Ilmuwan Project Vesta percaya pasir hijau khusus mereka dapat memperlambat perubahan iklim dengan menghilangkan karbon dioksida dari udara di pantai. Apa bahan aneh ini dan bagaimana itu bisa berguna bagi dunia? Saya memberikan detailnya.
Ide
Proyek Perusahaan Vesta didirikan pada 2019 di San Francisco, atas dasar Klimitigasi pusat ilmiah . Tujuan startup ini adalah untuk menciptakan teknologi yang secara efektif dapat menghilangkan karbon dioksida dari atmosfer, karena hanya mengurangi emisi CO₂ tidaklah terlalu efektif. Para peserta proyek mengetahui bahwa alam memiliki cara untuk melakukan ini yang telah bekerja selama miliaran tahun - dengan bantuan batuan vulkanik. Ketika hujan turun di bebatuan ini dan menyapu mereka ke laut, reaksi terjadi yang menarik karbon dioksida dari udara dan "menyembunyikannya" di batu kapur di dasar laut.
Gagasan tentang "karbonasi", yaitu konversi kelebihan karbon dioksida menjadi batuan dan mineral, itu sendiri merupakan bidang yang sangat besar untuk penelitian ilmiah. "Mengapa tidak mengembangkan tema ini?" - berpikir di Proyek Vesta. Dan setelah banyak percobaan, mereka memutuskan menggunakan olivin, dihancurkan menjadi pasir.
Olivin adalah mineral asal magmatik, tersebar tidak hanya di perut kerak bumi, tetapi juga di mantelnya. Di Bumi, sering ditemukan di dalam bom vulkanik, berupa inklusi dalam lava basal dan meteorit batu besi. Saat gunung berapi dihancurkan oleh ombak laut, pantai berpasir olivin hijau terkadang terbentuk.
Saat gelombang menyapu olivin, reaksi kimia kecil terjadi - "pelapukan olivin", yang menarik sebagian karbon dioksida, CO₂, keluar dari udara. Produk sampingan dari reaksi ini adalah bikarbonat HCO₃, yang berfungsi untuk mengurangi dan mengatur keasaman baik di tubuh manusia maupun di lautan.
Bikarbonat dicuci ke laut, di mana organisme laut mencernanya dan mengubahnya menjadi kalsium karbonat padat yang stabil, yang terdiri dari cangkang dan kerangka, serta menjadi struktur karang. Ketika karang dan kerang mati, sisa-sisa mereka mengendap di dasar laut dan membentuk lapisan batu kapur dan batuan serupa. Karbon tetap terperangkap selama jutaan atau ratusan juta tahun hingga dilepaskan kembali oleh aktivitas vulkanik. Karena coccolithophores (plankton) adalah "pemecah karbon" yang menghilangkan karbon dioksida dari lingkungan, para ilmuwan telah mengusulkan penggunaannya untuk mengatasi emisi global dan perubahan iklim.
Proyek Vesta
Mekanisme alami ini memungkinkan Anda membuang sekitar setengah miliar ton karbon dioksida per tahun. Masalahnya, masyarakat secara konsisten memproduksi lebih dari 35 miliar ton per tahun. Jadi pertanyaan utamanya adalah: adakah cara untuk secara radikal mempercepat dan memperluas proses ini?
Sejumlah penelitian secara teoritis telah membuktikan bahwa proses tersebut berhasil, tetapi hingga saat ini belum ada yang mencoba melakukannya di pantai. “Kami mempelajari semua materi yang dikumpulkan selama 30 tahun penelitian ilmiah, termasuk banyak pekerjaan teoritis dan eksperimen laboratorium ,” kata Tom Green, Direktur Eksekutif Project Vesta.
Setelah mengumpulkan semua informasi tentang pelapukan olivin dan mempelajari semua studi tentang penangkapan CO₂ dan reaksi lain yang dapat membantu mereka dalam pekerjaan mereka, para ilmuwan mulai bekerja dengan cara yang lebih efektif untuk memerangi perubahan iklim. Mereka menetapkan tujuan untuk meningkatkan teknologi yang diciptakan oleh alam, meningkatkan kecepatannya. Dan untuk ini mereka memutuskan untuk menggunakan olivin yang dihancurkan, menyebarkannya di pantai.
Logikanya di sini sederhana. Menambahkan lebih banyak HCO₃ dapat meningkatkan produksi cangkang yang tidak berbahaya serta elemen kapur dan kalsium lainnya. Penggilingan olivin menjadi pasir menciptakan luas permukaan yang besar untuk mempercepat penyerapan CO₂.
Demi objektivitas, saya mencatat bahwa gagasan menggunakan proses inferensi CO₂ bukanlah hal baru. Sebuah artikel yang diterbitkan 30 tahun lalu menyarankan penggunaan silikatuntuk menangkap karbon dioksida. Lima tahun kemudian, peneliti Exxon Harun Heshgi mengusulkan penggunaan kapur untuk tujuan yang sama, dan pada tahun yang sama, Klaus Lackner, seorang ahli penghilangan karbon , mengeksplorasi banyak jenis batuan secara mendetail.
Tetapi ide-ide ini sangat kompleks dan tidak murah harganya. Dan pasir dari olivin, menurut kalkulasi Project Vesta, akan lebih efisien dengan biaya rendah. Di suatu tempat di urutan $ 10 per ton karbon dioksida, jika teknologi mereka akan digunakan dalam skala besar.
Project Vesta telah meluncurkan rencana untuk studi eksperimental di Karibia dalam waktu dekat. Ini menyusul tak lama setelah Stripe mengumumkan bahwa mereka akan membayar perusahaan rintisan untuk menghilangkan 3.333 ton karbon dioksida seharga $ 75 per ton sebagai bagian dari komitmennya untuk membelanjakan setidaknya $ 1 juta setiap tahun untuk proyek emisi.
Pengerjaan akan dilakukan di dua pantai. Selama penelitian, satu pantai akan ditutup dengan pasir olivin, dan pantai kedua akan dibiarkan dalam kondisi baik sebagai sampel kontrol. Fase awal juga akan bekerja dengan beberapa hal ilmiah yang tidak diketahui terkait dengan wilayah pesisir dengan peningkatan pelapukan.
Eksperimen tersebut kemungkinan akan berlangsung satu atau dua tahun. Pada akhirnya, tim berharap memiliki data yang menunjukkan seberapa cepat dan efisien proses ini. Hasil yang diperoleh dapat digunakan untuk menyempurnakan model ilmiah.
Masalah dan kemungkinan konsekuensi
Saat mempelajari ide startup, banyak sekali pertanyaan yang muncul. Yang paling jelas dari ini adalah: "Ketika Anda menambang, menggiling, mengirim dan menyebarkan olivin dalam jumlah besar di pantai, apakah Anda tidak menghasilkan lebih banyak emisi daripada yang dapat Anda tarik keluar mineral ini dari udara?" Perwakilan Project Vesta mengatakan manfaatnya lebih besar daripada mereka. Penelitian dan simulasi laboratorium telah menunjukkan bahwa gelombang secara signifikan akan mempercepat degradasi olivin. Dan dalam satu dokumen disimpulkan bahwa pelaksanaan proyek ini oleh 2% dari "laut lepas paling energik di dunia" mampu mengkompensasi semua emisi manusia tahunan.
Tapi masalah utamanya adalah bahannya harus dipoles dengan hati-hati agar proses kimianya berlangsung bertahun-tahun, bukan puluhan tahun. Beberapa peneliti telah menghitung bahwa proses pelapisan ulang sangat mahal dan boros energi sehingga seluruh pendekatan tampaknya tidak dapat dijalankan. Namun, yang lain menyimpulkan bahwa pasir olivin akan menghilangkan lebih banyak karbon dioksida secara signifikan daripada yang akan dihasilkannya.
Ada juga yang mempertanyakan hasil akhir pekerjaan Project Vesta. Sulit untuk memprediksi apakah gelombang akan membantu mempercepat proses pembuangan CO₂, seberapa baik penyerapan karbon dioksida dapat diukur dan diuji, atau seberapa mudah masyarakat akan menerima gagasan tentang penyebaran mineral hijau di sepanjang pantai.
Bidang perhatian lain yang harus diperhatikan adalah potensi efek samping lingkungan. Mineral sebenarnya adalah antasida geologis, jadi mereka harus mengurangi pengasaman laut, setidaknya pada tingkat yang sangat lokal, yang mungkin bermanfaat bagi beberapa spesies pesisir yang sensitif. Tetapi olivin juga dapat mengandung sejumlah kecil zat besi, silikat, dan bahan lain yang dapat merangsang pertumbuhan beberapa spesies alga dan fitoplankton, dan sebaliknya mengubah ekosistem dan jaring makanan dengan cara yang sulit diprediksi.
Ilmuwan prihatin tentang masalah lingkungan yang mungkin timbul dari penyebaran mineral di pantai yang sebelumnya tidak ada. Beberapa kritikus percaya bahwa olivin dapat melepaskan logam berat seperti nikel. Namun, Project Vesta meyakinkan para skeptis bahwa nikel yang dilepaskan ke air tidak tersedia secara hayati, yang berarti tidak mempengaruhi spesies laut.
Pesaing
Proyek ini memiliki beberapa keunggulan dibandingkan pendekatan penghilangan CO₂ lainnya. Pertama, biayanya. Kedua, alternatif utama, reboisasi, tidak serta merta menurunkan karbondioksida, karena sering terbakar dan pohon ditebang. Dan dalam kasus Proyek Vesta, laut mengambil alih pekerjaan utama.
Saya juga merasa perlu menyebutkan proyek lain yang sedang berkembang ke arah yang sama. Para peneliti di Islandia menyalurkan larutan karbon dioksida, yang ditangkap oleh pembangkit listrik atau mesin khusus, ke dalam formasi basal jauh di bawah tanah, di mana batuan vulkanik melapisinya dengan mineral karbonat yang stabil. Leverhulme Centermelakukan uji coba lapangan untuk menilai apakah debu batuan basal yang ditambahkan ke ladang jagung dan kedelai dapat berperan sebagai pupuk dan sebagai pemulung karbondioksida.
Dan ilmuwan dari University of British Columbia, bersama dengan rekan dari universitas lain di Kanada dan Australia, sedang menjajaki berbagai pilihan untuk menggunakan mineral yang diekstraksi sebagai produk sampingan nikel, berlian, dan platinum. Idenya adalah dengan menyebarkannya di lapangan, tambahkan air dan bubur. Mereka mengharapkan apa yang disebut tailing tambang dengan cepat menarik dan memberikan mineralisasi karbon dioksida dari udara, membentuk blok padat yang dapat terkubur. Model mereka menunjukkan bahwa ini dapat menghilangkan jejak karbon tambang.