Scientific Dutchman

Bijna een jaar geleden, op 17 november, stuurde ik mijn eerste editie van dit wekelijkse klimaatnieuws de wereld in. Aanleiding was de klimaatmars van 12 november, waar ik in meeliep. Met een korte onderbreking tijdens de zomervakantie ging er iedere week een editie uit, op mijn website en vanaf de tweede editie ook via LinkedIn. Vandaag verschijnt de 50^e editie, dus dat is een dubbel jubileum!

Er zijn verschillende redenen waarom ik deze nieuwsbrief maak. Het is allereerst belangrijk te laten zien wat de gevolgen zijn van klimaatverandering. Daarnaast is het goed aandacht te hebben voor nieuwe vindingen die de uitstoot van broeikasgassen kunnen terugdringen, of helpen bij klimaatadaptatie. En verder dwingt het mij om al dit boeiende en belangrijke nieuws bij te houden!

Het komend jaar zal er weer van alles gebeuren – van nieuwe weerrecords tot de acties van de Amerikaanse president Trump op het klimaatdossier. Ik ga daarom nog een tijdje door met deze nieuwsbrief, die ik in eigen beheer – en dus voor eigen rekening – produceer. Daarom onderaan deze nieuwsbrief een verzoek! Maar nu eerst de gebruikelijke berichten.

Politiek en klimaatverandering zijn niet altijd even goede vrienden. Zo kan de verkiezing van Donald Trump als president van de VS zorgen voor een fikse extra uitstoot van broeikasgassen. Ook bezoekers van de klimaattop, later deze maand, zullen flink wat CO₂ uitstoten door met privévliegtuigen te reizen. Er is beter nieuws over vaste stof batterijen en thermo-elektrische generatoren. Dat en meer in deze aflevering van mijn wekelijkse klimaatnieuws.

Goed nieuws

7-11 Warmteverschil kan CO₂ omzetten in nuttige grondstof. Ze zijn al vaker langsgekomen in deze nieuwsbrief: thermo-elektrische generatoren, die een warmteverschil omzetten in stroom. Onderzoekers van de universiteit van British Columbia (Canada) hebben een standaard thermo-elektrische generator gebruikt om kooldioxide om te zetten in koolmonoxide, de grondstof voor allerlei nuttige chemische verbindingen. Hun experimenten wezen uit dat een temperatuurverschil van 40 graden voldoende stroom oplevert om deze omzetting uit te voeren. Deze technologie is bijvoorbeeld te koppelen aan een geothermische installatie, tussen de aanvoer- en afvoerpijpen. Een meer extreme toepassing is het gebruik om een toekomstige kolonie op Mars te voorzien van basischemicaliën. Het onderzoek is gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Device. Zie ook dit nieuwsbericht.

De klimaatdoelen raken zo langzamerhand uit zicht, helaas. Wat mogelijk kan helpen is het verwijderen van kooldioxide uit de atmosfeer, alleen is dat gezien de lage concentraties een lastige klus. Maar er lijkt een kleine doorbraak te zijn, en dat is goed nieuws. En voor wie vindt dat klimaatmaatregelen wel erg duur zijn: lees het bericht over de klimaatkosten van materialen als staal en cement eens! Dat kan in deze aflevering van mijn wekelijkse klimaatnieuws.

Goed nieuws

23-10 Nieuw materiaal neemt gemakkelijk CO₂ op. Het afvangen van het broeikasgas kooldioxide is belangrijk om verdere opwarming te voorkomen. Maar de uitstoot is al zo hoog dat het eigenlijk nodig is CO₂ actief uit de lucht te halen. Een probleem daarbij is dat de concentratie in de lucht veel lager dan in een fabrieksschoorsteen. Een effectieve manier om dit te doen is er nog niet. Maar onderzoek van de universiteit van Californië in Berekley lijkt daar verandering in te brengen. Wetenschappers ontwikkelden er een poreus molecuul (een zogeheten covalent organic framework, COF) dat de CO₂ uit gewone lucht kan halen. Een testbuisje met het nieuwe materiaal waar ze buitenlucht doorheen pompten bleek alle CO₂ daarin op te nemen. Door het materiaal tot 60 graden Celsius te verhitten komt dat gas vrij – bijvoorbeeld voor gebruik als grondstof in de chemische industrie, of voor opslag – en is het materiaal opnieuw te gebruiken. Het zijn veelbelovende resultaten, al is er nog veel werk nodig voordat deze oplossing grootschalig is in te zetten. De resultaten zijn gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature. Zie ook dit nieuwsbericht.

Bomen blijken beter bestand tegen klimaatverandering dan we dachten. Maar in Miami zullen door opwarming desondanks vier van de tien boomsoorten aan het eind van de eeuw uit het straatbeeld verdwenen zijn. De uitkomsten van klimaatonderzoek zijn vaak complex. Niet zo moeilijk is het idee dat elektrische auto’s zorgen voor een betere luchtkwaliteit, wat een flinke gezondheidswinst oplevert. Dit en meer in deze aflevering van mijn wekelijkse klimaatnieuws.

Goed nieuws

15-10 Elektrisch rijden goed voor klimaat én gezondheid. Wanneer de VS op grote schaal elektrisch rijden gaat invoeren en het stroomnet grotendeels vergroent, zorgt dat in 2050 voor een enorme besparing op gezondheidskosten, van tussen de 74 en 174 miljard euro. Wanneer het stroomnetwerk minder vergroent daalt het voordeel naar enkele tientallen miljarden. Dat stellen onderzoekers van de universiteit van Toronto (Canada) op basis van simulaties. Daarin namen ze niet alleen de effecten van elektrisch rijden op de uitstoot van broeikasgassen mee, maar ook die van stikstof, zwavel en fijnstof. Daarbij hielden ze er rekening mee dat benzineauto’s steeds schoner worden. Verder werden er in de simulaties vanaf 2035 alleen nog maar elektrische auto’s verkocht. Het wegvallen van de uitstoot van auto’s leverde op basis van epidemiologische modellen een grote gezondheidswinst op. Het is volgens de onderzoekers zaak zo snel mogelijk het wagenpark elektrisch te maken, omdat er anders nog tientallen jaren benzineauto’s op de weg blijven rijden. Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences. Zie ook dit nieuwsbericht.

Vorige week schreef ik over de impact van orkaan Helene, inmiddels is ook orkaan Milton over Florida getrokken. Dankzij het warme water in de golf van Mexico kon Milton in recordtijd uitgroeien van een storm tot een categorie 5 orkaan, en klimaatverandering speelt hierin een rol. Het terugdringen van de uitstoot van broeikasgassen is de enige echte remedie hiervoor. Maar naast technische oplossingen zijn er ook goede economische en politieke keuzes nodig. Daarover meer in deze aflevering van mijn klimaatnieuws.

Goed nieuws

8-10 Aftappen aardwarmte op grote diepte mogelijk. Geothermie (aardwarmte) is een aantrekkelijke energiebron. De warmte neemt toe met de diepte, maar het was de vraag of het mogelijk is de warmte van super heet gesteente (van boven de 375 graden) af te tappen. Dit aftappen gebeurt door water in warm gesteente te injecteren om het vervolgens weer op te pompen. Maar het superhete gesteente ligt erg diep, zodat het ook onder een hoge druk staat. Bij die condities wordt gesteente zacht en ‘kneedbaar’, en daardoor was het onzeker of er wel genoeg spleten en scheuren in zouden zitten om water door te laten. Onderzoekers van de Ecole Polytechnique Fédéral de Lausanne (Zwitserland) hebben daarom een opstelling gebouwd waarin ze deze omstandigheden kunnen nabootsen. Hun experimenten (en aanvullende simulaties) laten zien dat op de grens van hard en kneedbaar gesteente voldoende scheuren aanwezig zijn om water door te laten. Dat opent de weg naar het winnen van dit soort aardwarmte, die kan zorgen voor grote hoeveelheden groene energie. Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications. Zie ook dit nieuwsbericht.

8-10 Drinkwaterproductie op zonnestroom zonder accu’s. Verzilting van grondwater is een van de gevolgen van klimaatverandering. Ontziltingsinstallaties kunnen werken op zonnestroom, maar de zonkracht is doorgaans variabel. Daarom hebben ze accu’s als buffer, zodat het systeem toch continu kan draaien. Wetenschappers van het Massachusetts Institute of Technology (VS) hebben nu een installatie gebouwd die zonder accu’s kan werken. Het ontzilten gebeurt doorgaans met omgekeerde osmose, maar daarvoor is een stabiele stroomvoorziening nodig. In het nieuwe systeem is elektrodialyse gebruikt, waarbij een elektrisch veld de zout-ionen uit het water verwijdert. Dit kan met een variabele snelheid. De onderzoekers ontwierpen een besturingssysteem dat de zonkracht drie tot vijf keer per seconde meet, en voortdurend de productie aanpast aan de beschikbare stroom. Het systeem is zes maanden getest, met een watervolume dat voldoende is voor een gemeenschap met ongeveer drieduizend personen. Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Water. Zie ook dit nieuwsbericht.

Tussen goed en minder goed

11-10 ‘Zee-sneeuw’ valt trager dan gedacht, oceanen slaan minder koolstof op. De oceanen nemen ongeveer een derde van het door menselijke activiteit geproduceerde kooldioxide op. De koolstof wordt naar de oceaanbodem gebracht door de ‘biologische pomp’: afgestorven plankton of bacteriën zakt naar de bodem, waar het al snel enkele duizenden jaren blijft liggen, net als de poep van zeedieren. Die zinkende deeltjes wordt ‘zee-sneeuw’ genoemd. Maar een nieuw onderzoek van Stanford University (VS) laat zien dat deze sneeuw veel trager valt dan gedacht. Onderzoek met een speciale microscoop, waarmee het mogelijk is op een onderzoeksschip de valsnelheid van verse monsters te bestuderen, laat zien dat veel deeltjes bedekt zijn met een slijmlaag die als een parachute achter het deeltje aan sleept. Hierdoor blijven de deeltjes twee keer langer dan gedacht in de bovenste 100 meter van de oceaan – een regio waarin de koolstof opgenomen kan worden door andere organismen, die dan minder koolstof uit de atmosfeer nodig hebben. Door deze ‘recycling’ slaan de oceanen minder koolstof op dan tot nu toe werd gedacht, al melden de onderzoekers dat zij ook processen hebben gezien die de opslag versnellen. Hun resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Science. Zie ook dit nieuwsbericht.

8-10 Circulaire economie vraagt om balans. Een circulaire (bio)economie zou veel problemen met milieu en klimaat kunnen oplossen. Maar naast allerlei technische innovaties is daarvoor ook een werkbaar economisch model voor nodig, stellen onderzoekers van de University of Illinois in Urbana-Champaign (VS). Het terugdringen van afval is bijvoorbeeld belangrijk, maar ook kostbaar. De vraag is dus vooral hoeveel afval er nog acceptabel is om milieudoelen te halen zonder extreme kosten. Ook een belasting op koolstof-uitstoot zorgt voor hogere prijzen. Het is daarom belangrijk ervoor te zorgen dat die kosten eerlijk verdeeld worden. Verder moeten boeren beschermd worden tegen het hogere risico van milieu- en klimaatvriendelijk werken. Dit vraagt om maatregelen van overheden, en goede voorlichting van consumenten. In een publicatie die is verschenen in Communications Earth and Environment presenteren de onderzoekers een raamwerk voor zo’n circulaire economie. Zie ook dit nieuwsbericht.

Minder goed nieuws

10-10 Klimaatverandering kan uitstoot methaan in Amazone-regio vergroten. De wetlands in de Amazone-regio, die ongeveer de helft van het jaar onder water staan, produceren een grote hoeveelheid methaan, een sterk broeikasgas. Daar staat tegenover dat hoger gelegen gebieden juist methaan opnemen. Maar volgens onderzoekers van de universiteit van São Paulo (Brazilië) zal klimaatverandering de balans tussen productie en opname verstoren. Door toenemende droogte kan het hoogland tot wel 70 procent minder methaan opnemen. In de wetlands neemt de hoeveelheid methaan producerende bacteriën toe bij meer regen, al hebben metingen nog niet aangetoond dat er ook meer methaan wordt geproduceerd. Maar de balans slaat door naar een hogere uitstoot van methaan bij verdergaande klimaatverandering. Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Environmental microbiome. Zie ook dit nieuwsbericht.

9-10 Smelt van permafrost vergroot erosie door Arctische rivieren. In de noordelijke poolregio is een deel van de bodem min of meer permanent bevroren. Maar klimaatverandering zorgt voor dooi van deze permafrost. Amerikaanse wetenschappers hebben de invloed van dooi op de erosie van rivierbeddingen onderzocht, en de uitkomst was zorgwekkend: de toegenomen erosie kan ervoor zorgen dat rivieren tussen de 30 en 100 procent sneller ‘migreren’. Door het eroderen van de bedding kunnen rivieren zich namelijk verplaatsen. Aangezien ruim vier op de tien nederzettingen in de Antarctische regio op pakweg een kilometer van een rivier is gebouwd, kan dit gevolgen hebben voor de infrastructuur. Ook zal door erosie de stroomsnelheid toenemen, wat de afvoer van koolstof uit de bodem versnelt. Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Nature. Zie ook dit nieuwsbericht.

Uitsmijter

Wie ook maar een beetje geïnteresseerd is in klimaatnieuws heeft natuurlijk gehoord van het 2024 State of the Climate Report, een soort ‘klimaat-dashbord’ met 35 verschillende metertjes dat jaarlijks verschijnt voor de internationale COP klimaatconferentie in november. Maar voor wie alleen de krantenberichten erover heeft gelezen hier ook nog even een link naar de volledige publicatie in BioScience.

Sinds 1995 ben ik actief in wetenschapsjournalistiek en -communicatie. Daarnaast geef ik workshops over het schrijven van wetenschappelijke subsidieaanvragen, redigeer ik zulke aanvragen en schrijf ik teksten over complexe technische/wetenschappelijke materie. Kijk voor meer informatie elders op deze site, of neem direct contact op via rene@scidutch.nl!

Deze week een enigszins afwijkende versie van mijn klimaatnieuws. Vorige week veroorzaakte orkaan Helene enorme schade in het zuidoosten van de VS. President Biden zei tijdens een bezoek aan het rampgebied dat je wel ‘hersendood’ moest zijn om klimaatverandering nu nog te ontkennen. En een snelle analyse wijst inderdaad op een belangrijke bijdrage van klimaatverandering (zie onder). Verder onder meer een manier om steden te koelen en het verband tussen hitte in Zuid Afrika met algenbloei bij Madagaskar.

Orkaan Helene

Tussen 26 en 29 september teisterde orkaan Helene het zuidoosten van de VS. Met meer dan 200 doden (en op het moment van schrijven ook nog veel vermisten) was het een van de dodelijkste orkanen in de afgelopen twintig jaar. Onderzoekers van het Lawrence Berkeley National Laboratory (VS) hebben een snelle berekening gemaakt om te schatten hoe groot de invloed van klimaatverandering was op de neerslag die de orkaan heeft veroorzaakt. Deze eerste schatting laat zien dat er door het warmere klimaat op sommige plaatsen in de staten Georgia en North- en South Carolina zo’n 50 procent meer neerslag is gevallen.

De orkaan heeft bovendien schade toegebracht aan een gebouw van de NOAA National Centers for Environmental Information, waardoor het tijdelijk niet mogelijk is om updates te geven over de temperatuur van de oceanen – de energiebron die tropische orkanen voedt.

In de VS teistert orkaan Helene onder meer de staten Florida en Georgia. Het slechte nieuws is dat er vaker krachtige orkanen ontstaan door de opwarming van het klimaat. Maar in deze klimaatnieuwsbrief kun je ook lezen dat nu beter is te voorspellen hóe krachtig een orkaan wordt. Ook is er goed nieuws over omzetting van ammonia in waterstof, en een plan om de luchtvaart klimaatneutraal te maken rond 2050.

Goed nieuws

24-9 Uitstoot broeikasgas door kuilvoer simpel te verminderen. Lachgas (N₂O) is een broeikasgas dat driehonderd keer sterker is dan kooldioxide. In de VS is landbouw de grootste bron van lachgas, het komt onder meer vrij bij het maken van kuilvoer. Onderzoekers van Kansas State University hebben dit vergistingsproces gemodelleerd en onderzocht voor drie gewassen: mais, alfalfa en sorghum. In een periode van vier weken produceerden al die gewassen een aanzienlijke hoeveelheid lachgas. Uit deze simulaties bleek dat vergisting van kuilvoer de op twee na grootste bron van lachgas is in de landbouw. Maar de onderzoekers vonden ook een oplossing: door kalium- of natriumchloraat aan de ingekuilde gewassen toe te voegen ging de productie van lachgas flink omlaag. Deze zouten remmen de groei van zogeheten de-nitrificerende bacteriën, die verantwoordelijk lijken te zijn voor de productie van N₂O. Verder onderzoek moet uitwijzen hoe lachgasproductie in kuilvoer nog verder omlaag is te brengen. Een artikel over deze bevindingen is gepubliceerd in het tijdschrift PNAS Nexus. Zie ook dit nieuwsbericht.

Klimaatverandering is slecht nieuws voor schaatsliefhebbers. Maar Canadees onderzoek laat zien dat het nieuws nog slechter is dan gedacht. Goed nieuws is er over de productie van ammoniak en van stroom. En krill blijkt heel goed koolstof te kunnen opslaan, maar dan moeten we dus niet teveel van deze garnaaltjes opvissen. Dit en meer in mijn wekelijkse klimaatnieuws.

Goed nieuws

19-9 Gesmolten katalysator brengt groene ammoniak dichterbij. Ammoniak is een belangrijke grondstof voor het maken van bijvoorbeeld kunstmest, maar is ook te gebruiken als brandstof. Het produceren van ammoniak gebeurt standaard bij hoge druk en temperatuur, wat zorgt voor een hoge uitstoot van broeikasgassen: maar liefst 2 procent van de totale uitstoot wereldwijd. Een nieuwe katalysator, ontwikkeld aan RMIT University in Melbourne, Australië, brengt die uitstoot flink terug, omdat er 20 procent minder warmte en 98 procent minder druk nodig is. De katalysator bestaat uit deels gesmolten bolletjes (‘nanoplaneten’ genoemd) met een vaste kern en buitenste korst, waartussen een vloeibare mantel zit. De bolletjes zijn gemaakt van gallium en koper, terwijl bij de huidige technieken het veel zeldzamere ruthenium nodig is. Een ander voordeel is dat de nieuwe katalysator ook kleinschalige productie mogelijk maakt. De nieuwe methode werkt prima in het lab, de onderzoekers werken nu aan het opschalen ervan. Een publicatie over de nieuwe katalysator is verschenen in Nature Catalysis. Zie ook dit nieuwsbericht.