Zoom

Jakten på koldioxiden

Gruppen av forskare, som Per-Olav Moksnes ingår i, experimenterar med olika metoder för att rädda det ålgräs som finns kvar.

Medan utsläppen fortsätter att öka växer hoppet om att kunna rensa atmosfären på växthusgaser. Men är det ens möjligt? Syre Göteborg har följt frågan, från västkustens naturliga koldioxidfällor till klimatmodellernas teknologiska framtidslösningar.

När Per-Olav Moksnes och hans forskarkollegor förra året sammanställde sina undersökningar av ålgräsängar från så kallade 50 lokaler runt hela norra halvklotet gjorde de en överraskande upptäckt. Det visade sig att västkustens ålgräs var två till tio gånger bättre på att fånga in och lagra koldioxid än motsvarande växtlighet på andra ställen.

Det förvånade dem, konstaterar Moksnes själv. Han möter upp vid Institutionen för marina vetenskapers lokaler bredvid Botaniska trädgården. Det är mitten av februari och mildväder, en vitdisig himmel: på den lilla dammen utanför hans kontor ligger det fortfarande ett bräckligt istäcke, det har spruckit upp i olika flak som är på väg att glida ifrån varandra.

Varför just västkustens ålgräs gör en sådan insats som koldioxidfälla kan de än så länge bara spekulera i, säger Moksnes när han tagit plats i ett mötesrum prytt med bilder av olika alger.

– Vi tror att det finns två huvudanledningar. Ju mer skyddad en vik är, desto mer kol samlas det där. När det är öppet och sandigt, som på Tylösand till exempel, tvättar vågorna bort kolpartiklarna – men i en skyddad vik i Göteborgs skärgård eller uppåt Bohuslän samlas kolen naturligt.

– Dessutom finns det mycket speciella leror på västkusten, särskilt blåleran. De har små gruskorn som binder mycket mer kol än större grus.

Ålgräsängar i Göteborgs skärgård sticker ut när det gäller förmågan att bilda koldioxid
Ålgräsängar i Göteborgs skärgård sticker ut när det gäller förmågan att bilda koldioxid. Foto: Pixabay/Enlund

Ålgräset på väg bort

Det som gör ålgräset i sig unikt är att det har utsträckta rotsystem som bildar ett slags matta på havsbottnen, vilket i sig stabiliserar den och hindrar partiklar från att yra upp och göra vattnet grumligt. Från den här mattan sticker det upp blad överallt, dessa blad fångar in organiska partiklar i vattnet, som kol men även stora mängder kväve och fosfor som bidrar till övergödningen. Ålgräsängarna fungerar alltså som naturliga reningsverk, alla partiklar de samlar upp lagras sedan under ängarna och kan bli kvar där i hundra- eller tusentals år.

– Det är ett vanligt missförstånd att kolfällorna bara består av det gröna. Men det viktiga, de stora mängderna, är de som ligger under växterna, i sedimenten, säger Moksnes.

Den insikten leder oss till problemet som forskarna vill uppmärksamma. Ålgräsängarna är nämligen på väg att försvinna. Forskargruppen uppskattar att runt 60 procent av allt bohuslänskt ålgräs har försvunnit sedan 1980-talet.

Det innebär exempelvis att det värst drabbade området – kring Marstrand, upp till Stenungsund – har förlorat ungefär 1 000 hektar ålgräs under den tiden. Det betyder inte bara att dess positiva effekter försvinner – dessutom frigörs all den koldioxid och alla näringsämnen som har samlats under ålgräset. Enligt Moksnes handlar det om 50 ton koldioxid per hektar, alltså 50 000 ton totalt, som sedan 1980-talet har kommit ut i systemet bara från den lilla sträckan norr om Göteborg.

Att ålgräset dör ut är en konsekvens av dess solljus-beroende. När ekosystemet fungerar skapar ålgräset en självförstärkande effekt: det förhindrar vattnet från att bli grumligt och är en barnkammare för många arter, bland annat torskyngel. De vuxna torskarna äter sedan upp den småfisk som i sin tur äter ålgräsängarnas trädgårdsmästare, alltså de kräftdjur som håller dem rena från skuggande ogräs. Men nu, när ekosystemet har förändrats på grund av övergödning och överfiskning, skapas istället en negativ spiral. Mindre ålgräs ger ännu mer kväve och fosfor i vattnet, vilket ökar övergödning och grumlighet ytterligare, något som i sin tur leder till än färre ängar.

Per-Olav Moksnes, forskare vid Göteborgs universitet konstaterar att lokalbefolkningen kring exempelvis Hakefjorden märker effekterna av ålgräsets försvinnande
Per-Olav Moksnes, forskare vid Göteborgs universitet konstaterar att lokalbefolkningen kring exempelvis Hakefjorden märker effekterna av ålgräsets försvinnande. Foto: Pixabay/Enlund

Ändra folk båtbeteende

För Per-Olav Moksnes och hans kollegor handlar det om att försöka bryta utvecklingen. Men just den negativa spiralen gör det svårt att återplantera ålgräset: vattnet är redan för grumligt och huvudfokus ligger istället på att bevara det som fortfarande finns kvar. Det handlar delvis om restaurering men också om att ändra folks båtbeteende och att hitta alternativ till muddring och byggande av nya bryggor, vilket ofta dödar ålgräset, precis som båtar riskerar att skada det med sina motorer när de kör på grunt vatten. Till sommaren ska det bland annat sättas upp skyltar i småbåtshamnar längst med västkusten för att upplysa om vad ålgräset betyder och hur det kan bevaras.

– Det är mycket bättre att skydda det som finns än att försöka plantera nytt. I de riktigt gamla ålgräsängarna har partiklarna lagrats i 10 000 år. Skulle de försvinna rör vågorna upp all koldioxid igen, det är ingen försumbar mängd det handlar om, säger Moksnes som tror att den generella vetskapen om sjöväxternas betydelse saknas. Det behövs mer information, menar han.

– De flesta förstår nog inte att det där otäcka gröna som kittlar en under fötterna när man badar har en väldigt viktigt funktion för att de ska kunna ha klart badvatten, fånga torsk och så vidare, säger han.

– Och man talar om att använda dyr teknik för att fånga upp koldioxiden, men man borde kanske också titta på sådana här enkla sätt, till exempel att inte skapa nya utsläpp genom att undvika att skada de här kustmiljöerna. Det är ganska billigt att helt enkelt sluta förstöra.

Hakefjorden söder om Stengungsund är ett område som förlorat över 50 hektar ålgräs och där lersediment grumlat upp från botten som ett moln
Hakefjorden söder om Stengungsund är ett område som förlorat över 50 hektar ålgräs och där lersediment grumlat upp från botten som ett moln. Siktdjupet i området uppskattas ha minskat med nästan två meter sedan ålgräsets stabiliserande effekt på botten försvann. Foto: Eduardo Infantes

Negativa utsläpp

Den negativa spiral som gör att ålgräsets minskning i sig själv försvårar gräsets egen överlevnad påminner om de processer som gör att jordklotets uppvärmning riskerar att sätta igång självförstärkande effekter – exempelvis att det när permafrosten smälter frigörs än mer växthusgaser som lagrats i marken. I takt med denna utveckling tar diskussionerna om så kallade negativa utsläpp en allt mer central roll i klimatdebatten: numera kommer få nyheter om framtidsläget som inte direkt eller indirekt berör möjligheterna att ta bort redan utsläppt koldioxid ur atmosfären.

Det finns olika metoder för att lyckas med det, men den absolut mest omskrivna och betrodda i dagsläget är koldioxidlagring från biomassa, alltså BECCS (bio-energy with carbon capture and storage). Metoden går förenklat ut på att man transporterar biomassa – till exempel trä från en skog – till en stor industri, där den förbränns och blir energi varefter man avskiljer koldioxiden som skapas. Gasen komprimeras därefter till flytande form och transporteras till ett permanent lagringsutrymme under jord. När sedan nya träd eller liknande planteras binder de nytt koldioxid i takt med att de växer, och med tiden skapas på så sätt det som kallas minusutsläpp.

CCS-tekniken, som var den mest omtalade för ett antal år sedan, fungerar på samma sätt, men med det stora undantaget att det inte är biomassa utan fossila bränslen som förbränns. Detta gör att det inte skapas några negativa utsläpp.

– I Parisavtalet satte man målet om två graders uppvärmning och en satsning mot 1,5 grader, trots att nivåerna för forskarna verkade allt mer omöjliga att nå. I och med det behövs stora mängder nettonegativa utsläpp och sedan dess har man modellerat mycket mot vad som krävs för stanna vid 1,5 eller 2 graders uppvärmning. I nästan alla scenarier räknar man med enorma mängder BECCS- och CCS-anläggningar.

Det säger Anders Hansson som är lektor vid Linköpings universitet och leder ett forskningsprojekt om möjligheterna att åstadkomma nettonegativa utsläpp med hjälp av BECCS. Problemet, menar han, är att uppskattningar som görs i framtidsmodelleringarna helt enkelt inte är rimliga.

– Om man räknar på snittet i alla tusentals scenarier som har gjorts krävs det att vi suger upp tolv miljarder ton koldioxid per år globalt, från och med 2050. Då skulle vi behöva bygga en till två BECCS-anläggningar i veckan fram tills dess, med start 2025. Det förefaller totalt orealistiskt. Man har skapat en teoretisk konstruktion som bara är möjlig i modellernas värld.

Olika förutsättningar

Han skiljer noga på förutsättningar för att skapa negativa utsläpp i Sverige och resten av världen. I Norden har vi en unik potential för BECCS-systemen tack vare att vi är rika länder som redan har stora mängder biomassa i våra energisystem och goda lagringsmöjligheter för koldioxiden i exempelvis gamla oljekällor ute i Norska havet. Trots det finns det fortfarande inte mer än småskaliga testanläggningar i drift i Sverige, respektive vissa pilotanläggningar i Norge.

– Sverige har en teoretisk potential att avskilja och lagra 20 miljoner ton koldioxid per år, det är en tredjedel av våra totala utsläpp. Riksdagen vill att vi ska nå nollutsläpp till 2045 och sedan sikta på minus. Om det ska bli verklighet måste vi göra på det här sättet, säger Hansson.

Men i resten av världen är läget ett helt annat. I Anders Hanssons forskning ingår, som exempel, en studie av biokol i Tanzania – och där ser han enorma svårigheter.

– Om man kollar på modellerna räknar de med BECCS även i fattiga länder, som Tanzania. Men där är förutsättningarna nära nog obefintliga. Det finns knappt någon modern infrastruktur alls och ett enda pappersbruk i hela landet. De flesta har inte ens el. Ska det finnas incitament för BECCS krävs en kraftproduktion där man processar biomassan, och det går inte utan att ha ett nät att distribuera elen i.

Även i rika länder där det talas om att satsa på systemen, exempelvis England, saknas den stora mängd biomassa som krävs. Det skulle innebära att de var tvungna att importera den för att klara av målen. Skulle systemet införas globalt måste därmed nya landområden i gigantisk skala avsättas för odling av biomassa – enligt Hansson handlar det i vissa beräkningar om en till två gånger Indiens yta. Detta riskerar att krocka med kampen för att försörja en växande global befolkning med mat.

Anders Hansson är, kort sagt, rädd för att förhoppningarna på BECCS gör att samhället i stort riskerar att tillåta sig för stora utsläpp på kortare sikt, i tron att det kommer gå att kompensera för dem i framtiden. Han tycker istället att man borde fokusera på ett scenario utan möjligheter att fånga in koldioxiden i stor skala och utgå från det.

– Man måste vara tydlig med att BECCS på sin höjd kan vara ett komplement på vissa ställen i världen, men förväntningarna på den globala potentialen måste skruvas ner kraftigt – och som en konsekvens av det måste man satsa mer på allt annat, säger han.

Oro för feltolkning

Förutom just den väldiga mängden CCS- och BECCS-anläggningar finns även de naturliga koldioxiddammsugarna – exempelvis de nämnda ålgräsängarna på Västkusten, men framförallt skogen i stort – redan med i de flesta modeller för att klara klimatmålen. Men även där räknar forskarna med en minskad avskogning och ökade trädplantering som vi, enligt Hansson, är långt ifrån i dagsläget.

Problemet är inte bara hur modellerna konstrueras utan främst hur de tolkas och kommuniceras, konstaterar han. De bygger på stora förenklingar: forskarna som gör modellerna har med alla reservationer om svårigheterna men det är sådant som ofta hamnar utanför debatten.

– Det finns en risk att klimatfrågan framstår som mer hanterbar än vad den är. Det kan leda till att man lutar sig tillbaka och inväntar att de här scenarierna ska slå in, att mänskligheten slappnar av alldeles för mycket och inte genomför de åtgärder som man hade genomfört om man insåg allvaret. Utan BECCS kanske man behöver bygga dubbelt så mycket vindkraft. Hur realistiskt är det? Det är frågan – men det är i alla fall bättre att ställa den och föra den diskussionen på allvar, istället för att diskutera något som kanske aldrig blir verklighet, säger Hansson.

<strong>Ålgräs</strong> <em>(zostera marina)</em>

• Ålgräs är inte ett riktigt gräs utan besläktat med liljor och har ståndare och pistiller och sprider frön för att fortplanta sig. Ålgräset är en av få sådana arter som lever i vattnet: där finns ett 60-tal jämfört med 100 000-tals på land.
• Ålgräset lever på grunt vatten och bildar stora rotsystem som fungerar som en sorts matta, vilken fixerar havsbottnen och ger klarare vatten. Det är dessutom barnkammare för många olika arter. Utöver det binder ålgräset mycket partiklar, både växthusgaser och ämnen som bidrar till övergödning. (Generellt är våta marker bättre på att ta upp kol och näringsämnen, då de är syrefria vilket gör att andra bakterier inte kan komma dit och bryta ner dem igen.)
• Ny forskning har visat att de ålgräsängar som finns i Bohuslän och Göteborgs skärgård, samt de danska i Skagerrak, har en unik förmåga att binda till exempel koldioxid. (Samma sak kan tänkas gälla för de norska fjordarna men där har inga undersökningar gjorts.)

Metoder för att skapa noll- eller minusutsläpp

BECCS: Den mest tekniskt mogna och potentiellt kostnadseffektiva metoden i nuläget. Biomassa förbränns, koldioxiden utskiljs ur utsläppen och lagras under jord. Ny biomassa planteras, vilket binder nytt koldioxid och ger ”negativa nettoutsläpp”.
CCS: Samma som ovan, fast med förbränning av fossila bränslen vilket därmed ger nollutsläpp.
Naturliga lösningar: Handlar om stora ökningar av skogsmängden och växtligheten. En annan möjlighet handlar om att göda världshaven med näringsämnen så att det skapas mer plankton, vilka binder kol och tar det med sig ner i havsdjupet när de dör. Det senare är dock en kontroversiell idé som strider mot flera internationella konventioner.
Direct air capture (DAC): En teknik i ett tidigt stadium, som med hjälp av olika filter samlar upp koldioxiden direkt ur atmosfären. En nackdel för systemet är den ytterst låga koncentrationen koldioxid i luften jämfört med de höga koncentrationerna vid en punktkälla, som ett kraftverk. Det blir alltså, i nuläget, väldigt dyrt i förhållande till exempelvis BECCS.
Mineralisering: Än så länge en konceptuell metod, där man binder koldioxid med hjälp av olika porösa bergarter.
Biokol: Biomassamaterial utsätts för pyrolys, alltså förbränns utan syre, vilket bildar träkol som binder koldioxiden och går att stoppa ner i jorden vid jordbruk för att öka produktiviteten.