Analyse

De zon dimmen om het klimaat te redden: het onderzoeken waard of te gevaarlijk om zelfs maar te willen?

null Beeld Rein Janssen
Beeld Rein Janssen

Als het nu maar niet lukt de CO2-uitstoot voldoende terug te brengen, kunnen we dan geen technieken ontwikkelen om het klimaat kunstmatig te laten afkoelen? Langzaamaan wint dit idee terrein, maar volgens tegenstanders is het te gevaarlijk om zelfs maar te onderzoeken.

Het is het jaar 2060 en de opwarming van het klimaat dreigt uit de hand te lopen. Voor de zoveelste keer toont de televisie mensen die door overstroomde steden waden, terwijl de Tweede Kamer debatteert over het groeiende aantal droogtevluchtelingen. De meeste koraalriffen zijn verbleekt en verdwenen. En alle windmolens en zonnepanelen die de afgelopen decennia in het landschap verschenen ten spijt, staat de netto-CO2-uitstoot nog steeds niet op nul. Dan zegt ergens een regeringsleider: zullen we dan toch maar de vliegtuigen de lucht insturen?

Die vliegtuigen zouden zwaveldeeltjes kunnen bevatten, of aluminium, of kalk. Eenmaal rond gespoten in de stratosfeer, hoog boven de wolken, kaatsen deze rondzwevende deeltjes zonlicht terug de ruimte in. Zo zorgen ze voor verkoeling, als een doorzichtige parasol. De klimaatopwarming is gestuit. Het dure, nieuwe deltaplan dat Nederland heeft opgesteld vanwege de dreigende zeespiegelstijging, kan voorlopig weer in de kast.

Zo zou het ongeveer kunnen verlopen. Althans, in het scenario dat het rampzalig uitpakt met de klimaatverandering, en juist zeer goed met geo-engineering. Dat is de term voor technieken waarmee mensen het klimaat naar hun hand kunnen zetten. Want als we het klimaat per ongeluk kunnen opwarmen, waarom kunnen we het dan niet expres laten afkoelen?

Prominent adviesorgaan

Het loont de moeite om dat in elk geval te onderzoeken, oordeelde de National Academy of Sciences onlangs. Dit prominente adviesorgaan van de Amerikaanse regering vindt dat de VS de komende vijf jaar 100- tot 200 miljoen dollar moeten steken in onderzoek naar de vraag of de thermostaat van de aarde met wat technologische hulp kan worden bijgesteld.

Het Amerikaanse voorstel past in een kentering in het denken over geo-engineering in de wetenschappelijke wereld, ziet Herman Russchenberg, hoogleraar atmosfeeronderzoek aan de TU Delft. Het idee achter dit soort futuristische technieken bestaat al vele jaren, maar zat volgens hem lang in de taboesfeer; te riskant, te eng. Die houding ziet hij bij steeds meer onderzoekers veranderen, nu de CO2-lijntjes almaar de verkeerde kant op blijven gaan.

Ook Russchenberg acht onderzoek naar dit onderwerp broodnodig. Met andere Nederlandse wetenschappers werkt hij aan een nationaal onderzoeksprogramma, dat hij later dit jaar hoopt te presenteren. De vervolgstap zou een Europees programma zijn. ‘Dit is te belangrijk om alleen aan de VS over te laten.’

Hij vindt daarbij Frank Biermann, hoogleraar internationaal duurzaamheidsbeleid aan de Universiteit Utrecht, tegenover zich. Ook Biermann heeft zich verenigd met een groep experts, van over de hele wereld. Hun doel is juist om onderzoek naar kunstmatige zonsverduistering zo snel mogelijk een halt toe te roepen. ‘Er zitten serieuze risico’s aan, óók als het alleen maar wordt onderzocht.’

null Beeld

Warmtehuishouding

Waarom? Daarvoor is het nodig eerst te kijken hoe kunstmatige klimaatafkoeling in zijn werk zou gaan. De discussie rond geo-engineering spitst zich vooral toe op technieken die de warmtehuishouding van de atmosfeer kunnen beïnvloeden. Hierom draait ook het advies van de National Academy of Sciences. Het kansrijkst lijkt het inspuiten van de eerdergenoemde deeltjes om zonlicht te reflecteren.

Dit bootst een grote vulkaanuitbarsting na. Daardoor belanden zwaveldioxidedeeltjes kilometers hoog in de atmosfeer, met een meetbare afkoeling als gevolg. Toen Mount Pinatubo uitbarstte in 1991, omvatte het vrijgekomen zwavel na een paar weken de hele planeet en daalde de wereldwijde temperatuur een halve graad, volgens de Nasa. In die zin is het een beproefd concept. Al is er ook een belangrijk verschil: het effect van een vulkaanuitbarsting is tijdelijk, bij menselijk ingrijpen zou er een soort permanente vulkaanuitbarsting in stand worden gehouden.

Een ander idee is om de laaghangende wolken boven de oceaan witter te maken. Hierdoor weerkaatsen ze meer zonlicht, zoals een wit shirt op een zonnige zomerdag, dat koeler is dan een zwarte. Daarbij geldt: hoe meer waterdruppels in de wolken, hoe beter ze licht weerkaatsen. Die druppels ontstaan weer doordat waterdamp neerslaat op minuscule stofdeeltjes in de lucht. Dus als vanaf de oceaan een enorme hoeveelheid stofdeeltjes, zoals zeezout, de lucht in wordt gespoten, zou dat een witter wolkendek opleveren.

Cirrusbewolking

Dat dit op kleine schaal werkt, blijkt zelfs al uit de praktijk: de stofdeeltjes die in de uitlaatgassen van schepen zitten, leiden meetbaar tot iets wittere wolken, schrijven Britse en Amerikaanse onderzoekers in een overzichtsartikel uit 2012.

Er is nog een derde optie: ingrijpen in de cirrusbewolking, de vederachtige ijswolken die op grote hoogte hangen. Zij reflecteren eveneens zonlicht, maar ze kaatsen ook warmtestraling terug naar het aardoppervlak, waardoor ze een soort isolerende deken vormen. Verdun je de deken, dan zou dat netto tot afkoeling leiden.

De verwachting is dat dit kan lukken door, wederom, op hoogte stofdeeltjes rond te spuiten. In geval van de ijswolken groeit ijs aan op die deeltjes. Het gevolg is dat zich grotere kristallen vormen, die naar beneden vallen. Zo ontstaan er gaten in de deken. Van de genoemde manieren om te sleutelen aan de atmosfeer, is deze de minst goed begrepen, schrijft de National Academy of Sciences in zijn adviesrapport.

null Beeld Rein Janssen
Beeld Rein Janssen

Niet dat wetenschappers de andere technieken wel goed doorgronden. Dat ze opwarming met succes zouden kunnen stuiten, blijkt vooral nog uit computermodellen. Aanstaande juni wilden onderzoekers van Harvard een eerste stap naar de praktijk zetten door een ballon op te laten in het noorden van Zweden. Die zou tot 20 kilometer hoogte moeten stijgen, om te testen of zo’n ballon een geschikte manier is om deeltjes los te laten in de stratosfeer, gezien de barre omstandigheden op die hoogte.

Op een later moment zou de ballon tot 2 kilo kalkdeeltjes rondspuiten. Veel te weinig om het klimaat te beïnvloeden, maar genoeg om te meten of de deeltjes inderdaad zoveel zonlicht reflecteren als verwacht. Milieuorganisaties tekenden bezwaar aan. Niet omdat die paar kilo kalk in de lucht kwaad kan, maar omdat ook zij normalisering vrezen van een in hun ogen onwenselijke techniek. Een adviescommissie besloot dat het experiment beter kon worden uitgesteld. Eerst is er meer draagvlak nodig.

Theorieën en modelberekeningen

En dus blijft geo-engineering voorlopig een vak van theorieën en modelberekeningen. Hoeveel stof er precies nodig is om genoeg zonlicht te weerkaatsen, wat een goede locatie is om het in te brengen, hoe vaak je opnieuw moet spuiten: allemaal erg onzeker. Onze kennis is in elk geval volstrekt onvoldoende om op dit moment met het klimaat te gaan rommelen, daarover is geen enkele wetenschappelijke discussie.

Wat Herman Russchenberg betreft zou het wél verstandig zijn hier onderzoek naar te doen. ‘Het is eigenlijk heel simpel: we dringen de CO2-uitstoot te langzaam terug, dus de kans dat we in een te warme wereld terechtkomen wordt steeds groter’, zegt hij. ‘Dan moet je weten welke technieken straks eventueel beschikbaar zijn om de schade te beperken.’ Het is volgens hem goed mogelijk dat onderzoek uitwijst dat het helemaal niet werkt. Maar dan weten we dat tenminste zeker.

Hij hoopt dat het nooit nodig zal zijn om te rommelen met Moeder Natuur, benadrukt hij. ‘Maar als we zo doorgaan met ons klimaatbeleid, moeten we misschien wel. Dan kunnen we beter voorbereid zijn door nu al goed onderzoek te doen, in plaats van straks paniekerig en haastig naar middelen te grijpen die we niet goed begrijpen.’

Dat sleutelen aan het klimaat verstoringen met zich meebrengt, is zeer waarschijnlijk, zegt Claudia Wieners, die als klimaatwetenschapper aan de Universiteit Utrecht onderzoek doet naar het onderwerp. De vraag is hoe sterk die verstoringen zijn. En of de voordelen opwegen tegen de nadelen.

Op grote hoogte kunnen zwaveldeeltjes, een veelgenoemde kandidaat om licht mee te reflecteren, de ozonlaag aantasten, legt ze uit. Er is ook een klein risico dat ze zure regen veroorzaken. Bovendien kan deze techniek weerpatronen als de moessonregens verstoren en een wereldwijde verdroging veroorzaken, die over het algemeen wellicht beperkt is, maar in toch al droge gebieden problemen kan veroorzaken.

Dat komt doordat de oorzaak van het klimaatprobleem ongemoeid blijft: menselijke CO2-uitstoot. Als je de aardoppervlakte afkoelt door zonlicht te blokkeren, blijft CO2 de hogere luchtlagen verwarmen, legt Wieners uit. Regendruppels ontstaan juist voor een belangrijk deel doordat opstijgende waterdamp afkoelt in hogere luchtlagen. Het klimaatsysteem is zo ingewikkeld, dat er slecht zicht is op dit soort neveneffecten.

Voorstanders menen dat onderzoek ook daarom belangrijk is: om in de toekomst domme fouten te voorkomen. Maar tegenstander Frank Biermann vreest dat de geest uit de fles is als uit onderzoek blijkt dat het kan werken. ‘Zodra zo’n technologie enigszins mogelijk en uitvoerbaar lijkt, springen de industrie en landen erop die een belang hebben om de CO2-uitstoot langzamer terug te dringen. Zo van: het kan ook anders, we kunnen ook de zon even dimmen. Ik vrees dat er dan nog tien, twintig jaar langer fossiele brandstoffen uit de grond worden gehaald die daar écht in moeten blijven zitten.’

Bijwerkingen

Maar zijn voornaamste bezwaar is: wie bepaalt eigenlijk of we eigenhandig met het wereldwijde klimaat gaan rommelen, zeker als sommige gebieden − vooral in ontwikkelingslanden − meer last hebben van vervelende bijwerkingen dan andere? ‘Dit wordt voorgesteld door natuurwetenschappers die niet voldoende meewegen hoe het internationale politieke systeem functioneert. Er bestaat geen internationale structuur die hierover kan beslissen. Wat mij veel waarschijnlijker lijkt, is dat westerse landen, vooral de VS, een dominante rol pakken en voor de rest van de wereld besluiten dat we de zon even gaan dimmen.’

Wat hem betreft zetten wetenschappers geen stap verder tot er op zijn minst in VN-verband over is gesproken met landen in Afrika, Azië, Latijns-Amerika, en met de eilandstaten wier voortbestaan door zeespiegelstijging wordt bedreigd. Hij pleit zelfs voor een verbod op de ontwikkeling van dit soort technologieën. ‘Je mag ook niet zomaar mensen klonen. Ik ben zeer voor wetenschappelijke vrijheid, maar dat betekent niet dat wetenschappers alles mogen en moeten doen wat kan.’

Met de vraag wie er moet beslissen over klimaatafkoeling, een ingreep met wereldwijde implicaties, worstelt Claudia Wieners ook. ‘Wat als er over een paar decennia een Amerikaanse president is die zegt: America first, New Orleans dreigt te overstromen, pech voor de Sahel als het daar droger wordt?’

Ze kent en begrijpt de bezwaren van Biermann en ziet dat dit onderwerp enorme dilemma’s met zich meebrengt. Zelf heeft ze besloten dat meer onderzoek toch de verstandigste route is. ‘Hadden we van begin af aan moeten zeggen: we willen geen chemotherapie ontwikkelen, toen we nog niet wisten of het werkte, omdat het iemand zou kunnen vergiftigen? Ook daarbij is het nog altijd een zware afweging of je die zeer imperfecte, met veel bijwerkingen belaste therapie wil inzetten. Maar soms is het nodig.’

Het voorkomen van klimaatproblemen is het allerbeste, benadrukt ze. En dat kan alleen door CO2-uitstoot terug te dringen. Maar als dit niet snel genoeg gaat, kan geo-engineering volgens haar een aanvulling zijn, om bijvoorbeeld net die halve graad opwarming extra te voorkomen. ‘Ik vind dat we die optie open moeten houden. Maar het is hoe dan ook een smerige oplossing.’

Het klimaat sturen met algen en vergruisde stenen

Een heel andere tak van geo-engineering is het afvangen van CO2. Een van de exotischere plannen op dat vlak is het ‘bemesten’ van de Zuidelijke Oceaan met ijzer. Hierdoor zou een enorme algenbloei kunnen ontstaan, want algen worden belemmerd in hun groei door een tekort aan ijzer. Die algen vangen tijdens hun groei CO2 af, als ze doodgaan en naar de bodem zinken zou al dat koolstof uiteindelijk worden begraven.

Het is maar de vraag of dit werkt, legt klimaatwetenschapper Claudia Wieners uit. Probleem één: wie zegt dat al die dode algen onderweg niet bijna allemaal worden opgegeten of wegrotten? Bij vertering en rotting wordt het organische materiaal afgebroken en komt de CO2 weer vrij. Probleem twee: wat als er door al die algenbloei tekorten aan andere grondstoffen ontstaan, waardoor er verderop minder algen groeien? En mocht dit allemaal wel goed gaan, dan zou de rest van het ecosysteem verstoord kunnen raken.

Iets minder exotisch is het idee van negatieve emissies via biomassa. Door planten en bomen op te kweken, ze vervolgens te gebruiken als brandstof en de CO2 die hierdoor vrijkomt in de grond op te slaan, haal je de CO2 die de planten hebben afgevangen uit het systeem. Dit gebeurt al, op kleine schaal. Het internationale klimaatpanel IPCC acht het mogelijk dat deze techniek in de toekomst gewicht in de schaal gaat leggen, al is nog uiterst onzeker hoeveel.

De meest alledaagse manier is het planten van bomen en ze laten staan. Hun hout bestaat immers voor een groot deel uit koolstof die ze rechtstreeks aan de lucht hebben onttrokken. Dit is staande praktijk, ook Nederland wil tussen de 0,4- en 0,8 miljoen ton CO2 per jaar uit de lucht halen door bossen aan te planten. Dat is een bescheiden hoeveelheid, aangezien de uitstoot van Nederland jaarlijks meer dan 150 miljoen ton is.

Frank Biermann, zeer kritisch op het dimmen van de zon en aanverwante technieken, ziet ook hier potentiële problemen. ‘Als we massaal bomen gaan planten, zal dat op goedkope grond gebeuren, en dus vooral in armere landen. Dan is het bijvoorbeeld belangrijk dat dit niet leidt tot hogere voedselprijzen daar, als het ten koste gaat van landbouwgrond.’

Er zijn ideeën voor machines die CO2 rechtstreeks uit de lucht plukken. Daar is Biermann niet per se tegen, mits het energieverbruik binnen de perken blijft en de apparaten niet tot milieuvervuiling leiden. Dezelfde mening heeft hij over een andere voorgestelde methode: gesteenten vergruizen die via een chemische reactie CO2 vastleggen. Het mineraal olivijn heeft die eigenschap bijvoorbeeld. ‘Natuurlijk is het niet de bedoeling dat we daarvoor complete bergen moeten afgraven.’

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2021 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden