Professor Arne Jernelöv
Plan A på klimatområdet innebär att det internationella samfundet, trots bakslaget vid klimatmötet i Köpenhamn 2009, når fram till en bindande överenskommelse om att reducera utsläppen av växthusgaser så att den globala temperaturökningen håller sig under eller nära två grader Celsius. Målet är att undvika en skenande och självförstärkande ökning av temperaturen.
Denna skrift handlar egentligen inte om Plan A. Den tar i stället sikte på vad som här kallas Plan B och C.
Plan B är vad som kan göras av enskilda länder, mindre grupper av länder och privata företag i konsortier om det internationella förhandlingsmaskineriet för Plan A misslyckas. Element ur Plan B kan mycket väl ingå i Plan A eller finnas vid sidan av den, men min poäng är att de också kan göra nytta som fristående aktiviteter.
Plan C handlar om vad som kan göras om alla försök att begränsa utsläppen misslyckas och vi står inför en katastrofal och accelererande utveckling som hotar mänsklighetens existens.
När allt annat i denna skrift skrevs hade miljömötet i mexikanska Cancun i december 2010 inte ägt rum. Det magra resultatet i Köpenhamn hade förhandlats fram av USA och Kina med Indien, Sydafrika och Brasilien som bisittare och EU som åskådare – en förödmjukelse för världens största ekonomi, med de största ambitionerna på klimatområdet.
Cancun-mötets stora stridsfråga var om Kyotoprotokollet skulle få en fortsättning. Japan, Kanada och Ryssland sade tydligt nej med argumentet att protokollet bara innebar åtaganden för länder som stod för en fjärdedel av koldioxidutsläppen. U-länderna, som inte omfattas av några åtaganden under protokollet, insisterade på att det skulle förlängas. USA och Kina, som svarar för över 40 procent av de globala utsläppen, ville bara deklarera sina nationella mål och Kina motsatte sig internationell övervakning av hur målen uppfylls.
Efter Cancun har debattörer och tankesmedjor presenterat förslag om alternativa vägar, där ett litet antal länder med en stor del av de samlade utsläppen gör upp om hur begränsningar ska ske. Man vill alltså överge FN-spåret men fortfarande vara en del i Plan A.
Dock tvingas man konstatera att mötet i Cancun och dess efterspel inte minskat skälen att tänka igenom Plan B och Plan C.
Samtliga projekt som presenteras i det följande är sådana som planeras eller är pågående. De kan få relevans på global nivå, men är inte resultatet av en global överenskommelse. Förhoppningsvis kan de uppmuntra nationella och kommersiella aktörer att tänka stort, att satsa på åtgärder som begränsar klimatförändringen.
En liknande ambition men med fokus på mer småskaliga projekt har FN:s miljöprogram UNEP haft med sina “30 ways in 30 days”: exempel på klimatsmarta åtgärder som publicerades, en om dagen, under månaden före mötet i Cancun.
Solenergi från Sahara
Solinstrålningen är mycket hög i jordens öknar. Man brukar säga att sex timmars solljus där innehåller lika mycket energi som mänskligheten förbrukar under ett år. Utifrån detta är det självklart att ställa frågan om denna energi kan ersätta fossil energi och minska emissionerna av koldioxid. Ett problem är överföringen av all el som genereras, då öknarna vanligtvis finns rätt långt från befolkningscentra och energiintensiva industrier.
Inom ramen för Desertec har en grupp europeiska storindustrier – som ABB, Siemens, Eon, Munich Re och, Deutsche Bank – och andra intressenter skissat på ett solenergiprojekt som kan tillgodose 15 procent av Europas behov av el. Investeringskostnaden uppskattas till 400 miljarder euro och elpriset beräknas bli mellan 6,5 och 16 cent per kilowattimme.
Konceptet bygger på soltermiska kraftverk med stora fokuserande speglar som fungerar som jättelika brännglas. Speglarna koncentrerar solljuset och värmer saltbaserade energilagringstankar där temperaturen kan bli 400 grader. Från tankarna kan värme sedan tas också nattetid eller vid dåligt väder för att driva ångturbinerna som genererar elströmmen.
Genom ett storskaligt nätverk av överföringskablar för högspänd likström binds länderna i ökenområdet i Nordafrika och på Arabiska halvön samman med de soltermiska kraftverken utplacerade längs vägen. Detta nät länkas sedan till det europeiska nätet på minst sex punkter.
Systemet ska alltså leverera elektricitet såväl till producentländerna som till Europa. Tack vare den ursprungligen svenska tekniken med överföring av högspänd likström kan strömförlusterna i de upp till 200 mil långa ledningarna hållas på måttliga 10–15 procent. Projektets gigantiska proportioner framgår av den yta som solfångarna tar i anspråk: 2 500 km2. Det motsvarar nästan Blekinge, men är bara 0,02 procent av landarealen i de berörda länderna i Mellanöstern och Nordafrika.
Givetvis finns svårigheter att övervinna först. Tekniskt är kylning den kanske största frågan. Vanligtvis används vatten som kylmedium i ångkraftverk. Vatten är inte lättillgängligt i öknar, utom i form av havsvatten vid kustnära installationer. En långt mer effektiv luftkylningsteknik än dagens kan behövas. Om havsvatten i anpassade kyltorn används, skulle man på köpet få stora mängder avsaltat vatten (och en massa korrosiv koncentrerad saltlösning eller indunstat havssalt). Problemet hur man skyddar speglarna och andra installationer vid sandstormar anses vara löst.
Projektet fordrar samarbete mellan länder som ofta haft stora samarbetsproblem på andra områden. En del av dem är dessutom stora oljeexportörer och kan se solenergielektricitet som en oönskad konkurrent. Ekonomiskt är det en jättesatsning. Fyrahundra miljarder euro är mer än Sveriges BNP, och lönsamheten är inte garanterad.
Garanterat pris på grön el i u-länder
Inför miljökonferensen i Köpenhamn 2009 presenterade FN:s chefsförhandlare och representanter för nationella miljöorganisationer (i Sverige Naturskyddsföreningen) ett förslag om hur klimatinsatser i u-länderna kan utformas. Det väckte ingen större uppmärksamhet. Då förslaget emellertid går att genomföra i mindre skala, utan bindande global överenskommelse, i samarbete mellan ett fattigt land och ett miljösinnat givarland, kan det platsa som en komponent i Plan B.
Grundtanken är att ett givarland, eller en annan givarinstitution, garanterar ett ganska högt pris för lång tid framåt på grön el som produceras i det utvalda landet. Detta möjliggör för offentliga och privata operatörer att investera i grön el med såväl avsättningsgaranti som prisgaranti. Operatörerna kan då räkna hem en vinst, som vore högst osäker om de hade behövt konkurera med fossil el på marknaden.
När elektriciteten så småningom börjar levereras, säljer garanten (givaren) den vidare till subventionerat pris till ett nationellt nät eller till prioriterade konsumenter i det fattiga landet: människor i byar, i slumområden i storstäder eller småindustrier som ger arbetstillfällen.
Om förslaget tillämpas i stor omfattning leder det till teknikutveckling för produktion av grön el i u-landsmiljö, sjunkande komponentpriser och på sikt lägre investeringskostnader, vilket innebär att de framtida prissubventionerna inte behöver bli lika stora. Kostnaderna för givarna sprids över flera decennier. Investeringarna leder också till affärschanser och jobb eftersom utrustningen till stor del produceras i givarländerna. Att pengarna betalas ut först när elströmmen levereras bör minska möjligheten för korrupta politiker och administratörer att ta för sig.
Förslaget kan realiseras även i liten skala, till exempel om en vänort i ett i-land ger en begränsad garanti till en vänort i ett fattigt land. Även företag, ideella organisationer och enskilda skulle kunna ställa upp som garanter.
Förslagsställarna tänkte sig en jättelik FN-fond, men man kan också samla in medel från allmänheten eller företag. Myndigheter i enskilda länder kan dessutom ge skattelättnader för sådana donationer.
Elledning i havet längs USA:s östkust
En av stötestenarna för havsbaserad vindkraft är kostnaden för långa anslutningsledningar till nationella nät. Lokalisering ute till havs har annars betydande fördelar framför landbaserad vindkraft: det blåser mer, större enheter kan byggas, estetiska och andra invändningar från kringboende försvårar inte tillståndsgivning för anläggningar långt ute till havs eller vid kuster med lågt rekreationsvärde.
Nyligen tillkännagavs att Google och Good Energies, en New York-baserad investmentfirma specialiserad på förnybar energi, beslutat ta vardera 37,5 procent av ägandet i – och kostnaden för – en stamledning för elöverföring längs amerikanska östkusten. Totalt beräknas projektet kosta fem miljarder dollar. För detta får man en drygt 600 kilometer lång basledning under vatten, från norra New Jersey till Norfolk, Virginia, med kapaciteten 6 gigawatt.
Ledningen ska ligga tre till fyra mil från kusten, och kunna ta upp el “på vägen”. Därmed kan vindkraftverk ute i havet anslutas, och förläggas där de knappt är synliga från kusten och där vinden är stark.
Systemet Atlantic Wind Connection förbilligar avsevärt anslutningen av havsbaserade vindkraftverk till nationella elnät och väntas leda till en mycket snabb utbyggnad av vindkraften. Elledningssystemet får fyra anslutningspunkter till nationella och regionala elnät, i södra Virginia, Delaware samt södra och norra New Jersey. Kabelnedläggning samt konstruktion av transformatorstationer och anslutningspunkter beräknas starta 2013 och de första delarna ska kunna tas i bruk 2016.
I dag är det stor prisskillnad på el mellan olika delar av USA:s östkust på grund av otillräcklig överföringskapacitet. Delstatspolitiker i bland annat Virginia har motsatt sig byggandet av nya högkapacitetsstamledningar, då utjämnade elpriser anses vara till nackdel för invånarna i områden där elen nu är billigast. Med en ledning på federalt vatten undviker man att delstatspolitiker blockerar byggnadsbeslut. Atlantic Wind Connection får alltså redan från början en god basal lönsamhet – även utan vind – genom att transportera kolgenererad el från låg- till högprisområden.
Liknande förutsättningar för havsbaserad vindkraft och för att via kabel överföra el till högprisområden finns i Nordsjön, Medelhavet och i havet mellan Kina, Japan och Korea.
Skogsplantering i Kina
Kina har haft betydande skogsplanteringsprogram sedan 1970-talet och har de överlägset största arealerna planterad skog i världen. På 1990-talet påbörjades plantering av skyddsskogar, främst för att begränsa sandstormar som hotade såväl jordbruksområden som människors hälsa även i jättestäder som Beijing. För närvarande pågår intensiv storskalig skogsplantering i sex områden. Vid sidan av skyddsfunktionen är tillgång till skogsråvara ett viktigt motiv för satsningen.
I genomsnitt har enligt den kinesiska vetenskapsakademien 4 miljoner hektar planterats årligen, med högre tempo det senaste decenniet, och totalt har Kina 620 000 km2 planterad skog. Kritiker har påpekat att totalarealen skulle varit klart högre om all plantering varit framgångsrik. Särskilt har frösådd från flyg, som inräknas i de planterade arealerna, varit ineffektiv.
Även så är det sammanlagda resultatet utan motstycke. Genom att man dessutom starkt begränsat avverkningen av naturskog bygger landet stadigt upp sina skogsresurser. Å andra sidan importeras hundra miljoner kubikmeter skogsprodukter, vilket starkt bidrar till skogsskövlingen på andra håll i Asien.
Kinas skogsplanteringsprojekt innebär att nästan åtta miljarder ton kol byggts in i biomassa enligt beräkningar av landets vetenskapsakademi. Det motsvarar ungefär de globala utsläppen av koldioxid under ett år.
Försäkringar för att underlätta anpassning (MCII)
Klimatförändringar leder med stor sannolikhet till att frekvensen extrema vädersituationer ökar. Torka, översvämningar, orkaner – kanske också frost på oväntade platser och tider – blir vanligare. Ju fattigare individer och samhällen är, desto svårare har de att hantera extrema väderhändelser och desto större risk att de alternativ som står till buds på sikt förvärrar situationen. I värsta fall kan återkommande katastrofalt väder utlösa massutvandring.
I de internationella klimatförhandlingarna har försäkringslösningar för att hantera den ökade risken för fattiga i utsatta områden varit ett vanligt tema. I Köpenhamn 2009 tillkom The Copenhagen Accord – en serie icke-bindande avsiktsförklaringar – där det talas om försäkringslösningar. För snabba åtgärder ställs hela 30 miljarder dollar i utsikt till 2012 och 100 miljarder till 2020.
I april 2005 lanserades Munich Climate Insurance Initiative eller MCII. Målsättningen är ett system där utsatta individer och grupper försäkras mot allvarliga klimatavhängiga skador, samtidigt som de får incitament att själva reducera risker och skador. Detta kan tyckas trivialt och självklart, men goda försäkringar medför ofta att försäkringstagaren tar större risker därför att han eller hon känner sig ekonomiskt trygg i skydd av sin försäkring. När risken är kollektiv kan ett sådant risktagande få katastrofala resultat.
På ett sätt innebär även försäkringar av MCII-typ en uppmuntran till ökat risktagande. En bonde i en torr region kan ha två grödor att välja mellan. Den ena ger mycket högre skördar under goda år men inga alls under dåliga. Den andra ger låga skördar under goda år och mycket låga dåliga år, men alltid något. Genomsnittligt är den första bättre, men bonden kan inte ta risken av utebliven skörd – då svälter familjen ihjäl. Alltså planterar han den säkra grödan som ger dåliga skördar. En försäkring kan få honom att i stället plantera den bättre grödan, eftersom familjens överlevnad är säkrad även vid missväxt.
Visst kan försäkringar mycket väl leda till att bonden ökar risken för missväxt på såväl de egna åkerlapparna som på grannarnas genom att till exempel installera en bevattningspump som sänker grundvattennivån. MCII har därför inriktats på försäkringslösningar som uppmuntrar riskreducerande åtgärder, samtidigt som de ger skydd mot katastrofer. Det går att koppla utbetalningen av försäkringspengar till objektiva mått utanför försäkringstagarens kontroll – till exempel nederbördsmängder, temperaturer, massförekomst av gräshoppor och andra skadeinsekter. Bonden kan då få ut fulla försäkringspengar trots att han med tur eller skicklighet undvikit total missväxt. Det kan också hända att han inte får några pengar trots att han lidit betydande skada.
Betalningsförmåga är en annan central fråga. Fattiga bönder har kanske inga pengar till försäkringspremien. MCII utgår från att biståndsgivare står för en stor del av kostnaden i början. Dock vill man inte skänka bort försäkringarna och kräver därför att bonden i exemplet arbetar några dagar vid ett dammbygge, en bevattningskanal eller annat som reducerar risken eller ökar anpassningsförmågan för en större grupp. Försäkringen blir hans ersättning för arbetet.
I grunden ska länderna själva identifiera sina behov och prioriteringar. För många u-länder är det en svår avvägning mellan satsningar på utveckling och riskreducerande åtgärder, och inte sällan får de senare stryka på foten.
Ett antal projekt där försäkringar kombineras med riskreducering är faktiskt igång. Horn of Afrika Risk Transfer for Adaptation (HARITA) ska skydda bönder som odlar teff – ett lokalt sädesslag – från effekterna av svår torka samt ge bättre skördar. Försäkringen skyddar mot låg nederbörd och bönderna kan betala premien med eget arbete. Projektet vill lära bönderna att kompostera och använda komposten för att bättra på jordarnas fuktbehållande förmåga; att bygga små daggsamlande strukturer på jordlotterna; att plantera träd och gräs som fixerar kväve; och att rengöra utsädet så att grobarheten ökar.
HARITA drivs i samarbete mellan bland andra Oxfam America, Swiss Re, Relief Society of Tigray (REST), etiopiska myndighetsorganisationer, International Research Institute for Climate and Society (IRI), Rockefeller Foundation och Dedebit Credit & Saving Institution. of
Sådana projekt kan drivas också utan en bindande global klimatöverenskommelse – som delar av Plan B – men de skulle fungera ännu bättre inom ramen för Plan A.
Plan C består av tänkbara geoingenjörsprojekt – endera inriktade på att minska halten av koldioxid och andra växthusgaser i atmosfären eller att minska solinstrålningen till jorden och ljusreflexionen från jorden.
Atmosfärens halt av koldioxid kan minskas till exempel genom skogsplantering eller gödsling av världshaven som ökar växternas upptag. En viktig fråga är hur länge kolet kan förbli bundet i de nya depåerna.
Bindning av koldioxid kan också ske på oorganisk väg, till exempel genom att kalk eller kiselhaltiga mineraler exponeras för luft (som innehåller koldioxid) och där koldioxiden fångas upp i små “bubbelkammare” när luften passerar en absorberande lösning. Sedan måste den infångade koldioxiden deponeras på något beständigt sätt.
Ökad inbindning av koldioxid från atmosfären
Biologiska alternativ: terrestra
Storskalig skogsplantering och kolbindande skogsskötsel
Skogar och skogsmarker är centrala för den globala kolomsättningen. I levande och död växtbiomassa samt i markbundet kol finns över 2 000 gigaton kol – nästan tre gånger så mycket som i atmosfären. Tropiska och subtropiska skogar innehåller mellan fem- och sexhundra gigaton kol och de boreala (det nordliga barrskogsbältet) nästan lika mycket. I tropikerna finns kolet mest i själva träden, i nordliga skogsområden ligger det inbäddat i marken.
De boreala och tempererade skogsområdena tar upp cirka 4,5 gigaton kol per år. En betydande del av detta binds i de boreala skogarna i torv: i tjocka lager i mossar och myrar men också som undervegetation bland träden. På minuskontot står att avverkning av tropiska skogar frigör 1,5 gigaton kol. Nettoeffekten blir att 3 gigaton binds årligen. Världens skogar tar därmed hand om nära 30 procent av människans utsläpp av koldioxid.
Skogar i tempererade områden har en mycket hög upptagspotential, och gamla skogar förmår lagra stora mängder kol per ytenhet. För närvarande innehåller de dock mindre kol än de tropiska, subtropiska och boreala skogarna. Den ryska taigan och Kanadas barrskog är ännu föremål för ganska lite skogsskötsel. Det finns en betydande risk att de förvandlas från en fälla (som binder atmosfärisk koldioxid) till en källa, om utdikningar ökar markkolets nedbrytningshastighet eller om skogs- och torvbränder får ännu större omfattning än nu.
Världens skogar och deras skötsel är med andra ord nyckelelement, vid sidan av förbränning av fossila kolväten, för atmosfärens halt av koldioxid.
En given fråga är om skogsavverkningen i tropikerna kan stoppas eller åtminstone minskas. Det handlar inte om teknik utan om ekonomi, politik och samhällelig styrning. Vid klimatmötet i Köpenhamn togs faktiskt steg mot en reell samsyn om hur de tropiska och subtropiska skogarna ska skyddas.
Vad är realistiskt att förvänta sig? Kanske kan avverkningstakten mätt som frigjort kol minska till 1 gigaton per år 2010–2020, vidare till 0,5 gigaton 2020–2030 och därefter ligga runt 0. Ännu längre fram kan man tänka sig en nettouppbindning av kol genom plantering av bland annat oljepalmer. Sådana åtgärder har givetvis ingen effekt på biologisk mångfald och andra miljöskyddsmål, men kan temporärt binda in kanske 0,5 gigaton koldioxid per år från 2040 och några decennier framåt.
Skogarna i tempererade områden innehåller de minsta mängderna organiskt bundet kol av världens tre stora skogsregioner, och är minst till ytan av de tre, men har den största potentialen för ökat upptag. En medveten satsning på skogsplanteringar kan kanske bygga in 1 gigaton kol om året under femtio år framåt. Det ger råvara till skogsindustrin och dessutom minskad erosion och mindre extrema lokala temperaturer.
De boreala skogarna bjuder på speciella problem. Vill man öka skogsproduktionen är en av de viktigaste åtgärderna att dika, så som skett med till exempel flertalet svenska “sumpskogar”. Trädmassans tillväxt kan därmed ökas väsentligt. Det beror på att näringsämnen frigörs snabbare från luftad mark än från vattendränkt genom att den mikrobiella nedbrytningen av organiskt material går fortare. Både närsalter och koldioxid frigörs snabbare – och eftersom en stor del av kolet i boreala skogar ligger nere i och på marken handlar det om stora mängder koldioxid.
Kommer då trädens snabbare tillväxt att binda mer kol än vad som frigörs vid snabbare nedbrytning? Vad blir effekten av ett varmare klimat på de boreala skogarnas kolbalans? Det vet vi ännu inte.
En annan fråga är om de boreala skogarnas klimatpåverkan främst rör metan och kväveoxider. Dessa produceras mestadels i syrefattig miljö, och mer när det är varmare. Minskar avgången av metan och kväveoxider från skogsmark så mycket efter dikning att det kompenserar för den ökade avgången av (den svagare) växthusgasen koldioxid?
Det finns så många frågor om nettoeffekten av skötsel i de boreala skogarna att det ter sig alltför osäkert att räkna med någon viss potential för ökad inbindning av kol. Till detta kommer problemet med skogsbränder. En del forskare menar att vid en given temperatur och sommarnederbörd bestäms frekvensen skogsbränder av den totala mängden organiskt material i skogen. Ju mer, desto mer omfattande bränder. I så fall skulle skogarnas kolinnehåll inte kunna öka över en viss nivå med mindre än att man samtidigt satsar på effektiva åtgärder mot brandrisken.
Om de skisserade åtgärderna ovan ger resultat, skulle skogarnas upptag av koldioxid från atmosfären kunna öka från dagens 3 gigaton per år till det dubbla 2040, och ligga kvar där några decennier. Detta kan för en tid reducera problemet med ökande atmosfärshalter, men är ingen långsiktig lösning.
För att åstadkomma något mer varaktigt måste kolet som skogarna tar upp och binder in i biomassa lagras på sådant sätt att det inte bryts ner. Torvmossar och öknar är några tänkbara lagringsplatser eftersom nedbrytningshastigheten där är mycket låg. I torvmossar, där vedbiomassan måste grävas ner, finns dock risk att grävningarna påskyndar nedbrytning av torven. Det skulle motverka åtgärdens syfte. Ett annat förslag är att biomassan omvandlas till träkol och lagras i finfördelad form i marken – det kan ha positiva sidoeffekter genom att påverka markstrukturen och omsättningen av näringsämnen och tungmetaller.
Men det är nog billigare att bränna biomassan och låta den ersätta fossila bränslen. Om man dessutom samlar in och lagrar koldioxiden som frigjorts vid förbränning, får man en koldioxidneutral energi som samtidigt bidrar till att sänka atmosfärens koldioxidinnehåll. De råder dock stor osäkerhet om åtgärdernas storlekspotential och kostnader.
Gödsling av torvmossar
Torv är ofullständigt nedbrutna växtrester, ofta från mossa och gräs, som ligger i en våt, sur och syrefattig miljö. Torv utgör en av världens stora deponier av kol med sina uppskattningsvis minst 400 miljarder ton. Två tredjedelar finns i skogsområdena i främst Ryssland och Kanada och resten i tropikerna – främst Indonesien. I norr täcker torvmarkerna 4 miljoner km2, varav i Sverige runt hundratusen km2.
Den gängse bilden är att de nordliga torvmarkernas tillväxt startade på allvar efter den senaste istiden för 8 000–16 000 år sedan, och att tillväxten var betydligt snabbare i början än i dag. I många så kallade högmossar ligger mossens tillväxtskikt på en liten kulle av underliggande dött material. Där har skiktet ringa tillgång till annat genomströmmande vatten än regnvatten och lider därmed stor brist på närsalter och mineraler. Hur ser torvens tillväxt ut under olika perioder? Hur stor har nedbrytningen varit, och hur mycket har blivit till metan respektive koldioxid? Det är obesvarade frågor till stor del.
Vi vet att dränering ökar nedbrytningen av torv avsevärt och ökar risken för bränder som frigör koldioxid. Uppdämning ökar å andra sidan tillväxten av den viktigaste torvbildande mosstypen, Sphagnum, och minskar nedbrytningen. Högre temperatur ökar både torvens tillväxt och nedbrytning, med oklar nettoeffekt.
Kvävegödsling är alltid positivt för tillväxten, men har obetydlig effekt på nedbrytningen enligt de flesta studier. Det kan därför finnas en potential för ökad inbindning av kol i torv genom att öka vattennivån och tillföra kväve. I högmossar ökar tillväxten också markant om det övre skiktet avlägsnas. Den erhållna torven kan användas som förbättringsmedel som ökar humushalten i magra jordar. Där bryts den visserligen ner på sikt, men har positiv effekt på markernas avkastningsförmåga. Alternativt kan torven eldas och ersätta fossila bränslen.
Genmanipulerade saltvattentåliga växter
Tillgång på sötvatten är en av de viktigaste faktorerna som begränsar växtligheten i främst varma öknar och halvöknar. Ansträngningar har gjorts, inte minst i Israel, för att med konventionell växtförädling öka jordbruksgrödors tolerans för brackvatten. Resultaten är positiva men inte sensationella. Växter som kan utnyttja relativt salt vatten finns det dock ganska gott om, exempelvis strandråg och mangrove.
Högst sannolikt skulle modern genteknik kunna överföra gener för saltvattentolerans till andra arter, och få fram gräs och träd med ännu större tolerans och bättre tillväxt vid bevattning med havsvatten än vad dagens mangrovearter har.
I en spekulativ framtid kan genmanipulerade saltvattentåliga växter bilda ett fjärde globalt skogsområde i varma öknar och halvöknar, och kanske binda in ett par hundra gigaton kol i biomassa. Det tar några hundra år att genomföra, men upptaget blir så stort att den pågående ökningen i atmosfären kan hejdas.
Biologiska alternativ: marina
Järngödsling av världshaven
En av de mest diskuterade metoderna för att reducera atmosfärens halt av koldioxid är gödsling av oceanerna med järn. John Martin, dåvarande chef för Moss Landing Marine Laboratory, använde vid ett seminarium 1988 följande dramatiska ord:
– Ge mig en supertanker med järnklorid och jag ska ge er en ny istid.
Utgångspunkten för hans resonemang är att i delar av världshavens ytvatten förefaller just järn vara det spårämne som främst begränsar produktionen av växtplankton. Detta gäller framför allt runt ekvatorn i Stilla havet samt i Södra oceanen runt Antarktis.
Relationerna mellan olika grundämnen som finns i växtplankton brukar anges som 106 C: 6 N: 1 P: 0,001 Fe. Om fosfor (P) är den begränsande faktorn för planktonproduktion, och en fosforatom tillsätts, binds hundra kolatomer (C) upp. Om det är järn som är begränsande och en atom järn (Fe) tillsätts, blir det hundratusen atomer kol som binds. Eftersom kols atomvikt är ungefär 12 och järns nästan 56, skulle ett ton järn i löslig form kunna binda in drygt tjugo tusen ton kol i växtplankton.
Uttryckt på annat sätt kan människans utsläpp av koldioxid – 8,5 gigaton årligen räknat som kol – balanseras genom att oceanerna gödslas med 400 000 ton järn per år. Eftersom det årligen bryts 2,3 gigaton järn i världen, framstår detta som hanterligt.
Vari ligger knuten? Vi får backa lite och titta på oceanernas och atmosfärens roll i kolets kretslopp. Oceanerna innehåller stora mängder kol – runt 35 000 gigaton – som lätt kan vandra upp i atmosfären. Det kan jämföras med atmosfärens 750 gigaton.
Det allra mesta kolet i oceanerna finns dock i djupvattnet och kommer bara i kontakt med atmosfären när det cirkulerat upp och nått ytan. Det är en process som tar tusentals år.
Ytvattnet befinner sig i ett slags koldioxidjämvikt med atmosfären. Alger tar upp koldioxid ur vattnet, som i sin tur tar upp koldioxid från atmosfären. En del av algerna äts av djurplankton som i sin tur blir fiskföda. Delar av det organiska materialet blir koldioxid på nytt och blir kvar som sådant i ytvattnet, medan andra delar sjunker ner – som alger, fekalier eller döda djur. Förr eller senare bryts också nästan allt detta ner, men den bildade koldioxiden hamnar i djupvattnet och blir kvar där under lång tid.
Att kol i organisk form förs ner från ytvattnet, och “pacificeras” i djupare vattenlager, kallas ibland den biologiska pumpen. Årligen sänker pumpen 10 gigaton kol. Det är alltså pumpens kapacitet som nästan kan fördubblas med järngödsling.
Ett problem har att göra med hur långt ner det organiska material som lämnar ytvattnet sjunker innan koldioxid frigörs. Nästan inget når botten av oceanerna. En ringa del når flera tusen meters djup. En relativt stor del stannar upp i språngskiktet, gränsområdet mellan varmare, mindre salt ytvatten och kallare, mer salt djupvatten. Hur lång tid tar det innan detta vatten når ytan och koldioxiden “aktiveras”? Troligtvis mycket kortare tid än tusentals år. Hur mycket av den extraproducerade algmassan skulle hamna i språngskiktet?
Nästa problem har att göra med begränsande faktorer. Traditionellt har kväve ansetts som den viktigaste begränsningen för produktionen av alger och andra växter i havet. På senare tid har detta alltmer ifrågasatts, men mer därom senare.
Om man nu tillsätter järn och ökar produktionen i havsområden där järn är begränsande, når man till slut en gräns där något annat ämne blir den produktionsbegränsande bristvaran. Låt oss anta att detta är just kväve! Mer kväve tas alltså upp där järn tillsätts, och kväveinnehållet i oceanernas ytvatten minskar.
Vad händer på sikt utan järngödsling? Vattnet blandas om och förr eller senare kommer detta kväve till ett område där just kväve är begränsande för planktonproduktionen. Om nu kvävet tagits upp sedan haven gödslats med järn där järnet var begränsande, kommer mindre kväve att finnas tillgängligt “nedströms” senare. Produktionen minskar då nedströms. Nettovinsten av gödsling blir därmed mindre än den först verkade bli. Hur mycket mindre? Det är en obesvarad fråga.
Forskarnas försök med järngödsling i Stilla havet, Södra oceanen och Indiska oceanen har visat att järntillsatser kan stimulera algproduktionen kraftigt. Ofta har resultatet blivit algblomningar. Men ibland har populationerna av djurplankton kunnat växa till nästan lika snabbt som algerna, varvid blomningarna uteblivit. Nettoresultatet är högre biomassa per volymenhet vatten.
Även när tydliga blomningar (massutveckling av planktonalger) ägt rum, har transporten neråt av organiskt material inte varit så stor som forskarna trott. Betande djurplankton har hunnit äta upp mer av den nybildade biomassan än beräknat. Resultaten kan bero på att forskarna doserat för lite järn över för små områden.
Men sammantaget pekar experimenten på att potentialen för järngödsling i klimatsyfte i oceanerna är mycket mindre än enligt teorin.
Borrkärnor i isen i Antarktis visar att det funnits höga halter av luftburet järn (från vulkanutbrott) regelbundet de senaste femhundratusen åren som sammanfallit med perioder av låga koldioxidhalter i atmosfären. Koldioxidhalten har varierat med cirka 100 ppm (miljondelar), vilket ungefär motsvarar människans bidrag till atmosfärens halt hittills. Samvariationen kan dock vara resultatet av en tredje faktor. Vidare skulle en så omfattande kolbindning i planktonproducerat organiskt material förutsätta att världshaven nästan tömdes på närsalter som fosfor, kväve och kisel.
Studier av ett område mellan Sydafrika och Australien nära ön Kerguelen, där uppvällande djupvatten med höga halter av järn och andra näringsämnen ger nästan oavbruten algblomning, visar genomgående låga koldioxidvärden i ytvattnet och en omfattande nedåtriktad transport av organiskt bundet kol.
Men studier efter ett vulkanutbrott 2008 på ön Kasatochi i Aleuterna utanför Alaska visar nästan motsatt resultat. Ett 250 miljoner kubikmeter stort moln av järnhaltig aska sprutade ut och blåste iväg över havet. Det blev en intensiv algblomning, som dock enligt forskare vid Victoria University, Kanada, “bara” innebar att 10 miljoner ton kol avlägsnades ur atmosfären.
Kanske kan skillnaderna mellan dessa resultat förklaras av modellstudier som pekar på att det är Södra oceanen som har de allra bästa förutsättningarna på jorden att ta upp och föra undan stora mängder koldioxid efter järngödsling.
Vilka sidoeffekter kan uppstå om man genomför omfattande järngödsling av Södra oceanen och tropiska Stilla havet?
Till att börja med blir det inte nödvändigtvis samma alger som stimuleras till massutveckling genom järngödsling som de annars dominerande algerna. Detta kan ge följdeffekter: andra arter av djurplankton som betar av algerna och andra fiskar och andra predatorer i senare led som massutvecklas. Det kan vara både positivt och negativt från människans synpunkt, men kalkylerna är osäkra.
Mer organiskt material som förs ner i djupare vattenlager och bryts ner medför större syreåtgång där. Resultatet kan bli stora områden med syrebrist som skadar fiskar och andra organismer.
Nedbrytning av organiskt material i syrefattig miljö kan också betyda att det bildas kväveoxider och metan som är starkare växthusgaser än koldioxid. Om och när dessa gaser slipper ut i atmosfären, motverkas effekten av koldioxidupptaget.
Å andra sidan vet forskarna att det i samband med nedbrytning av organiskt material i havet bildas ganska stora mängder dimetylsulfid, som är en svavelförening. Dimetylsulfid bidrar till molnbildning som i sin tur reflekterar ut inkommande solljus och bidrar till att kyla jorden.
Gödsling av kustområden med kväve och fosfor
Gödsling av kustområden med fosfor och kväve sker redan i stor omfattning. Huvudsakligen är det floder som för ut näringsämnen i havet. En del är naturligt, det skulle inträffa även människan förutan. En stor del av världens oljeförekomster är resultatet av riklig växtplanktonproduktion i grunda havsområden som skapat tjocka organiska sediment, som sedan genom geologiska omlagringar isolerats och petrifierats. En annan, större del av dagens närsaltsutflöde är människans verk: avrinning från gödslad jordbruksmark och utsläpp av avloppsvatten.
I mer eller mindre inneslutna kustområden och innanhav, som Östersjön, Cheasapeake Bay (sydöstra USA) och Japanska inlandshavet, ger utsläppen upphov till återkommande stora algblomningar. Forskare har länge diskuterat om det är kväve eller fosfor som utgör den främsta begränsande faktorn. Limnologerna har fokuserat på fosfor. Marinbiologerna håller på kväve, eftersom halterna av de vattenlösliga kväveföreningarna oftast varit mindre än sex gånger så höga som fosfathalterna. Relationerna mellan kväve och fosfor i växtplankton är annars 6:1.
Mycket tyder dock på att limnologerna haft mest rätt. Om fosforhalten är hög, gynnas blågröna alger och vissa fotosyntetiska bakterier som förmår fixera luftkväve och således kan skapa sin egen kvävegödsling. Vid nedbrytning hamnar de frigjorda kväveföreningarna nitrat, nitrit och ammonium på nytt i vattnet och blir tillgängliga för andra alggrupper.
I de nämnda kusthaven blommar alger som regel vid två eller tre tillfällen. På våren blommar kiselalger, sedan blommar grönalger ofta på försommaren, och slutligen blågröna (kvävefixerande) alger på sensommaren. De senare upplevs som de värsta av badare och båtmänniskor.
Men vad betyder dessa kustnära algblomningar för upptaget av koldioxid och för atmosfärens halt av koldioxid? Östersjön kan här tas som exempel. Med ytan 415 000 km2 och en årlig fixering av cirka 150 gram kol per kvadratcentimeter binds ungefär 60 miljoner ton kol årligen in i planktonbiomassa.
En stor del av biomassan bryts snabbt ner och återgår till atmosfären som koldioxid. En annan del sjunker under språngskiktet och ner i det saltare, kallare bottenvattnet, där nedbrytningen går långsammare. En ständigt pågående minskning av syrehalten i bottenvattnet visar dock att nedbrytningsprocessen fortgår även där. Närvaron av sulfat (SO42-) som kan reduceras till sulfid (S2-) gör att nedbrytningen av organiskt material kan fortgå även när syrehalten i vattnet är mycket låg.
Hur mycket kol som varaktigt inlagras i sedimenten, är en omdebatterad fråga. Tillförseln av organiskt bunden fosfor till sedimenten beräknas uppgå till runt 80 000 ton per år. Det skulle innebära att 8 miljoner ton kol tillförs sedimenten (eftersom kvoten kol/fosfor är 100:1), vilket motsvarar 13 procent av primärproduktionen. Men nedbrytningen fortsätter även i sedimenten, och såväl koldioxid som metan bildas som nedbrytningsprodukter.
Kan man öka primärproduktionen i kustnära havsområden och därmed reducera atmosfärens koldioxidhalt? I princip ja – men det finns praktiska invändningar. Den första är att stora ansträngningar i dag görs, inte minst av länderna runt Östersjön, att minska närsaltsutsläppen och därmed eutrofieringen som beror på algblomningar, syrebrist och annat. Att plötsligt byta policy vore varken enkelt eller okontroversiellt.
Närsaltsutsläppen minskar även därför att sötvatten på många håll anses så värdefullt att man inte vill låta det rinna ut i havet. När sötvatten i ökande utsträckning används för bevattning blir det mindre flöden till haven.
Nilen och Medelhavet kan tjäna som exempel. Sedan dammen vid Assuan byggdes på 1960-talet och Egyptens konstbevattnade åkerareal ökat dramatiskt, är Nilen en rännil när den når fram till Medelhavet. En konsekvens är att inträngande saltvatten i deltaområdet minskat odlingsmarken där. En annan är att ansjovisfisket i västra Medelhavet kollapsat därför att tillförseln av närsalter från Nilen nästan upphört.
Ett viktigt argument mot gödsling med fosfat och nitrat är den nyckelroll som fosfor har. Just fosfor är en verklig bristvara på sikt och det finns inget substitut. Om fosforgödsling används för att binda upp den koldioxid som människan tillför atmosfären (8,5 gigaton kol) behövs 85 miljoner ton. Det motsvarar världens samlade fosforproduktion. Om sedan nettoeffekten är 10 procent eller mindre, blir detta helt ogörligt. Dessutom får det katastrofala följder för livsmedelsproduktionen i världen.
Kan man öka effekten genom att gödsla i havsområden där en större andel av kolet som binds av algerna hålls borta från atmosfären för längre tid?
Det kan man göra i djupare hav där det tar tusentals år för djupvattnet att komma upp till ytan. Man skulle också kunna gödsla ytvattnet i ett permanent skiktat innanhav som Svarta havet. Även här skulle kolet som binds in vid planktonproduktion undandras atmosfären för lång tid. Men sådana havsområden är ovanliga.
Sammantaget synes närsaltsgödning av kustvatten och innanhav som ett sämre alternativ än järngödsling av världshaven.
Ladda ned “Vad kan vi göra åt den globala klimatförändringen?”
