A hawaii-i Mauna Loa obszervatórium a Csendes Óceán közepén ül egy kihalt vulkáni sziget tetején, elhelyezkedése miatt különösen alkalmas rá, hogy a helyi szennyező források befolyásoló hatása nélkül az északi féltekére vonatkozó általános következtetéseket lehessen levonni az itt mért levegőminőségi adatokból. Egyben ezek az adatok szolgálnak viszonyítási alapként is más mérésekhez képest, mivel itt vizsgálják leghosszabb, megszakítás nélküli idő óta a szén-dioxid értékeket (1958 óta). Mauna Loán 2013-ban jelentették először, hogy a levegő CO2 koncentrációja elérte a bűvös, 400 ppm (parts per million, vagyis egy millió részecske között ennyi szén-dioxid molekula található) értéket,

idén májusban pedig, hiába a lezárások miatti visszaesés, a koncentráció már 417 ppm fölé emelkedett.

Amennyiben nem tudjuk lejjebb szorítani az üvegházhatású gázok, köztük a szén-dioxid kibocsátásának mértékét, más eszközökhöz kell nyúlni, például be lehet zárni az ördögi kört azzal, hogy a valamilyen módszerrel a légkörből kivont CO2-ot átalakítjuk szintetikus üzemanyaggá, majd, miután ez használat közben elégett és újra szén-dioxidot bocsátott ki, azt újra elkapjuk, megint benzin lesz belőle és így tovább. Ez az egyik ideálisnak tűnő felhasználási mód. De vannak más módszerek is: a szén-dioxidból lehet gyártani például üdítőitalokat, üvegházakhoz növekedést serkentő készítményeket, vagy kalcium-karbonáttá alakítható, amely aztán a betonhoz keverve gyorsabban szilárdítja az anyagot.

A CO2 tárolása helyett, melyet a kőzetekbe való fecskendezéssel oldanak meg, a kiszűrés és valamilyen produktummá alakítás folyamatával a kivont gáz értékesíthető termékké válik, ezzel pedig pénzügyileg kifizetődő üzletet jelenthet és egyben motivációt a vállalatok számára, hogy ezt az alternatívát válasszák.

Két probléma áll csak az idea útjába: egyrészt nincs elég nagy kereslet az ily módon kivont szén-dioxid iránt, az éves kibocsátásnak mindössze törtrésze az a néhány száz millió tonna, amely felvásárlásra kerül, másrészt, ahogy azt a tavaly októberben megjelent, new yorki, bostoni és londoni egyetemek kutatóinak tanulmánya is megerősíti, a felvásárlók nagy része, Amerikában lényegében száz százaléka, arra használja a szén-dioxidot, hogy a nehezen kinyerhető kőolajtartalékokat felszínre hozzák az EOR, vagyis Enhanced Oil Recovery, megnövelt olajkinyeréses metódus által, ez pedig nem éppen az üvegházhatású gázok csökkentéséért küzdők álma.

A kivonás és tárolás könnyebben kivitelezhető megoldás, melyet már most is sokan alkalmaznak. Az Európai Bizottság júliusban jelentette be, hogy egymilliárd forintos alapot hozott létre a zöld helyreállítást segítő innovációk támogatására, melybe beletartozik a szén-dioxid-leválasztás, és - tárolás is.

"Ezek a nagyszabású beruházások hozzá fognak járulni az uniós gazdaság újraindításához, és megalapozzák azt a zöld helyreállítást, amelynek eredményeként 2050-re megvalósulhat a klímasemlegesség.”

- mondta Frans Timmermans alelnök. Csakhogy a szén-dioxid kivonására létrehozott technológiák jelenleg sokkal többe kerülnek pénzügyileg és energetikailag is, mint mondjuk néhány fa elültetése ugyanebből a célból, ahhoz pedig, hogy az árak csökkenhessenek, a CO2 piacát kéne növelni. Ez az probléma jelenleg a direct-air-capture, CO2 leválasztásra szakosodott cégek működésének egyik kerékkötője és többek között ez az oka, hogy egyelőre elég kevés vállalat foglalkozik a CO2 közvetlen kivonásával, konkrétan a Carbon Engineering, a Climeworks és a Global Thermostat.

De nemsokára újabb szereplővel bővül a lista, a Silicon Kingdom Holdings ugyanis még idén megépíti első mechanikus fáját az Arizona Állami Egyetem újonnan megnyitására kerülő Julie Ann Wrigley Global Futures Laboratory épületénél.

A Silicon Kingdom Holdings alapítója az a Klaus Lackner, aki először hívta fel a világ figyelmét a szén-dioxid kivonás lehetőségére, pontosabban ennek valódi életképességére egy 1999-ben megjelent cikkével (Carbon Dioxide Extraction from Air:Is It an Option?), így őt nevezhetjük a technika atyjának. "Nehéz más olyan területet találni, amely ekkora mértékben egyetlen ember gondolkodásának és patronálásának a produktuma lenne" - jelentette ki a MIT Technology Review-nak David Keith, a Carbon Engineering vezetője Lacknerre célozva.

Lackner a kilencvenes évek elején a Los Alamos Nemzeti Laboratóriumban dolgozott részecske fizikusként. Egy nap a kislányának segített megnyerni egy iskolai versenyt, melyben egy akváriumokhoz használt pumpával és nátrium-hidroxiddal vonták ki a szén-dioxidot a levegőből. A fizikus arra a következtetésre jutott, hogy ha egy ehhez hasonló módszert valahogy sikerülne felskálázni, azzal megoldhatóvá válna az üvegházhatású gázok felhalmozódásának problémája. Egy másik teória is foglalkoztatta: az önjavító, magukat építő robotok témaköre, az ő elképzelése szerint ezek a gépek a CO2-ot a levegőből kivonva a sziklákban tárolnák, mellyel néhány év alatt egy Egyiptom méretű, ötven centi vastag kőzetréteget hoznának létre. Az önjavító robotok ötletét végül maga mögött hagyta, de a szén-kivonás tervét nem: a kalkulációi szerint, ha a technológia elég olcsó lenne a széleskörű alkalmazáshoz, a fosszilis üzemanyagot gyártó üzemek kötelezhetőek lennének rá, hogy a kibocsátásukkal arányos mértékben vonjanak ki szén-dioxidot a levegőből.

A tervek azonban befektetők hiányában nehezen valósultak meg, a CO2 leválasztásának módszerét pedig szigorú kritikák érték, mivel más kutatók véleménye szerint a technika elérhetősége nem a negatív emissziót segítené elő, hanem ürügyet adna rá, hogy az emberiség továbbra se tegyen semmilyen erőfeszítést magának a kibocsátásnak a redukálására. Arról nem is szólva, hogy ez a technológia gyakran nagyon energiaintenzív gépek működtetésével jár, mint amilyenek például a Carbon Engineering hatalmas, többemeletes ventilátorjai. Lackner azonban kidolgozott egy módszert, mely a természetes fákhoz hasonlóan, passzív módon kapja el a CO2-ot. A tíz méter magas építmény belsejében speciális műanyagból készült abszorpciós, nanoporózus anyag található, amely a nedvesség szabályozásával nyeli el, vagy engedi ki magából a CO2 gázt. A fehér gyantadarabok (a fa levelei) vitorlaszerűen vannak elrendezve a keretekben, így akármerről fúj a szél, mindenképpen érintkezésbe lépnek a szén-dioxiddal.

Miután a lapok telítődtek, leereszkednek egy alsó kamrába, majd a torony automatikusan összecsukódik és nedvességet enged a belső térbe, melynek hatására újra szabaddá válik a gáz, de immár a mesterséges fában csapdába ejtve. Ezután a CO2-ot elraktározzák, a mesterséges fa pedig újra munkába áll.

Ezzel a módszerrel a természetes fákhoz képest ezerszer hatékonyabban lehet a gázokat megkötni, becslések szerint tizenkét műfa naponta egy metrikus tonna szén-dioxidot köt meg.

A cég egyelőre csak egy fát "ültet" a kampuszra, de később globális hálózatot szeretnének létrehozni több tízezer tornyot számláló szén-farmokkal, nem utolsó sorban azért, hogy ezzel lejjebb vigyék a mesterségesen előállított CO2 árát, ami jelenleg 600 dollár (180 ezer forint) körül van tonnánként, a cél a 30 dollár körüli ár. A passzív megoldás hatalmas előnye, hogy üzemeltetése nem jár nagy energiaráfordítással (kivéve az előállítási részt), viszont közel sem olyan hatékony, mint a levegőt beszívó ventilátoros eszközök, melyek utólagos kémiai feldolgozás során sokkal nagyobb koncentrációjú (98%-os) terméket állítanak elő, mint a fák mindössze 5% szén-dioxidot tartalmazó produktuma. De valahol el kell kezdeni a munkát, ami a valódi változáshoz vezet, Lacknernek pedig már nagy tapasztalata van a különféle szén-dioxid leválasztó technikák terén, így a Silicon Kingdom Holdings a jövőben kiküszöbölheti a kezdeti problémákat. "Én vagyok az első, aki elismeri, hogy a (levegőből) szén-dioxid kivonás nem bizonyított" - mondta az MIT Technology Review-nak - "és biztosan nem bizonyított nagy méretekben. De nagy bajban vagyunk, ha nem tudjuk megoldani."

(Fotó: Pixabay, Flickr/Pembina Institute, Flickr/carbonquilt)

Ez is érdekelhet:

Az oxfordi tudósok repülőgép üzemanyaggá alakítják a szén-dioxidot A tiszta energia iránti törekvés fontos lépése lehet az Oxfordi Egyetem tudóscsoportjának felfedezése, melynek során a repülőgépek sugárhajtóművének meghajtására szolgáló üzemanyagot állítottak elő szén-dioxidból.
Kifejlesztettek egy réz katalizátort, ami hasznosíthatja a szén-dioxidot A Brown Egyetem kutatóinak találmánya komplex szénhidrogéneket nyer ki a szén-dioxidból, amik aztán hasznos vegyületekké és tüzelőanyagokká alakíthatóak.
Aktivált termőfölddel a magas CO2 szint ellen A fejlett és a hagyományos technológiák érdekes vegyítéséből született egy olyan új megoldás, amivel egyéb káros hatásoktól mentesen lehet megkötni a légkört szennyező szén-dioxidot. A módszernek komoly támogatói és ellenzői is akadnak.