Categorie: Engineering

Als men de huidige discussies en rapportages in de media over klimaatverandering en stijgende CO₂-emissies volgt dan kan men wel eens de indruk krijgen dat dit een probleem is waarvan we pas recentelijk bewust werden. Dat is echter duidelijk niet het geval.

De eerste die het effect van stijgende CO₂ concentraties in de lucht op de gemiddelde temperatuur op aarde modelmatig beschreef was Arrhenius in 1896. Volgens zijn berekeningen zou een verdubbeling van de CO₂ concentratie leiden tot een gemiddelde stijging van de oppervlakte temperatuur met 5 oC

Bij het doorbladeren van mijn papieren archief, op zoek zijnde naar informatie over een ander onderwerp, stuitte ik in het tijdschrift “Archimedes” van 1984/85 op een, naar mijn mening, interessant artikel. Archimedes was een natuurkunde- scheikunde- en sterrenkundetijdschrift voor jongeren dat werd uitgegeven door de NVON via Wolters-Noordhoff. Jammer genoeg is het opgeheven.

De titel van het artikel dat ik interessant vond was “Toename van het koolstofdioxidegehalte in de atmosfeer: een ramp?”. Zoals de titel aangeeft behandelt het artikel van 3 pagina’s de effecten van toename van CO₂ in de atmosfeer. Er wordt gerefereerd naar de CO₂ metingen in Hawaï die sinds de jaren 50 uitgevoerd werden, een klimaatmodel werd besproken en toegelicht, de rol die CO₂ in het klimaat speelt alsmede de factoren die invloed uitoefenen op het CO₂ gehalte in de atmosfeer en uiteindelijk de betekenis voor de toekomst. Het kan geen kwaad om zich te realiseren dat het IPCC  zijn allereerste overzichtsrapport in 1990 publiceerde en dit populairwetenschappelijk artikel dus 6 jaar eerder verscheen.

Op enkele detailpunten na is dit artikel niet wezenlijk anders dan de populairwetenschappelijke artikelen die tegenwoordig over dit onderwerp verschijnen zijn maar er zijn een paar punten die in dit artikel vermeld worden die ik wil benadrukken.

Ten eerste Figuur 4, de grafiek die als functie van de tijd de relatie weergeeft tussen de CO₂ concentratie in de lucht en de temperatuurstijging in graden Celsius.

Er wordt voor 2020 een CO₂ gehalte voorspeld van 0.03 %, in werkelijkheid is dat 0.04 % geworden, 25% meer dan indertijd voorspeld. De voornaamste reden is dat CO₂ -emissies sneller zijn toegenomen dan 35 jaar geleden verwacht werd. Globale CO₂ emissies zijn verdubbeld sinds de jaren 70 van de vorige eeuw.

Wat mij echter vooral raakte bij het lezen van dit artikel was de laatste alinea dat de “De toekomst” behandelde. Enkele citaten:

“We kunnen ook proberen de CO2-uitstoot te verminderen door ander energiebronnen te gaan benutten zoals windenergie, getijdenenergie enzovoort.

Misschien kan in de toekomst met behulp van zonne-energie water ontleed worden in waterstof en zuurstof.

Waterstof kan vervolgens als brandstof gebruikt worden. Bij het verbranden van waterstof ontstaat weer water.

Ook kunnen we proberen CO₂ op te vangen en op een bepaalde manier op te slaan bijvoorbeeld in geëxploiteerde aardgas en olievelden.”

De reden dat ik deze citaten zo confronterend vind is dat we nu 35 jaar verder zijn en nog exact zo over de potentiele oplossingen van de klimaat problematiek praten. Er is wel een beetje vooruitgang geboekt maar als ik deze zinnen lees is het beschamend om zich te realiseren hoe weinig vooruitgang er geboekt is. En technoloog zijnde, vind ik dat dit ook opgaat voor de ontwikkeling van de benodigde technologieën.

Van een artikel van Paul Voosen in Science over de betrouwbaarheid van steeds complexere klimaatmodellenis zou men kunnen stellen dat dit punt daardoor benadrukt wordt.  Bij modellering moet men altijd in zijn achterhoofd houden dat modellen op zijn best een grove simplificatie van een complexe realiteit weergeven. Zoals reeds vermeld schatte Svante Arrhenius in dat een verdubbeling van de CO₂ concentratie in de lucht de gemiddelde oppervlaktetemperatuur met 5 °C zou laten stijgen. Moderne klimaatmodellen, zoals ze tot nog toe gebruikt worden, voorspellen een stijging in een range van 2° tot 4.5 °C.  Een nieuwe generatie van nog complexere modellen ontstaat en deze voorspellen een stijging van 5 °C voor een stijging van de CO₂ concentratie van 280 ppm tot 560 ppm. Het werk van Arrhenius zou je als een “Back of the Envelope” berekening kunnen beschouwen, maar ook die kan het zo te zien aardig kloppen. Oftewel, we zijn nu meer dan een eeuw bekend met de problematiek maar zijn nog niet echt veel opgeschoten met het implementeren van oplossingen.

In de huidige discussies wordt, naar mijn persoonlijke mening, nogal snel geroepen dat de industrie maar de hele energie transitie moet betalen omdat ze de ”hoofdschuldigen “zijn. Wetgeving en consumptie wordt uiteindelijk echter bepaald door burgers, die de politici en politieke partijen kiezen. De laatsten stellen de politiek programma’s en wetsvoorstellen op. Het gehele proces zou in theorie met een kruisbestuiving tussen alle groepen moeten plaatsvinden. Het artikel in Archimedes toont echter aan dat de problematiek al vele decennia bekend is en ook indertijd aan bet publiek en politici gepresenteerd is. Men kan dan ook de stelling poneren dat burgers en politici (en ook de industrie) decennialang de kop in het zand gestoken hebben en het probleem of ontkend, genegeerd, vooruitgeschoven of een combinatie daarvan gehanteerd hebben. Je kunt je ook afvragen waarom industrie en politiek in al die jaren niet veel meer geld in R&D hebben gestoken. Dan was de kans groot dat er nu werkbare oplossingen beschikbaar zouden zijn die het laboratorium en pilotplant ontstegen waren.

Literatuur:

• Svante Arrhenius, “On the Influence of Carbonic Acid in the Air upon the Temperature of the Ground”; Philosophical Magazine and Journal of Science; April ­41 1896; p. 237-276.
• “Toename van het koolstofdioxidegehalte in de atmosfeer: een ramp?”; Archimedes; 21 1 1984/85; p. 4-6.
• Paul Voosen; “New Climate Models Forecast a Warming Surge”; Science, April 19 2019.

NB:  volume% = mol% ; mol% * 10000 = ppm(V)