Globalno zagrijavanje i klimatske promjene
Jedini mogući pristup rješavanju problema globalnog zagrijavanja bio bi smanjenje emisija CO2, što do danas u mnogostrukom smislu predstavlja nerješiv problem
Znate za onu priču o ozonskim rupama? Prirodni stratosferski ozonski omotač, koji na visini 20 do 30 km okružuje Zemlju, ima sposobnost da kroz apsorpciju zadržava veliki dio Sunčevog ultraljubičastog zračenja. 1970-ih i '80-ih godina su mjerenja pokazala da se koncentracija ozona u stratosferi značajno smanjila, osobito u području Antarktika. Budući da živi svijet na Zemlji nije adaptiran na visoke koncentracije UV-zračenja, njegov povišeni intenzitet mogao je imati negativne posljedice (rak kože, mutacije,...). Osim toga su i termička struktura atmosfere i posljedično vrijeme i klima također mogli osjetiti posljedice. Kao uzročnik razaranja ozonskog omotača slovile su antropogene emisije, posebno flor-klor-ugljikovodika poznatijih kao freoni i haloni. Nakon detekcije problema desecima godina trajalo je podizanje svijesti o problematici ozonskih rupa, kako u općoj tako i u političkoj javnosti. Korak po korak išlo se u smjeru zabrane upotrebe freona i halona da bi 1996. njihova proizvodnja na svjetskoj razini bila obustavljena. Danas se ozonske rupe rijetko kad spominju jer su novija mjerenja pokazala da je proces reverzibilan i da se redukcija emisija flor-klor-ugljikovodika pokazala relativno brzo djelotvornom.
Na primjeru ozonskih rupa, ali i drugih prirodnih nepogoda poput poplava i potresa pokazuje se kako je u suodnosu s prirodom dinamičniji čovjek strana koja mora reagirati. U tom međuodnosu čovjek svoje štetno djelovanje rijetko kada može vremenski unaprijed spoznati, nego reakcije u pravilu slijede nakon detekcije problema. Nakon poplava se u normalnim državama čiste korita rijeka i prave nasipi da bi se spriječilo nove. Nakon detekcije ozonskih rupa zabranjeni su freoni i haloni. Nakon detekcije prekomjernog učinka staklenika ide se ili bi se barem trebalo ići u smjeru redukcije emisija plinova koji ga potiču. Međutim, jedna od ljudskih osobina je da reagira sporo na probleme koji su dugotrajniji i koji svoje štetno djelovanje ne pokazuju tako direktno, na brzinu i golim okom odmah vidljivo. Čovjek koji provede besanu noć na drugom katu kuće jer mu je prvi pod vodom, zahtjevati će reparaciju štete i izgradnju nasipa, ali istog čovjeka rast prosječne temperature za par stupnjeva u sljedećim desetljećima možda neće toliko tangirati, jer ga tada ionako neće biti pa neka o tome brinu tadašnji suvremenici.
Posljednjih dana su društvene mreže pretrpane reakcijama na govor mlade aktivistkinje Grete Thunberg u UN-u. Ne upuštajući se u bilo kakvo ocjenjivanje da li je takav način aktivizma najbolji za artikulaciju problematike ili ne, činjenica je da se nakon pojave Grete Thunberg u javnosti više priča o potrebi zaštite okoliša, da se svijest o štetnosti čovjekovih potrošačkih navika budi i da su prirodni resursi ograničeni i ne mogu izdržati zahtjeve za stalnim rastom. Time je Gretin zadatak obavljen, put se polako trasira za političke opcije koje će u svome programu imati ugrađenu i stavku o očuvanju planete Zemlje kakvom je poznajemo. Međutim, od Gretinog preemotivnog govora puno mi je upadljivija bila količina neznanja i pisanja komentara o raznoraznim bjelosvjetskim zavjerama koje se kriju u pokretima za zaštitu prirode bez baratanja bilo kakvim znanstvenim, egzaktno izmjerenim i dokazanim činjenicama. To me je i ponukalo da napišem ovaj tekst koji se uglavnom oslanja na građu iz udžbeničke literature na Tehničkom univerzitetu u Grazu i to ni manje ni više, nego na smjeru koji se uglavnom tiče automobila, a koji su jedan od glavnih uzročnika onečišćenja okoliša. Dakle, prosto je shvatljivo da profesori koji su autori udžbenika i koji rade na institutima koji usko surađuju s nekim od svjetski najvećih proizvođača automobila nemaju interes da kuju zavjeru protiv sebe samih. Znanost je, znamo, oslobođena emocija.
Antropogene emisije štetnih tvari na atmosferu utječu na više načina. Efekt staklenika, razgradnja stratosferskog ozona i modifikacija kemijskih procesa u troposferi su samo neki od kompleksnih učinaka emitiranih štetnih materija. Mnogi od atropogenih plinova i aerosola (CO2, CH4, N2O, O3, itd.) imaju sposobnost da kratkovalno Sunčevo zračenje skoro neoslabljeno propuštaju do površine Zemlje. S druge strane, od hladnije Zemlje emitirano dugovalno zračenje u atmosferi biva djelimično apsorbirano te se tek na jednoj višoj temperaturi (=efekt staklenika) uspostavlja ravnoteža između upadnog i refletirajućeg toplinskog zračenja. Na taj se način Zemlja dodatno zagrijava. Bez stakleničkih plinova u atmosferi, prevashodno bez CO2 i vodene pare, Zemlja bi bila kudikamo hladnija. Proračuna li se samo na osnovu imisija Sunčevog toplotnog zračenja (dakle ne uzimajući u obzir atmosferu, odnosno stakleničke plinove) prosječna temperatura na površini Zemlje bi bila -18℃. U stvarnosti se ona kreće oko 15℃. Ovu temperaturnu razliku možemo zahvaliti prirodnom efektu staklenika uzrokovanom prisutnošću stakleničkih plinova u atmosferi. Pored zračenja veliku ulogu u održavanju ravnoteže igra i konvekcija, osobito kroz vodenu paru. Da bismo ilustrirali efekt staklenika, zamislimo plastenik za povrće. Neka se optimalna temperatura za rast povrća postiže kada je plastenik djelomično otvoren. Postepeno zatvaranje plastenika, a što bi odgovaralo povećanju koncentracije stakleničkih plinova, vodilo bi rastu temperature u plasteniku i ako bi taj rast bio prevelik, moguće da bi povrće uginulo.
Sve do industrijskog doba Zemlja je mogla uživati u prirodno uspostavljenoj ravnoteži. Međutim, povećane količine od strane čovjeka ubačenih stakleničkih plinova u njihov prethodno prirodno regulirani tok vode tendencijalno ka povećanoj koncetraciji u atmosferi. Time mnogi od ovih ravnotežnih procesa mogu biti narušeni i pomjereni do neke druge ravnotežne točke. Najrelevatniji među njima su CO2 (ugljikov dioksid), CH4 (metan) i N2O (dušikov oksid ili „plin smijavac“). Njihova aktivnost je različita i općenito se opisuje CO2-ekvivalentom koji opisuje koliko kilograma CO2 ima isti utjecaj na zagrijavanje kao jedan kilogram posmatrane supstance. Metan primjerice ima CO2-ekvivalent 21, a „plin smijavac“ 290. Promatrajući današnje pogonske tehnologije najznačajniji staklenički plin je CO2, budući da metan i dušikov oksid usprkos visokom CO2-ekvivalentu sudjeluju s tek oko 2% u čitavom efektu.
CO2 je poželjan produkt potpunog sagorijevanja ugljikovodika (goriva). Godišnje sagorijavanje enormnih količina fosilnih goriva za posljedicu ima stalno povećanje koncentracije CO2 u atmosferi koja danas za preko 40% nadvisuje vrijednosti iz predindustrijskog doba. Na sljedećoj slici jasno je uočljiv kako porast koncentracije CO2 u zraku, tako i porast godišnjih emisija. (Koncetracija se izražava jedinicom ppm što je skraćenica od parts per million.)
Lijevo: koncentracija CO2 u zraku u ppm; desno: godišnje emisije CO2 u gigatonama
Kao posljedica porasta koncentracije CO2 i time prouzrokovanog pojačanog efekta staklenika dolazi do sukcesivnog, ali proračunima i mjerenjima teško točno odredljivog globalnog zagrijavanja. Sljedeća slika pokazuje tok odstupanja godišnje i desetljetne srednje temperature na površini Zemlje relativno u odnosu na srednju temperaturu u razdoblju 1986.-2005. Jasno je uočljivo kako porast temperature prati rastuće CO2 emisije.
Ukupne antropogene CO2 emisije trenutno iznose 35-40 Gt godišnje, dok se količina prirodnih emisija kreće oko 550 Gt. Predviđanja razvoja svjetskih emisija stakleničkih plinova ukazuju na osnovu trendova na mogućnost učetverostručivanja u sljedećih 100 godina. Glavni uzročnici su rastući broj stanovnika, razvoj i industrijalizacija gospodarski zaostalih zemalja i porast potrošnje energije po glavi stanovnika koji je u nerazvijenim zemljama kudikamo manji nego u industrijskim. Međutim, s rastućim blagostanjem će i u ovim zemljama potrošnja skokovito rasti. Budući da CO2 ima dug životni vijek u atmosferi (više od 100 godina dok ugljik uz pomoć fotosintetskih organizama ne bude odstranjen iz atmosfere) ovi će trendovi voditi daljnjem povećanju koncetracije CO2 koja trenutno iznosi oko 400 ppm (u predindustrijskom dobu je bila oko 290 ppm). Koliki će porast temperature prouzrokavti rastuće koncetracije ne može se sa sigurnošću tvrditi. Zavisno od primjenjenog modela dobivaju se temperaturni skokovi od +1,5 do +4,5℃ po rastu koncentracije CO2 od 100 ppm. Bez obzira što se egzaktna brojka ne može znati, ključno je da dolazi do globalnog porasta prosječne temperature, a s time i do utjecaja na globalnu klimu. Pored toga, porast temperature uzrokuje i porast razine mora kroz otapanje ledenjaka na polovima koja opet u zavisnosti od porasta temperature može iznosti nekoliko centimetara do nekoliko metara. Neke od posljedica globalnog zagrijavanja su već vidljive na primjeru topljenja arktičke ledene kape čija se površina zadnjih desetljeća kudikamo smanjila.
Jedini mogući pristup rješavanju problema globalnog zagrijavanja bio bi smanjenje emisija CO2, što do danas u mnogostrukom smislu predstavlja nerješiv problem budući da je gotovo sve na čemu se zasniva život modernog čovjeka povezano sa potrošnjom energije. Bez struje i grijanja se ne može (na njihovu proizvodnju otpada 25% svjetskih emisija), bez hrane nema života (tzv. AFOLU sektor u koji je uključena i poljoprivreda sudjeluje sa 24% u emisijama), gotovo sve što posjedujemo proizvedeno je u tvornicama (udio industrije je 21%), a također bi život bez jednog četverotočkaša nekima bio itekako osakaćen (transport 14%). Pored toga i rastući broj stanovnika traži adekvatno stambeno zbrinjavanje s kojim je usko povezana i proizvodnja cementa koja je u 20. stoljeću odgovorna za 6-9% ukupnih CO2 emisija. Iako borba protiv uzročnika klimatskih promjena izgleda unaprijed izgubljena, ona ipak nije. Globalno zagrijavanje je doduše neizbježno, ali se može ograničiti na jednu podnošljivu razinu. I na tom planu mogu svi raditi, od pojedinačne do državne ili svjetske razine. Neki koraci se već poduzimaju. Recimo, od 2015. godine na razini Europske unije važi zakon prema kojemu je prosječna emisija CO2 svih novoproizvedenih osobnih vozila jedne kompanije ograničena na 130g/km. Od 2021. svi novi osobni automobili u prosjeku neće smjeti prelaziti granicu od 95gCO2/km. Ovakva ograničenja ne samo da trebaju biti pozitivno vrednovana u smislu očuvanja okoliša, nego produciraju i velike troškove za proizvođače što zbog potrebe za pojačanim ulaganjima u razvoj i povećanje efikasnosti, što zbog kazni koje moraju plaćati u slučaju prekoračenja granica. Naime, dozvola za puštanje vozila na tržite neće biti povučena nego se od 2019. po svakom gramu prekoračenja i svakom prodanom vozilu plaća 95€ kazne. Zbog sve većih restrikcija mnogi se proizvođači u potpunosti koncentriraju na proizvodnju automobila s električnim pogonom. Tako je prije par dana koncern Deimler najavio da će u potpunosti odustati od proizvodnje novih motora s unutrašnjim sagorijevanjem, dok je VW u protekloj godini usvojio plan prema kojemu bi u dolazećih pet godina trebao uložiti 44 milijarde eura u električnu mobilnost i razvoj autonomne vožnje.
Klimatske promjene prema tome nisu nikakva šala niti mladenmarićevska teorija zavjere. Dok su neki već počeli pružati korake u smjeru njihovog ublažavanja, zapitajmo se šta mi možemo učiniti. Možda već sutra na posao otići biciklom umjesto automobilom jer, kad god sjednemo za volan, sjetimo se da pri sagorijevanju jednog kilograma benzina ili dizela nastaje 3,15 kg CO2.
Autor: Mato Šarčević, Prometej.ba