Klimatmanipulering

I litteraturen ser man ibland begreppet klimatmanipulering eller den engelska termen "geoengineering". Det som avses är en storskalig och avsiktlig manipulering av en planets klimat. Det har på senare år kommit att användas för att beskriva olika tänkbara tekniska ingrepp för att motverka den pågående globala uppvärmningen (klimatförändringen).

Flera alternativ för manipulering av klimatet har lyfts fram i forskningen och i klimatdebatten. I många fall är kunskapsläget ganska bristfälligt, med betydande osäkerhet kring risker, kostnader och potentialer. Klimatmanipulering kan inte ses som ett alternativ till utsläppsminskningar. Det kan dock komma att behövas som komplement vid ambitiösa klimatmål om utsläppen inte minskar tillräckligt snabbt.

Även Sveriges klimatmål öppnar för viss användning av klimatmanipulering som kompletterarande åtgärder för att uppnå ett negativt nettoutsläpp av koldioxid efter år 2045. Ett negativt nettoutsläpp innebär att det tas upp mer koldioxid från atmosfären än vad som släpps ut.

Det finns huvudsakligen två typer av tekniker för att manipulera klimatet:

  • att minska den inkommande solstrålningen som ett sätt att motverka den globala uppvärmningen
  • att minska mängden växthusgaser i atmosfären (framförallt koldioxid) genom att öka upptaget av dessa

Olika tekniker för att manipulera klimatet

Åtgärder för att reflektera bort solstrålning, SRM

Den globala uppvärmningen skulle kunna motverkas genom att minska den inkommande solstrålningen. Olika alternativ för modifiering av solstrålning (Solar Radiation Modification, SRM) som har diskuterats är:

  • tillföra svaveldioxid i stratosfären, vilket bildar partiklar som reflekterar bort solstrålning. Metoden efterliknar den naturliga effekten av kraftiga vulkanutbrott.
  • öka molnigheten eller ändra molnens egenskaper över havet för att reflektera bort mer solstrålning, genom att tillföra havssalt eller andra partiklar som behövs vid molnbildning.
  • tunna ut moln på hög höjd (Cirrus) genom tillförseln av vissa typer av partiklar, och därigenom öka den långvågiga värmestrålningen ut i rymden.
  • öka markytans albedo (reflektionsförmåga) genom att täcka eller måla ytor vita, eller genom vissa odlingstekniker som ger en ljusare yta.

Förväntade effekter och bieffekter med SRM

Studier med hjälp av klimatmodeller har visat att SRM till viss del kan kompensera för utsläppen av växthusgaser i atmosfären, och ha en kylande effekt på klimatet. Utmaningarna med att tillämpa SRM i praktiken är dock många. Effekten skulle bli ojämn och medföra olika risker. Dessutom är kunskapsläget fortfarande mycket bristfälligt.

Att sprida partiklar i atmosfären skulle kunna påverka ozonskiktet negativt. Metoderna kan även skapa ett förändrat nederbördsmönster. Detta skulle kunna komma attpåverka olika delar av världen på olika sätt med rikligare nederbörd på vissa platser och torka på andra. Åtgärderna skulle behöva fortsätta en mycket lång tid eftersom att effekten vid ett abrupt avslut skulle kunna leda till snabbt ökade klimatförändringar. Detta medför en utmaning kring styrning och genomförande.

SRM kan kritiseras för att maskera det verkliga problemet med den globala uppvärmningen, det vill säga koldioxidutsläppen på grund av mänsklig aktivitet. Om SRM tillämpas för att reducera den globala uppvärmningen utan att samtidigt reducera koldioxidutsläppen kommer koldioxidkoncentrationen i atmosfären fortsätta att öka. Det skulle bland annat leda till en fortsatt försurning av haven.

Åtgärder för att avlägsna koldioxid från atmosfären, CDR

Den globala uppvärmningen skulle kunna motverkas om det gick att avlägsna koldioxid från atmosfären, så kallade ”negativa utsläpp”. Nedan listas olika alternativ för att avlägsna koldioxid (Carbon Dioxide Removal, CDR):

  • koldioxidinfångning och lagring av koldioxid (Carbon Capture and Storage, CCS), främst talas det om CCS från organiskt material (Bio-CCS eller BECCS).
  • skogsplantering (beskogning eller återbeskogning) för att binda in koldioxid i växande biomassa.
  • kolinbindning i jordar genom vissa jordbruksalternativ och biokol kan öka kolhalten i jordar, och samtidigt öka produktiviteten.
  • vittringen av mineraler i sten tar upp koldioxid. Spridning av krossat material på land eller i havet kan bidra till bortförsel av koldioxid från atmosfären.
  • att göda havet med järn, kväve eller fosfor kan öka mängden växtplankton som tar upp koldioxid. När plankton sedan dör och sjunker ner till havsbotten åker kolet med.
  • direkt koldioxidinfångning från luften med lagring av infångad koldioxid. Infångad koldioxid kan även användas som råvara i industrin.

Förväntade effekter och bieffekter med CDR

På samma sätt som land och hav idag är en del av den naturliga kolcykeln och agerar som sänkor av koldioxid, skulle CDR kunna fungera som ytterligare en sänka. Om den tillämpade CDR-metoden leder till negativa nettoutsläpp skulle det kunna innebära en minskning av koldioxidkoncentrationen i atmosfären, samt en minskad försurning av haven.

Att implementera CDR-metoder innebär dock en rad svårigheter och följs av bieffekter. I många av metoderna finns stor osäkerhet om teknisk mognad, kostnader, lagringens långvarighet, och på hur stor skala tillämpningen kan vara möjligt.

De alternativ som involverar förändrad markanvändning begränsas av tillgången till landarealer. Dessa metoder medför också en sårbarhet på grund av faktorer som torka, skogsbränder och skadedjur. CDR som innefattar mekanisk borttagning av koldioxid är oehört energikrävande. En annan effekt av CDR, och negativt nettoutsläpp av koldioxid, skulle kunna leda till att land och hav som är naturliga sänkor av koldioxid istället omvandlas till källor.

1,5 graders global uppvärmning

Enligt Parisavtalet ska vi sträva efter ett begränsa den globala uppvärmningen till 1,5 grader. IPCC:s specialrapport om 1,5 graders global uppvärmning presenterar ett antal utvecklingsvägar för att klara det globala målet. Utvecklingsvägarna inkluderar bortförsel av koldioxid ur atmosfären, för att kompensera för att utsläppsminskningarna i närtid sker i en för långsam takt. Det fastslås att det finns betydande osäkerheter i på vilken skala sådana metoder kan implementeras.

De metoder som uppskattas som mest realistiska är avskiljning och lagring av koldioxid (BECCS) och kolinbindning genom beskogning. Andra tekniker för bortförsel av koldioxid kan ge bidrag som lokalt kan vara betydande, men inte tillräckliga på global skala. Behovet av negativa utsläpp är minst i utvecklingsvägar som har starka inslag av hållbar konsumtion, resurseffektivisering och energieffektivisering.

Modifikation av solinstrålningen ses inte som ett alternativ i en nära framtid, då dessa trots att de skulle kunna minska temperaturen effektivt, innefattar för stora osäkerheter och kunskapsluckor. Dessutom medför metoderna en rad politiska problem när det gäller vem som ska styra, utföra och bekosta ett sådant projekt.

Enligt Sveriges klimatmål ska utsläppen av växthusgaser i Sverige år 2045 minska med 85% jämfört med år 1990. De övriga 15% ned till noll procent ska ske genom följande kompletterande åtgärder: upptag av koldioxid i skog och mark, minskade utsläpp utanför Sveriges gränser, samt koldioxidavskiljning och lagring.

I december 2020 fick Energimyndigheten i uppdrag av regeringen att vara ett nationellt centrum för koldioxidavskiljning och -lagring (CCS). Energimyndigheten samarbetar kring dessa frågor med SGU, Naturvårdsverket samt Havs- och vattenmyndigheten. Ett av Energimyndigheternas uppdrag, inom ramen som nationellt centrum för CCS, är att ta fram ett mellanstatligt avtal för export av avskild koldioxid för lagring i andra länder, som till exempel Norge.

På grund av ovan nämnda osäkerheter och eventuella bieffekter är det viktigt att  tekniker för att modifiera klimatet ses som kompletterande åtgärder. Avskiljning och lagring av koldioxid ska i första hand ska användas i industrier där svårigheten att minska utsläppen är stor, som till exempel cementframställning och massa- och pappersindustri.

För att nå målet med en begränsning av den globala temperaturen till 1,5 graders ökning är det nödvändigt att största fokus ligger på en hållbar samhällsomställning för att kraftigt reducera utsläppen av växthusgaser. 

Förkortningar
SRM modifiering av solstrålning (Solar Radiation  Modifiacation)
CDR avlägsning av koldioxid (Carbon Dioxide Removal)
CCS koldioxidavskiljning och -lagring (Carbon capture and Storage)
Bio-CCS CCS då koldioxiden har ursprung i organiskt material
BECCS detsamma som Bio-CCS