Categorie archieven: klimaat

Afvang kooldioxide geïnspireerd door de natuur

Geplaatst op door
Beantwoorden
Kooldioxidevanger

Een schematische voorstelling van de kooldioxidevanger. MEA is oplosmiddel monoethanolamine.  (afb. Esser-Kahn)

Vogellongen en zwemblazen van vissen zijn de inspiratiebronnen geweest voor een systeem om kooldioxide uit het rookgas van krachtcentrales te verwijderen. De techniek zou effectiever zijn dan de bestaande methodes om het broeikasgas uit rookgassen te verwijderen, zo werd op het 246-ste jaarcongres van de Amerikaanse vereniging van chemici (ACS) bekend gemaakt  in een lezing van onderzoeker Aaron Esser-Kahn van de universiteit van Californië. Esser-Kahn vergeleek zijn systeem met de overdracht van zuurstof en andere gassen in de longen naar de bloedvaten en kooldioxide in omgekeerde richting. Het vangsysteem bestaat een reeksen poreuze buizen die wel wat weghebben van katalytische omzetters in auto’s.

Om kooldioxide af te vangen moesten Esser-Kahn en  zijn medewerkers er achter zien te komen hoe twee pakketten buizen, met verschillende afmetingen (een van kooldioxide en de andere voor restemissies) moesten worden samengebouwd. “Het gaat er om zo veel mogelijk oppervlak in zo’n klein mogelijke ruimte te persen”, zegt hij. Daartoe bestudeerden ze de, al genoemde, vogellongen en zwemblazen. Vogels moeten snel kooldioxide vervangen door zuurstof, omdat ze tijdens het vliegen veel energie verbranden en, dus, kooldioxide produceren. Vissen moeten de hoeveelheid gas in hun zwemblaas regelen om te kunnen dalen en stijgen in het water. Het zijn allebei voorbeelden van goede gasuitwisselingssystemen, maar ze vertonen wel andere patronen. De vogellong heeft een zeshoekig patroon met drie lange buizen in een driehoek en kleine buizen in de ruimte ertussen, terwijl de zwemblaas meer vierkant is met een lange en een kleine buis afwisselend tussen vierkanten.
Er is al veel onderzoek gedaan om de dichtste pakking te kunnen berekenen. Uit die wiskundige aanpak rolde negen mogelijke oplossingen. Met behulp van simulatie werd van elk het rendement berekend. Vier, waaronder de vissenlongen en de zwemblaas, zouden zeer efficiënt zijn. Maar het efficiëntste systeem was niet-natuurlijk. Het lijkt een beetje op het zwemblaaspatroon, maar afwisselend met twee kleine en een grote buis. De gaswisselsystemen werden eerst in het klein gebouwd (1 cm lang) en het bleek dat de simulatie het bij het rechte eind had gehad. Het beste systeem was 50% efficiënter dan zijn natuurlijke concurrenten. “Biologische systemen hebben lang over hun optimalisering gedaan. Wij hebben de volgende stap gezet in een lang proces”, stelt Esser-Kahn. Hij werkt nu verder aan de puntjes op de i van het systeem, dat VaSC (Vaporization of Sacrificialis Component) is gedoopt.

Bron: Eurekalert

Extreem weer 2012 deels gevolg klimaatverandering

Geplaatst op door
Beantwoorden
Sandy

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.

Bron: Science

Vliegtuigen Zuid-Pacifica veroorzaken ozonprobleem

Geplaatst op door
Beantwoorden

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. vliegtuiguitstoot
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…

Bron: Der Spiegel

Verzuring oceanen niet alleen slecht voor koralen

Geplaatst op door
Beantwoorden
Koralen en vissen

Koralen lossen letterlijk op door de verzuring van de oceanen. Vissen lijken daar weinig last van te hebben (foto: univ. van Queensland (Australië)

De verzuring van de oceanen door de stijging van het kooldioxidegehalte in de atmosfeer is niet alleen van invloed op de koraalriffen, maar zal waarschijnlijk het hele leefmilieu daar aantasten. Dat valt te lezen in een nieuwe studie  van het Duitse Alfred Wegner-instituut (AWI) voor pool- en zeeonderzoek in Bremerhaven. Waarschijnlijk zullen voor lange tijd de soortensamenstelling van de zeeën en oceanen veranderen, vermoeden de onderzoekers.
Oceanen nemen zo’n kwart van de totale kooldioxide-uitstoot op. Daar reageert kooldioxide met water en vormt koolzuur. Daardoor wordt de pH-waarde van het water lager (hoe lagere pH, hoe zuurder het water). De schattingen gaan van 0,26 pH-eenheden in 2050 tot 0,4 tot een 0,5 in 2100. Dat lijkt weinig, maar daarbij moet wel bedacht worden dat pH een logaritmische waarde is: een daling van een 0,5 betekent dat het water ongeveer drie keer zo zuur wordt. Dat heeft zeer waarschijnlijk gevolgen voor de planten en dieren in de oceanen. Van enkele soorten staat dat al vast, maar de omvang van die bedreiging was tot nu toe niet goed onderzocht. De Duitse onderzoekers hebben 167 studies bekeken, waarin in het totaal 153 soorten zijn bekeken. “We hebben bijvoorbeeld gekeken of de stofwisseling, groei, kalkvorming of het gedrag veranderen bij een hogere kooldioxideconcentratie”, zegt Hans-Otto Pörtner, een van de onderzoekers. Uit de studie kwam naar voren dat niet alleen koralen, maar ook weekdieren en stekelhuidigen als zeesterren en zeeëgels onder de verzuring te lijden hebben. Deze zeebewoners lossen bijna letterlijk op. Kreeftachtigen schijnen beter bestand te zijn tegen het zuurdere zeewater. Of een dier daar (veel) last van heeft, heeft te maken met de specifieke eigenschappen van plant en dier. Zo schijnen vissen verzuring in hun bloed weer te kunnen neutraliseren. Koralen hebben geen verweer tegen lagere pH-waarden.
Het verbaasde de onderzoekers dat vissen kennelijk weinig last hebben van de verzuring. Er zijn onderzoeken waaruit is gebleken dat vissenlarven wel degelijk gevoelig zijn voor verzuring. Pörtner: “Niet alle effecten die we nu meten zijn mogelijkerwijs op de lange duur voor een soort bepalend.” De onderzoekers hebben hun meetgegevens vergeleken met het massaal uitsterven van de soorten tussen 250 miljoen en 55 miljoen jaar gelden, toen de kooldiooxdeconcentratie ook hoog was. Toen verdwenen de koralen, maar bleken de vissen zich goed aan te kunnen passen. De uitkomst van de verzuring voor de vissen had dus eigenlijk helemaal geen verbazing hoeven wekken.

Bron: Der Spiegel

Draagkracht aarde voor dit jaar al overschreden

Geplaatst op door
Beantwoorden
Michael Hockeystick Mann

Michael ‘Hockeystick’ Mann

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’).

Bron: De Standaard

Maak van de nood een deugd: zet kooldioxide om in energie

Geplaatst op door
Beantwoorden

Energie uit een broeikasgas? 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.

Bron: Eurekalert

Methaan uit permafrost kost wereldeconomie biljoenen

Geplaatst op door
Beantwoorden

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 →

Broeikasgas mogelijk funeste gevolgen voor basis voedselketen

Geplaatst op door
Beantwoorden

130702141506Meer 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.

Bron: Science Daily

Minder orkanen door fijnstof

Geplaatst op door
Beantwoorden

De orkaan Sandy in oktober 2012.Orkaan Sandy (oktober 2012): komen er meer orkanen door minder milieuvervuiling?

 

 

 

 

 

 

Het schijnt dat in de voormalige DDR, waar de lucht niet bepaalde schoon was, veel minder astmalijders waren dan in het voormalige, schonere West-Duitsland. Milieuverontreiniging is kennelijk soms wel ergens goed voor. Dat lijkt weer eens onderschreven te worden. Britse onderzoekers hebben hun klimaatrekenmodellen losgelaten op de jaren 1850 tot 2050 en kwamen tot de conclusie dat fijnstof in de lucht waarschijnlijk verantwoordelijk is geweest voor de vermindering van het aantal orkanen in Atlantica in de vorige eeuw. Sedert de jaren ’60, toen de economische activiteit in Atlantica (Amerika en West-Europa) sterk groeide en daarmee de uitstoot van fijnstof en zwaveldeeltjes, daalde het aantal tropische stormen. Sedert als gevolg van milieumaatregelen in de jaren ’90 het aantal zwaveldeeltjes en fijnstof weer daalden, is het aantal stormen weer toegenomen. Althans, daar kwamen de berekeningen op uit.
Eerst onderzochten de wetenschappers van de universiteit van Exeter onder welke omstandigheden zich orkanen voordeden. Ze zagen in de periode vanaf 1850 dat het aantal orkanen door fijnstofvorming afnamen: hoe meer stof hoe minder stormen. De onderzoekers hebben de uitkomsten van hun rekenarij opgeschreven in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Geoscience.

Bron: Der Spiegel

Obama gelooft in klimaatbeheersing (zegt ie)

Geplaatst op door
Beantwoorden

Aardopwarming
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.

Bron: Washington Post