Student World

Odsávat z ovzduší CO2, stejně jako rostliny při fotosyntéze, a pak bezpečně ukládat uhlík. Tak vypadá nový návrh praček vzduchu v podobě umělých stromů. Atmosféru lze ovšem zbavovat CO2 i tak, že se do rostlin vpraví gen jisté brazilské dřeviny, jež si na skleníkovém plynu přímo pochutnává.

Oxid uhličitý patří k nejrozšířenějším skleníkovým plynům, jimiž člověk zatěžuje ovzduší hlavně při spalování fosilních paliv a provozu automobilů. Rostliny projevují pozoruhodnou schopnost vázat v sobě oxid uhličitý v průběhu fotosyntézy, kdy se rozkládá působením slunečního záření. Mohl by obdobně fungovat umělý, průmyslově vyráběný strom, který by nebyl citlivý na dodávku živin a okolní prostředí?
Odpověď hledal výzkumník Klaus Lackner z Columbia University, který tvrdí, že jediný umělý strom podle jeho návrhu by zbavil atmosféru 90 tisíc tun CO2 ročně. Odstranil by tedy totéž, co do okolního prostředí vypustí zhruba 15 tisíc automobilů. "Nápad může fungovat s tisíckrát vyšší účinností než živý strom," řekl Lackner BBC. Zatím je ovšem jen na papíře.
Neexistuje funkční model, který by umožnil posoudit praktickou účinnost a vyřešit nakládání s jednotlivými látkami, jež se účastní reakce. Myšlenka je však o to zajímavější, že na planetě valem ubývá nejcennějších porostů v deštných pralesích.

Mělo by to jít, ale…

Princip je prostý, spočívá v odebírání uhlíku z ovzduší a v jeho bezpečném skladování. Nejsnazší by bylo stahovat CO2 přímo ze zdroje znečištění, například z elektráren. To ovšem nelze uplatnit v automobilech, protože palubní nádrž, v níž by se plyn hromadil, by musela být příliš objemná. "Je to věc hmotnosti. Na každých 14 gramů spotřebovaného benzínu připadá 44 gramů CO2," prohlásil vědec.
Řešení spočívá v odebírání plynu z proudu vzduchu, k čemuž se právě hodí umělý strom jako filtr. Absorpční povrch, například vápenná voda rozptylovaná po lamelách, obdobě listů, má zachycovat CO2 a vázat na sebe uhlík. Nejvýznamnější nákladovou položku by představovala recyklace reakčního materiálu.
"Záchytný povrch by se musel obměňovat, protože by se velmi rychle zasycoval oxidem uhličitým," míní vědec. Pokud by se použil zásaditý roztok typu vápenné vody, musela by se odstraňovat vznikající pevná látka." V úvahu připadají i jiné méně zásadité látky, které by zabraňovaly srážení uhličitanu. Musí se ovšem nejdříve ověřit v laboratorních podmínkách.
Opět rozhoduje cena Umělé stromy by bylo možné stavět kdekoli. Model velikosti televizoru by mohl vyrovnávat množství plynu vyprodukovaného jedním členem rodiny. Praktičtější se jeví zařízení velikosti rodinného domku v blízkosti skladišť, což by usnadňovalo dopravu a skladování uhlíku.
Podle výpočtů Klause Lacknera by k likvidaci 22 miliard tun CO2, které podle něho každoročně vznikají na celém světě, stačilo 250 tisíc umělých stromů.
Lákavá kalkulace ale zdaleka nebudí nadšení na všech stranách. Tak například Howard Herzog z Massachusetts Institute of Technology řekl Reuters, že v navrhovaném měřítku nelze myšlenku uplatnit z prostého důvodu: "Jakmile roztok pojme CO2, ztuhne do pevné látky a bude stát velké množství energie vazbu odstranit." Nápad by podle něho přesto neměl upadnout v zapomnění. "Myšlenka zachycování uhlíku z ovzduší je lákavá a bylo by skvělé ji uplatnit. Je však třeba rozlišovat, co je nástin koncepce a co jsou technické podrobnosti."
K. Lackner zkoušel svůj nápad přiblížit skutečnosti v Los Alamos National Laboratory prostřednictvím přírodního chemického procesu zvětrávání hornin. Využil toho, že při reakci CO2 s hořčíkem vzniká uhličitan, který na sebe pevně váže uhlík. Doposud je však tento postup příliš drahý na to, aby mohl fungovat v průmyslovém měřítku. Lackner je však přesvědčen, že cena zachycování a ukládání uhlíku bude klesat se zdokonalováním technologií. "Jsme teprve na počátku řešení klimatických obtíží."

Hymenaea – exotický příslib

Odlišnou možnost, jak účinně zbavovat atmosféru oxidu uhličitého, představuje fotosyntéza, ale zajišťovaná rostlinami, jimž se v prostředí CO2 mimořádně daří. Takovou rostlinou je Hymenaea čili jatoba, strom z tropických deštných pralesů. Brazilští vědci z botanické zahrady v Sao Paulo právě sdělili BBC překvapivé zjištění, že tento strom roste podstatně rychleji v prostředí s vysokou koncentrací CO2.
"Pěstovali jsme jatobu v prostředí obsahujícím 360 částic oxidu uhličitého na jeden milión částic. Současně jsme ji pěstovali v prostředí, kde na milión částic připadalo 720 částic CO2 – to je koncentrace, se kterou lze na planetě podle odhadů počítat v roce 2075," řekl člen brazilského týmu Marcos Buckeridge. "To první, co jsme zjistili, bylo, že se fotosyntéza zdvojnásobila u rostlin žijících ve vyšší koncentraci plynu."
Vědci tak směřují k poznání mechanismu, který by umožnil zvýšit pohlcování hlavního skleníkového plynu. Stačilo by vysazovat větší množství stromů jatoba. Pro vlády průmyslových zemí by to zjevně bylo snazší, než prosazovat dlouhodobá a často nepopulární politická a ekonomická řešení, která by přiměla průmysl snižovat množství škodlivých emisí.
Řešení však není tak jednoduché, jak by se mohlo zdát. Už proto, že stromy jatoba rostou velmi pomalu a jsou i jedinci staří 500 let. Význam nových brazilských pokusů však spočívá v tom, že se podaří přesně zjistit, jak a proč jatoba pohlcuje tolik CO2. Pak by bylo možné uměle vestavět tuto schopnost do jiných rostlin. S dalším rizikem ovšem – že by vznikaly nové geneticky upravované organismy.
Ke znepokojení však zatím není důvod. "Budeme potřebovat spousty let, než zjistíme, jak to vůbec funguje. Nevíme, který gen změnit, aby se zvýšilo pohlcování CO2," zdůraznil Marcos Buckeridge. "Pro případ nouze však musíme připravit záložní technologii. Nikdo totiž neví, jak vysoká bude koncentrace oxidu uhličitého za 75 let."

—tento článek vyšel ve vědecké rubrice Hospodářských novin a na webu Ihned je převzat se svolením autora i redakce HN.

Poznámky Pavel Houser:
Oxid uhličitý je v zásadě pro rostliny prospěšný a ony vesměs vítají jeho vyšší koncentraci, ježto při ní mohou provádět rychleji fotosyntézu a tím i rychleji růst. Naopak problematické byly doby ledové, při kterých koncentrace CO2 v atmosféře poklesla. – poměr kyslíku a CO2 v atmosféře je každopádně důležitým selekčním prvkem v rostlinné říši. Některé rostliny dobře snášejí i nižší koncentrace oxidu uhličitého a tyto druhy jsou v chladných obdobích ve velké výhodě. Teď se zřejmě dostávají do problémů…
Bizarní na článku je např. také fakt, že jatba roste pomalu, ačkoliv pohlcuje hodně CO2 – to je opravdu podivné…

autor Bořek Otava