De gevolgen van de orkaan Sandy in Oost-Amerika (foto: Science)
2012 was een jaar van extreme weersomstandigheden. In de VS was het een nat jaar met hittegolven, in Engeland viel een record aan neerdslag, in Australië, Kenya, Somalië en Japan kwamen heftife regenbuien voor, droogte in Spanje en overstromingen in China. Amerika werd opgeschrikt door de ‘superstorm’ Sandy.
Is zo’n jaar een toevalstreffer of heeft de klimaatverandering daar iets mee van doen?, is dan meteen de vraag. In een rapport in het bulletin van de Amerikaanse meteorologische vereniging (pdf-bestand), gaan onderzoekers van Amerikaanse instituut voor oceanografisch en atmosferisch onderzoek (NOAA) in op die vraag. Ze bestudeerden 20 studies van 12 extreme weerssituaties in 2012 en kwamen tot de conclusie dat ongeveer de helft van de gebeurtenissen duidelijk te maken heeft met de door de mens veroorzaakte klimaatverandering, zo stelt Thomas Karl van NOAA. Volgens Peter Scott van het Britse weerinstituut tonen de studies aan dat de door de mens uitgehaalde klimaatverandering de kans op extreem weer vergroot. Zo bereikte in september vorig jaar het Noordpoolijsoppervlak met 3,4 miljoen vierkante kilometer zijn, voorlopige, laagterecord. Twee dagen uitzonderlijke regenval in december 2011 (niet 2012 dus) op Zuideiland (Nieuw-Zeeland) leidde tot grote aardverschuivingen, die hooguit een keer in de 500 jaar voorkomen. De totale hoeveelheid vocht die daarmee gemoeid was, was 1 tot 5% hoger door antropogene broeikasgasemissies. De orkaan Sandy brak 16 records. De storm viel samen met hoogtij in New York maar de effecten zullen door zeespiegelstijging in de toekomst ernstiger zijn, zodat het in de rede ligt dat er vaker dan in het verleden ‘Sandy’s’ zullen zijn.
Vliegtuigen vervuilen het hogere atmosferische milieu. Vooral ozon is de grote boosdoener en de zuidelijke Pacifica lijkt er het meest van te lijden te hebben, zo meldt het Duitse blad Der Spiegel. Dat heeft er mee te maken dat de vluchten op het waterrijke zuidelijk halfrond lang zijn en dat daarbij grote vliegtuigen worden gebruikt. Amerikaanse onderzoekers hebben luchtroutes bekeken op ozonvorming en met simulatieprogramma’s berekend welke landen daar het meest last van hebben. Dat bleken Australië en Nieuw-Zeeland te zijn. Het zwaarst getroffen was een gebied 1000 km ten noordoosten van de Salomonseilanden in de Stille Zuidzee. Daar werden per kilo stikstofoxide (een andere kwalijke uitlaatgas van vliegtuigen) 15 kilo ozon te zijn uitgestoten door vliegtuigen. Een vlucht van Sydney naar Mumbai (vroeger Bombay genoemd) veroorzaakt 23 500 kilo ozon, zo berekenden de onderzoekers van het MIT.
De atmosfeer boven de Pacifica reageert vijf keer zo sterk op de uitstoot van stikstofoxide als boven Europa en 3,7 keer zo sterk als boven Noord-Amerika. “Onze resultaten tonen aan dat de sterkste effecten van uitlaatgasemissies daar te zien zijn waar de lucht het zuiverst is”, zegt onderzoeksleider Steven Barrett. Dat klinkt als een open deur. Boven de Pacifica heeft de uitstoot dus veel meer effect dan op het noordelijke halfrond. Ook het jaargetij maakt uit. In de herfst stoot een vliegtuig 40% meer stikstofoxide uit dan in het voorjaar.
Het gaat om emissies op hoogtes tussen de 9 en 12 km. Het effect van de uitstoot op die hoogte op het klimaat is groter dan op aardniveau. Ozon ontstaat in de onderste luchtlagen (de troposfeer) hoofdzakelijk door splitsing van stikstofoxide. Normaal breekt broeikasgas ozon vrij snel af, maar vorming én afbraak zijn afhankelijk van de atmosferische omstandigheden.
Al eerder zijn effecten van vliegtuigemissies bestudeerd, maar het zou nu voor het eerst zijn dat aparte vliegroutes zijn bekeken. Om de effecten van uitlaatgassen te verminderen zou het denkbaar zijn dat gevoelige gebieden zouden worden gemeden, zo meldt Der Spiegel, al zal zijn repercussies hebben op het totale brandstofverbruik en dus uitstoot. Niet vliegen zal wel geen optie zijn…
Volgens een bericht in De Standaard hebben we gister (20 augustus) de draagkracht van de aarde overschreden. Dat betekent dat wij aardbewoners vanaf nu interen op de natuurlijke hulpbronnen die de aarde dit jaar produceert. Ook de hoeveelheid kooldioxide die de mensheid dit jaar in de atmosfeer heeft geblazen is nu al groter dan de aarde kan opnemen. Dat berekende de organisatie Global Footprint Network. Die ‘overschrijdingsdag’ viel dit jaar twee dagen vroeger dan vorig jaar. Volgens de onderzoekers van het GFN consumeren we al sinds begin jaren zeventig jaarlijks meer dan de aarde aan nieuwe hulpbronnen produceert. In 1993 viel de ‘overschrijdingsdag’ op 21 oktober, dit jaar hebben we de hulpbronnenbalans al twee maanden eerder verstoord. Dat betekent dat onze ecologische voetafdruk steeds groter wordt, ten koste van de natuurlijke hulpbronnen.
Vandaag leeft meer dan 80% van de wereldbevolking in landen met een totale ecologische voetafdruk die groter is dan het land zelf. Om aan de behoeften van alle Amerikanen te voldoen is 7,1 maal de oppervlakte van de VS nodig. De Duitsers consumeren het equivalent van 4,3 Duitslanden, de Egyptenaren 2,4 maal Egyptes, de Belgen hebben 5,3 maal de oppervlakte van België nodig en Nederland 6 Nederlanden. Volgens de organisatie is meer dan de helft van de menselijke ecologische voetafdruk toe te schrijven aan de emissies van broeikasgassen die, onder meer, vrijkomen bij de verbranding van fossiele brandstoffen zoals steenkool en aardolie.
De cijfers van het GFN versterken het vermoeden dat mensen verantwoordelijk zijn voor de klimaatverandering door het vrijkomen van kooldioxide bij de verbransing van fossiele brtandstoffen. Volgens een uitgelekte IPCC-studie lijkt dat bewijs nu zelfs nagenoeg onweerlegbaar. “Het is hoogst waarschijnlijk dat de menselijke invloed op het klimaat verantwoordelijk is voor meer dan de helft van de temperatuurstijging op de aarde tussen 1951 en 2010”, schrijft de groep die zich al jaren bezighoudt met de bestudering van het broeikaseffect en zijn oorzaken. Mede door toedoen van de mens zal het waterpeil van de oceanen tegen het eind van deze eeuw met 90 cm zijn gestegen, verwacht het IPCC. De uitspraken in dit nog niet openbare rapport zijn sterker dan die in het laatste VN-rapport uit 2007. Een woordvoerder van het IPCC stelde dat het gaat om een ontwerprapport. “Het zal waarschijnlijk gewijzigd worden, rekening houdend met de commentaren uit de verschillende landen die we de afgelopen weken ontvingen.” Pas eind september zal het definitieve rapport worden vastgesteld. Het ligt in de verwachting dat de uitspraken in het definitieve rapport milder zullen zijn dan in het nu uitgelekte verslag. Vele landen hebben er baat bij de gevolgen van de klimaatverandering minder ernstig voor te stellen. Dat is ook de verwachting van ‘klimaatveteraan’ Michael Mann (de ‘uitvinder’ van de ‘hockeystickcurve’).
Je verzint het nooit zelf: ammoniak als brandstof. Toch is dat een serieuze optie van John Holbrook. Hij heeft een eigen bedrijf opgericht, NHThree, dat dat idee moet vermarkten. Als brandstof doet ammoniak het helemaal niet zo slecht. Op de webstek van NHTree zijn wat cijfers te lezen: de energieinhoud van een liter ammoniak ligt op het niveau van methanol, maar is ruim anderhalf keer zo hoog als die van een liter waterstof (vloeibaar): zo’n 17 MJ tegen 10. Verbranding van ammoniak levert slechts water en stikstof op, broeikastechnisch onschuldige verbindingen en het is een bewezen techniek. In de tweede wereldoorlog reden er in België bussen op ammoniak. Er is alleen een groot MAAR: ammoniak vind je nergens op aarde, maar moet ten koste van veel energetisch geweld worden geproduceerd uit water(stof) (tegenwoordig meestal methaan) en stikstof (Haber-Bosch-proces).
Is die Holbrook dan een fantast? Niet per se. Zelfs het serieuze Britse populair wetenschappelijke New Scientist brengt het nieuws van de nieuwe oude brandstof zonder erbij te smalen. Eerder dit jaar heeft de Italiaanse bandenmaker Marangoni een hybride benzine/ammoniak-motor gebouwd, de Marangoni Toyota GT 86-R Eco-Explorer. De auto rijdt 178 km op één tank ammoniak.
Het probleem is dus: waar haal je energetisch gezien goedkoop ammoniak vandaan? Nu is de productie van ammoniak, wezenlijk voor de vervaardiging van kunstmest, in zijn eentje goed voor 2 tot 3% van het wereldenergieverbruik (met bijbehorende kooldioxide-uitstoot van meer dan 1 miljard ton). De truc is dus ammoniak met minder energie te maken, anders kom je van de regen in de drup.
De energiedichtheid van verschillende brandstoffen. In het zwart het koolstofaandeel in die dichtheid, groen het aandeel van waterstof (bron: NHTree).
Holbrook denkt met een nieuw ontwikkeld proces dat voor elkaar te hebben, het SSAS-procédé (Engelse afko voor vastestofammoniaksynthese). Het hart van het proces is een protondoorlatend membraan (een proton is een waterstofkern). Dat membraan wordt tot 550 *C verwarmd. Aan de ene kant van het membraan bevindt zich waterdamp, aan de andere kant stikstof. Water splitst gedeeltelijk in protonen en zuurstofionen. De protonen worden door een spanningsverschil door het membraan naar het stikstofcompartiment gedreven. De protonen reageren met stikstof tot het gewenste ammoniak. Het SSAS-proces zou ammoniak energetisch voordeliger produceren dan het aloude Haber-Bosch-proces (alleen vermeldt Holbrook nergens hoeveel minder) en er zou bij de productie geen fossiele brandstoffen worden gebruikt. Vraag is dan alleen waarmee je dat membraan verhit tot 550 °C. Er wordt een prototype uitgeprobeerd door Pacific Northwest National Laboratory in Richland, Washington. Die proef schijnt gesmeerd te lopen en de plannen zijn in Alaska (Juneau) een proeffabriek te bouwen, waarbij windenergie voor de benodigde energie zou zorgen. Dat zou meteen een oplossing zijn voor de overmaat aan energie uit windmolens; een vorm van energieopslag, dus. Dat systeem (wind en ammoniakproductie) zou Alaska een vorm van decentrale energie-opwekking geven. Er is daar geen stroomnet en vaak, door de lange winters, geen (berijdbaar) wegennet.
Een andere manier is het ammoniak ‘uit de lucht te plukken’ zoals Mike Reese van de universiteit van Minnesota doet met een andere techniek dan die van Holbrook, waarbij waterstof voor de reactie wordt geproduceerd via elektrolyse. Reese gebruikt een windturbine van 1.35-megawatt om ammoniak te maken. Meese et.al. hopen aan het eind van het jaar 25 ton ammoniak te hebben geproduceerd voor de productie van kunstmest voor de plaatselijke boeren. Heeft Haber-Bosch zijn langste tijd gehad en krijgen we een schone want koolstofloze brandstof. Wie zal het zeggen? En hoe zit het trouwens met de geur. Ammoniak ruikt nogal ‘doordringend’….
Maak van de nood een deugd en zet het broeikasgas CO2 om in energie. Jaarlijks stoten elektriciteitscentrales miljarden tonnen kooldioxide in de atmosfeer (12 miljard), huishoudens voegen daar nog eens 11 miljard ton aan toe. Uit de schoorsteen van een krachtcentrale ligt het aandeel van kooldioxide in het afgas op zo’n 10% (ruim 12% voor kolen- en 7,5% voor gascentrales). Daar valt wat mee te doen, bedachten Bert Hamelers en medewerkers van het Friese onderzoeksinstituut Wetsus. Hun idee is CO2 te laten reageren met water of andere vloeistoffen. Daarmee zou wereldwijd 1570 TWh aan energie kunnen worden opgewekt becijferen de onderzoekers, ruim 400 keer wat de Hooverdam in Amerika aan witte energie oplevert. Het artikel van de Nederlandse onderzoekers is gepresenteerd in het nieuwe tijdschrift Environmental Science & Technology Letters van de Amerikaanse chemievereniging ACS.
Het principe van het idee berust op het vrijkomen van mengenergie als twee vloeistoffen of gassen worden gemengd. Die energie wordt ‘geoogst’ door het met lucht gemengde kooldioxide te leiden door een waterige oplossing waarin twee elektroden staan, elk omhuld door een, verschillend, ionselectief membraan (AEM en CEM in het plaatje). Daardoor ontstaat er een spanningsverschil tussen beide elektrodes en, voilá, je hebt elektrische energie. Het rendement van die omzetting is afhankelijk van de gebruikte vloeistof: gedeïoniseerd water komt tot 24%, water met een scheutje monoethanolamine (MEA) 32%.
Meteen doen, zou je zeggen, maar er zit wel een addertje onder het gras. De energie die het kost om het gas te mengen met de elektrolyt (=water al of niet met toevoeging) kost meer dan het systeem aan warmte oplevert, vertellen de auteurs in hun artikel. Af door zijdeur? Niet dus, laat Wetsus weten. Een is het (h)erkennen van een mogelijke energiebron, twee is laten zien dat het werkt en drie is een methode te zoeken om het idee om te zetten in de praktijk. Er zijn al ideetjes om dat laatste te verwezenlijken, zoals het gebruik van andere type membranen. Er wordt al energie gewonnen uit de menging van zout en zoet water. De energiedichtheid van de kooldioxide-route is veel groter dan die van de zoet-/zoutwatermenging, betogen de auteurs in hun artikel en het zou zonde zijn die potentie te verwaarlozen. Misschien valt er nog voordeel te doen met de methoden als RED en PRO die bij de watermenging worden gebruikt, stellen ze.
Als door de aardopwarming het permafrost in de poolstreken ontdooit, dan komen er grote hoeveelheden methaan vrij. Dat zal voor de wereld op grote kosten jagen. Volgens onderzoekers van de Erasmus-universiteit en de universiteit van Cambridge bedragen die kosten van het vrijkomen van methaan uit een poolstreek zo’n slordige 60 biljoen dollar (bijna € 50 miljoen); bijna de omvang van de totale wereldeconomie in 2012, schrijven ze in een commentaar in Nature. Lees verder →
Meer kooldioxide in de atmosfeer zou fnuikend kunnen zijn voor het voortbestaan van een bacterie die, zou je kunnen zeggen, aan de basis staat van onze voedselketen, althans die in de oceaan. Dat zou uit onderzoek van David Hutchins, hoogleraar mariene biologie aan de universiteit van Zuid-Californië (USC), zijn gebleken, dat gepubliceerd is in het blad Nature Geoscience. Het gaat om een zogeheten cyanobacterie (nauwkeuriger: de twee soorten Trichodesmium en Crocosphaera) die zijn energie haalt uit het via fotosynthese chemisch vastleggen van stikstof. Aangezien alle leven stikstof nodig heeft en de meeste levensvormen zelf geen stikstof kunnen vastleggen, zijn de meeste levensvormen afhankelijke van die stikstofvastleggers. Het leven in de de oceaan is afhankelijk van dit minuscule organisme dat tot de blauwalgen wordt gerekend. Zonder blauwalgen zou er geen leven in de oceanen mogelijk zijn.
Hutchins: “CO2 kan de biodiversiteit van deze belangrijke organismen in de oceaanbiologie sturen. De verbrandingsproducten van fossiele brandstoffen die wij gebruiken zijn waarschijnlijk verantwoordelijk voor de verandering van het type stikstofvastleggers dat op de oceaanbodem groeit.” Die verandering zou dan allerlei konsekwenties kunnen hebben voor de voedselketen in de oceanen en dus ook voor wat de mens uit de oceaan oogst.
Eerdere studies zouden hebben aangetoond dat de bestudeerde twee typen cyanobacteriën (Trichodesmium en Crocosphaera) juist zouden profiteren van een toenemende hoeveelheid atmosferische kooldioxide, maar die studies zouden maar een paar bacterie’lijnen’ hebben bekeken. Uit de uitgebreidere studie van Hutchins en zijn medewerkers, geholpen door de uitgebreide ‘bibliotheek’ van bacteriecultures bij de USC, blijkt dat sommige bacteriestammen inderdaad profiteren van het toegenomen kooldioxidegehalte in de atmosfeer, maar dat andere die toename slecht bekomt. “Het is niet zo dat klimaatverandering alle stikstofvastleggers om zeep helpt. (…) Toename van atmosferische kooldioxide verandert welke stikstofvastleggers het loodje zullen leggen en we zijn er niet zeker van wat voor een invloed dat heeft op de oceaan van morgen”, stelt Hutchins.
Gaat het er dan eindelijk van komen dat Amerika, ’s werelds grootste ‘producent’ van het broeikasgas kooldioxide, nu eindelijk eens werk gaat maken van het terugdringen van de emissie van dit gas? Ergens tussen Noord-Ierland en Duitsland, of misschien wel in Duitsland, heeft president Obama gezegd dat er werk gemaakt moet worden van het terugdringen van de broeikasgasuitstoot. “We kunnen onze kinderen niet opzadelen met een minder bewoonbare planeet. (…) De emissies zijn teruggelopen, maar we zullen er meer aan moeten doen.” Volgens Heather Zichal, een adviseur van Obama op het gebied van energie en klimaat, zal de aandacht vooral gaan naar het terugdringen van de uitstoot van krachtcentrales, verhoging van rendement en de verdere ontwikkeling van schone technologie. Het Amerikaanse milieu-agentschap EPA zou al werken aan een aanscherping van de regels met betrekking tot de uitstoot van kooldioxide. Eerder deze maand sprak Obama met China af om gezamenlijk de emissie van HFK’s (fluorkoolwaterstoffen, gebruikt als koelmiddelen) terug te dringen. HFK’s zijn aanzienlijk ‘heftiger’ broeikasgassen dan kooldioxide.
Het klinkt mooi, maar bij Obama heb ik toch steeds vaker de gedachte: eerst zien en dan geloven.
Het einde van de petrochemie is al vaker voorspeld. Sinds ergens in de jaren ’80 de biotechnologie in beeld kwam samen met wat andere technologieën zoals de membraantechniek, werd het eind van de aardoliescheikunde aangekondigd. Dat is niet gebeurd. Maar we laten niet af. In Frankrijk is het bedrijf Global Bioenergies weer eens aan het zagen aan de poten van de petrochemie. Dat bedrijf heeft een proces ontwikkeld, waarbij genetisch aangepaste E-coli-bacteriën isobuteen maken van suikers (normaal maken E coli’s geen isobuteen). Isobuteen is een belangrijk uitgangsstof (jaarlijks zo’n 15 miljoen ton) voor de productie van allerlei chemische producten, onder (veel) meer rubbers en kunststoffen, en wordt ‘bereid’ uit aardolie. Nu nog. Als het proces zich ook op grote(re) schaal bewijst, dat is in de chemische industrie vaak de ‘halsbreker’, heeft de aardolie-industrie er geduchte concurrent bij, die, zegt het bedrijf, nog groen is ook. Dat wil zeggen: het productieproces is zuinig in het afgeven kooldioxide. Er zijn natuurlijk andere processen waar uitgaande van biomassa biobrandstoffen worden gemaakt met behulp van micro-organismen. Een groot probleem is meestal de scheiding: hoe haal ik mijn kostbare waar uit die bacteriesoep? Bij isobuteen (of beter methylpropeen) is die scheiding van ‘soep’ en product geen probleem. Methylpropeen is een gas en zal vanzelf aan de ‘soep’ ontsnappen. Je hoeft het alleen maar af te vangen. Bijkomend voordeel is dat het eindproduct de bacterie niet vergiftigd (voor die bacterie is isobuteen een afvalproduct).
Maar nog steeds moet het proces zich in de praktijk bewijzen. In het Franse Bazancourt-Pomacle (Marne) is een proeffabriek gebouwd, die op (semi)industriële schaal moet laten zien dat het proces ook echt levensvatbaar is. De Franse staat gelooft er in. Die is al met € 5,2 miljoen over de brug gekomen. Een niet zo’n klein probleem is dat de E coli’s moeten worden gevoed met suiker, waarmee dit proces een concurrent wordt van de suikerafnemer. Dat is een zwak punt. Het bedrijf, dat in 2008 is opgericht, zou ook mikken op de ontwikkeling van andere processen voor de productie van ‘aardolie’producten.
Het vorig jaar is wereldwijd zo’n 31,6 miljard ton kooldioxide in de aardatmosfeer terechtgekomen (+ 1,4%), zo heeft het Internationale Energie-agentschap (IEA) becijferd. “Daarmee wordt ons doel, de aarde niet meer dan twee graden te laten opwarmen, steeds moeilijker te realiseren”, zei IEA’s hoofdeconoom Fatih Birol. Als er geen omslag komt, dan stevenen we af op een opwarming van 4 graden in 2100. Volgens de IEA is de industrie verantwoordelijk voor tweederde van de uitstoot van broeikasgassen.
Deze sombere berichten worden enigszins gemilderd door lichtpuntjes uit China en de VS, ’s werelds grootste economieën. Door de overstap van kolen op gas is de uitstoot van de VS weer op het niveau van de jaren ’90. De uitstoot van China steeg minder dan in de voorgaande jaren.
Daarentegen baart Europa zorgen. In Duitsland is de kooldioxide-uitstoot met 2,2 % gestegen en in Groot-Brittannië met 4,5 %. Dat heeft alles te maken met de lage kolenprijzen. In Japan laten zich de gevolgen van de kernramp in Fukusjima voelen. Als gevolg van de minder florissante economie, ligt het niveau van geheel Europa nog wel 1,4 % lager dan in 2011. De investeringen in duurzame energie zijn echter ook teruggelopen.
Er zouden, als het aan de IEA lag, geen nieuwe kolencentrales meer mogen worden gebouwd en de minst rendabele centrales zouden uit bedrijf genomen moeten worden. Er zou al 18% van de beoogde reductie van broeikasgassen worden gehaald als oliebedrijven zouden voorkomen dat bij de winning van olie en gas methaan in de atmosfeer terecht zou komen. Methaan (aardgas) is een ‘sterker’ broeikasgas dan kooldioxide. Nog eens 12% van die reductiedoelstelling zou worden gehaald als overheden ophielden het verbruik van fossiele brandstoffen te subsidiëren. “Dat kan allemaal met bestaande technologieën en met maatregelen die in sommige landen al worden getroffen”, zei Birol.
Ik gebruik koekies om informatie over je apparaat op te slaan en/of te raadplegen, daar kan ik ff niks aan doen (want niet echt een techneut). Je kunt die weigeren, maar dat zou niet goed kunnen zijn voor de werking van deze stek (zo wordt me voorgehouden). Zie dus maar, ik doe zelf verder niks met die koekjes.
Functioneel
Altijd actief
De hele opzet is louter functioneel. Ik verzamel geen persoonsgegevens en geef die ook niet door aan derden. Verder ben ik gehouden aan de wetten in Nederland,.
Voorkeuren
De technische opslag of toegang is noodzakelijk voor het legitieme doel voorkeuren op te slaan die niet door de abonnee of gebruiker zijn aangevraagd.
Statistieken
De technische opslag of toegang die uitsluitend voor statistische doeleinden wordt gebruikt.De technische opslag of toegang die uitsluitend wordt gebruikt voor anonieme statistische doeleinden. Zonder dagvaarding, vrijwillige naleving door uw Internet Service Provider, of aanvullende gegevens van een derde partij, kan informatie die alleen voor dit doel wordt opgeslagen of opgehaald gewoonlijk niet worden gebruikt om je te identificeren.
Marketing
De technische opslag of toegang is nodig om gebruikersprofielen op te stellen voor het verzenden van reclame, of om de gebruiker op een site of over verschillende sites te volgen voor soortgelijke marketingdoeleinden.