Wissenschaftler des Projekts Vesta glauben, dass ihr spezieller grüner Sand den Klimawandel verlangsamen kann, indem er Kohlendioxid aus der Luft an den Stränden entfernt. Was ist dieses seltsame Material und wie kann es für die Welt nützlich sein? Ich gebe die Details.
Idee
Das Unternehmensprojekt Vesta wurde 2019 in San Francisco auf der Grundlage des wissenschaftlichen Zentrums Climitigation gegründet . Ziel des Startups war es, eine Technologie zu entwickeln, mit der Kohlendioxid effektiv aus der Atmosphäre entfernt werden kann, da eine einfache Reduzierung der CO₂-Emissionen nicht sehr effektiv ist. Die Projektteilnehmer wussten, dass die Natur einen Weg hat, der seit Milliarden von Jahren funktioniert - mit Hilfe von Vulkangestein. Wenn Regen auf diese Felsen fällt und sie in den Ozean wäscht, tritt eine Reaktion auf, die Kohlendioxid aus der Luft zieht und es im Kalkstein am Meeresboden "versteckt".
Die Idee der "Karbonatisierung", dh der Umwandlung von überschüssigem Kohlendioxid in Gesteine und Mineralien, ist selbst ein großes Feld für die wissenschaftliche Forschung. "Warum nicht dieses Thema entwickeln?" - dachte bei Project Vesta. Und nach zahlreichen Experimenten entschieden sie sich für die Verwendung von Olivin, das zu Sand zerkleinert wurde.
Olivin ist ein Mineral magmatischen Ursprungs, das nicht nur im Darm der Erdkruste, sondern auch im Erdmantel verbreitet ist. Auf der Erde kommt es häufig in Vulkanbomben vor, in Form von Einschlüssen in Basaltlava und in Eisensteinmeteoriten. Wenn ein Vulkan durch die Brandung zerstört wird, bilden sich manchmal Strände aus grünem Olivensand.
Wenn die Wellen das Olivin überfluten, tritt eine kleine chemische Reaktion auf - die "Verwitterung des Olivins", die einen Teil des Kohlendioxids CO₂ aus der Luft herauszieht. Ein Nebenprodukt der Reaktion ist Bicarbonat-HCO₃, das dazu dient, den Säuregehalt sowohl des menschlichen Körpers als auch des Ozeans zu verringern und zu regulieren.
Das Bicarbonat wird in den Ozean gespült, wo Meeresorganismen es verdauen und in stabiles, festes Calciumcarbonat umwandeln, aus dem ihre Schalen und Skelette bestehen, sowie in Korallenstrukturen. Wenn Korallen und Schalentiere sterben, setzen sich ihre Überreste auf dem Meeresboden ab und bilden Schichten aus Kalkstein und ähnlichen Gesteinen. Kohlenstoff bleibt Millionen oder Hunderte von Millionen von Jahren gefangen, bis er durch vulkanische Aktivität wieder freigesetzt wird. Da Coccolithophore (Plankton) "Kohlenstofffixierer" sind, die Kohlendioxid aus der Umwelt entfernen, haben Wissenschaftler vorgeschlagen, sie zur Bekämpfung der globalen Emissionen und des Klimawandels einzusetzen.
Projekt Vesta
Dieser natürliche Mechanismus ermöglicht es Ihnen, etwa eine halbe Milliarde Tonnen Kohlendioxid pro Jahr loszuwerden. Das Problem ist, dass die Gesellschaft konstant über 35 Milliarden Tonnen pro Jahr produziert. Die Hauptfrage lautet also: Gibt es eine Möglichkeit, diesen Prozess radikal zu beschleunigen und zu erweitern?
Zahlreiche Studien haben theoretisch bewiesen, dass der Prozess funktioniert, aber bisher hat niemand versucht, dies an den Stränden zu tun. „Wir haben das gesamte Material untersucht, das sich in 30 Jahren wissenschaftlicher Forschung angesammelt hat, einschließlich vieler theoretischer Arbeiten und Laborexperimente “, sagt Tom Green, Executive Director von Project Vesta.
Nachdem alle Informationen über die Verwitterung von Olivin gesammelt und alle Studien zur CO₂-Abscheidung und anderen Reaktionen untersucht worden waren, die ihnen bei ihrer Arbeit helfen könnten, begannen die Wissenschaftler mit der Arbeit an einem effektiveren Weg zur Bekämpfung des Klimawandels. Sie haben sich zum Ziel gesetzt, die von der Natur geschaffene Technologie zu verbessern und ihre Geschwindigkeit zu erhöhen. Und dafür entschieden sie sich, zerkleinertes Olivin zu verwenden und es an den Stränden zu verteilen.
Die Logik hier ist einfach. Das Hinzufügen von mehr HCO₃ kann die Produktion harmloser Schalen und anderer Kalkstein- und Kalziumelemente erhöhen. Durch das Mahlen von Olivin zu Sand entsteht eine große Oberfläche, um die CO₂-Absorption zu beschleunigen.
Aus Gründen der Objektivität stelle ich fest, dass die Idee, CO₂-Inferenzprozesse zu verwenden, nicht neu ist. Ein vor 30 Jahren veröffentlichter Artikel schlägt die Verwendung von Silikaten vorKohlendioxid zu fangen. Fünf Jahre später schlug der Exxon-Forscher Harun Heshgi vor, Branntkalk für denselben Zweck zu verwenden, und im selben Jahr untersuchte Klaus Lackner, Experte für Kohlenstoffentfernung , viele Gesteinsarten im Detail.
Aber diese Ideen waren an sich komplex und preislich teuer. Und Olivin-Sand wird nach Berechnungen von Project Vesta bei niedrigen Kosten um eine Größenordnung effektiver sein. Irgendwo in der Größenordnung von 10 US-Dollar pro Tonne Kohlendioxid, wenn ihre Technologie in großem Maßstab eingesetzt werden soll.
Das Projekt Vesta hat Pläne für eine experimentelle Studie in der Karibik in naher Zukunft vorgestellt. Dies folgte kurz nachdem Stripe angekündigt hatte, das Startup für die Entfernung von 3.333 Tonnen Kohlendioxid für 75 USD pro Tonne zu bezahlen, um jährlich mindestens 1 Million USD für Emissionsprojekte auszugeben.
Die Arbeiten werden an zwei Stränden durchgeführt. Während der Studie wird ein Strand mit Olivinsand bedeckt, und der zweite Strand wird als Kontrollprobe in gutem Zustand belassen. In der Vorphase werden auch einige der wissenschaftlichen Unbekannten in Bezug auf Küstengebiete mit erhöhter Verwitterung behandelt.
Das Experiment wird wahrscheinlich ein oder zwei Jahre dauern. Letztendlich hofft das Team auf Daten, die zeigen, wie schnell und effizient dieser Prozess ist. Die erhaltenen Ergebnisse können verwendet werden, um wissenschaftliche Modelle zu verfeinern.
Probleme und mögliche Folgen
Beim Studium einer Startup-Idee stellen sich viele Fragen. Das offensichtlichste ist: "Wenn Sie große Mengen Olivin an den Stränden abbauen, mahlen, versenden und streuen, produzieren Sie dann nicht mehr Emissionen, als dieses Mineral aus der Luft ziehen kann?" Vertreter von Project Vesta sagen, dass die Vorteile sie überwiegen. Forschungen und Laborsimulationen haben gezeigt, dass Wellen den Olivinabbau signifikant beschleunigen. Ein Dokument kam zu dem Schluss, dass die Umsetzung dieses Projekts durch 2% der "energiereichsten Schelfmeere der Welt" alle jährlichen menschlichen Emissionen kompensieren kann.
Das Hauptproblem ist jedoch, dass die Materialien sorgfältig poliert werden müssen, damit die chemischen Prozesse jahrelang und nicht jahrzehntelang ablaufen. Einige Forscher haben berechnet, dass der Prozess der Oberflächenerneuerung so kostspielig und energieintensiv ist, dass der gesamte Ansatz unrentabel erscheint. Andere kommen jedoch zu dem Schluss, dass Olivinsand deutlich mehr Kohlendioxid entfernt als produziert.
Es gibt auch eine Frage zum Endergebnis der Arbeit von Project Vesta. Es ist schwer vorherzusagen, ob die Wellen dazu beitragen werden, den CO₂-Entfernungsprozess zu beschleunigen, wie gut die Absorption von Kohlendioxid gemessen und getestet werden kann oder wie leicht die Öffentlichkeit die Idee akzeptieren wird, grüne Mineralien entlang der Küste zu streuen.
Ein weiterer Bereich, auf den Sie achten sollten, sind mögliche Umweltnebenwirkungen. Mineralien sind eigentlich geologische Antazida, daher sollten sie die Versauerung der Ozeane zumindest auf lokaler Ebene verringern, was einigen empfindlichen Küstenarten zugute kommen kann. Olivin kann aber auch Spuren von Eisen, Silikat und anderen Materialien enthalten, die das Wachstum einiger Algen- und Phytoplanktonarten stimulieren und auf andere Weise Ökosysteme und Nahrungsnetze auf schwer vorhersehbare Weise verändern können.
Wissenschaftler sind besorgt über die Umweltprobleme, die durch die Ausbreitung des Minerals an Stränden entstehen können, an denen es vorher nicht war. Einige Kritiker glauben, dass Olivin Schwermetalle wie Nickel freisetzen kann. Das Projekt Vesta versichert Skeptikern jedoch, dass das ins Wasser freigesetzte Nickel nicht bioverfügbar ist, was bedeutet, dass es keine Auswirkungen auf Meeresspezies haben sollte.
Wettbewerber
Das Projekt hat einige Vorteile gegenüber anderen Ansätzen zur CO₂-Entfernung. Erstens die Kosten. Zweitens führt die Hauptalternative, die Wiederaufforstung, nicht unbedingt zu einer Verringerung des Kohlendioxids, da sie häufig verbrennen und Bäume gefällt werden. Und im Fall von Project Vesta übernimmt der Ozean die Hauptarbeit.
Ich denke auch, dass es notwendig ist, andere Projekte zu erwähnen, die sich in die gleiche Richtung entwickeln. Forscher in Island leiten eine Kohlendioxidlösung, die von Kraftwerken oder Spezialmaschinen aufgefangen wird, in tief unterirdische Basaltformationen, wo Vulkangestein sie mit stabilen Carbonatmineralien überzieht. Leverhulme Centerführt Feldversuche durch, um festzustellen, ob Basaltgesteinsstaub, der Mais und Sojabohnenfeldern zugesetzt wird, als Dünger und als Kohlendioxidfänger wirken kann.
Wissenschaftler der University of British Columbia untersuchen zusammen mit Kollegen anderer Universitäten in Kanada und Australien verschiedene Möglichkeiten, Mineralien als Nebenprodukt von Nickel, Diamanten und Platin zu verwenden. Die Idee ist, sie einfach über das Feld zu verteilen, Wasser und Gülle hinzuzufügen. Sie erwarten, dass sogenannte Minenreste schnell Kohlendioxid aus der Luft ziehen und mineralisieren und einen festen Block bilden, der vergraben werden kann. Ihre Modelle zeigen, dass dies den CO2-Fußabdruck von Minen beseitigen kann.