Studie: Stratosferische aerosolinjectie is onvoorspelbaarder en riskanter dan gemodelleerd

Studie waarschuwt dat stratosferische aerosol-injectie onvoorspelbaarder en risicovoller is dan gemodelleerd

Overzicht

Waarom SAI is voorgesteld

SAI beoogt de tijdelijke wereldwijde afkoeling na te bootsen die volgde op grote vulkaanuitbarstingen, met name de Mount Pinatubo in 1991, waarbij zwaveldioxide in de stratosfeer werd geïnjecteerd en de wereldwijde temperatuur gedurende ongeveer twee jaar met circa 0,5 °C daalde. Enkele eerdere studies suggereerden dat doelbewuste injecties de opwarming zouden kunnen verminderen tegen relatief lage jaarlijkse kosten in vergelijking met de bredere economische gevolgen van ongecontroleerde klimaatverandering. De studie van Columbia onderzoekt of dat beeld standhoudt onder realistische operationele en materiële beperkingen.

Belangrijkste bevindingen

• Materiaalgedrag: Fijne mineraaldeeltjes die worden voorgesteld als alternatieven voor sulfaten (bijvoorbeeld calciumcarbonaat, titaniumdioxide of aluminiumoxide) hebben de neiging om samen te klonteren tot grotere aggregaten in geconcentreerde pluimen. Die aggregaten verstrooien zonlicht veel minder efficiënt en vallen sneller uit de stratosfeer.
• Technische moeilijkheidsgraad: Het op schaal voorkomen of opbreken van aggregaten zou compressie- en verspreidingssystemen vereisen die de capaciteit van bestaande vliegtuigen ver te boven gaan, wat het laadvermogen aanzienlijk vermindert en de energie- en kosteneisen verhoogt.
• Impact op de toeleveringsketen: Een SAI-programma van meerdere decennia op de schaal die in sommige scenario's is gemodelleerd, zou grote delen van de wereldwijde productie van bepaalde materialen kunnen opslokken. De studie schat dat een 15-jarig programma, ontworpen om de opwarmingssnelheid te halveren, tot 40% van de wereldwijde productie van zirkoniumerts zou kunnen vereisen en de huidige productie van industriële diamant zou kunnen overstijgen.
• Economische en geopolitieke risico's: Een grote, plotselinge vraag naar specifieke mineralen zou de prijzen kunnen opdrijven, industriële sectoren onder druk kunnen zetten en nieuwe strategische kwetsbaarheden in de toeleveringsketens van mineralen kunnen creëren.

Operationele en bestuurlijke overwegingen

Implicaties voor vaste versus sulfaataerosolen

Vaste mineraalaerosolen zijn voorgesteld om enkele bekende nadelen van sulfaatinjecties te vermijden, waaronder mogelijke aantasting van de ozonlaag. De analyse van Columbia toont aan dat juist de eigenschappen die vaste stoffen aantrekkelijk maken in modellen — een hoge reflectiviteit en geringe opwarming — mogelijk niet standhouden bij verspreiding in de echte wereld en atmosferische chemie. Als er aggregaten ontstaan of als deze niet betrouwbaar op micronschaal kunnen worden verspreid, kunnen minerale kandidaten hun gemodelleerde voordelen verliezen.

Conclusies en aanbevelingen

De studie concludeert dat SAI te maken heeft met aanzienlijke praktische beperkingen die vaak ontbreken in geidealiseerde klimaatmodelsimulaties. Belangrijke aanbevelingen zijn onder meer:

1. Gericht onderzoek naar de microfysica van aerosolen onder realistische omstandigheden van stratosferische pluimen, inclusief aggregatiedynamiek en de gevolgen voor straling.
2. Ontwikkeling en testen van verspreidingstechnologieën die in staat zijn om de beoogde deeltjesgrootte af te leveren en te behouden zonder grote aggregaten te produceren.
3. Beoordeling van de toeleveringsketens van materialen en de potentiële economische gevolgen van grootschalige vraag naar specifieke mineralen.
4. Internationale bestuurlijke kaders om coördinatie, implementatiestandaarden en risicoafwegingen te beheren, aangezien gedecentraliseerde activiteiten de gevaren aanzienlijk kunnen vergroten.