenni¬steins¬sam¬böndum. Einnig væri hugsanlega hægt að blanda efnum saman við flugvélaeldsneyti farþegaflugvéla sem við bruna í flugvélahreyflum myndu skapa loftbornar agnir. Háloftavindar myndu síðan dreifa ögnunum út um allt heiðhvolfið.

4. Hugsanaháttur

Aðalvandamálið er hugsunarhátturinn, við hreinlega trúum því ekki að við, þessar litlu manneskjur geti haft áhrif á hina stóru jörð. Að gjörðir okkar, hvers og eins, skipti einhverju máli. En mannkynið er fjölmennt og harðduglegt að koma sér upp þægindum, sérstaklega við Vesturlandabúar. Við höfum lært að virkja náttúruna og beitum henni af fullu afli gegn sjálfri sér.

Við verðum að ganga á undan með góðu fordæmi og finna út hvernig á að lifa án þess að setja allt lífríkið á hvolf. Í raun er búið að finna lausn á öllum vandamálum. Gallinn er bara sá að olían er ódýr og allar lausnir miðast við hana. Því þarf breyttan hugsanahátt þar sem slakað er á arðsemiskröfunni á meðan ný tækni er þróuð og tekin í notkun. Stjórnvöld gegna lykilhlutverki í þessu máli og geta stjórnað áherslum með skattlagningu og komið fræðslu til almennings.

Með samstilltu átaki er hægt að snúa við þessari þróun en það er ekki auðvelt og krefst þess að allir séu innstilltir á markmiðin.

Höfundur: Einar Einarsson verkfræðingur.

Myndin er tekin í Eyjafirði þ. 28. 02. 2006. Ljósmynd: Guðrún Tryggvadóttir.

Birt:
1. mars 2007
Höfundur:
Einar Einarsson
Uppruni:
Einar Einarsson
Tilvitnun:
Einar Einarsson „Hvað er til ráða?“, Náttúran.is: 1. mars 2007 URL: http://natturan.is/d/2007/03/16/hvad_er_til_rada/ [Skoðað:18. desember 2018]
Efni má nota eða vitna í samkvæmt almennum venjum sé heimilda getið með slóð eða fullri tilvitnun hér að ofan.
skrifað: 16. mars 2007
breytt: 30. janúar 2011

Skilaboð: