Grüne, scharfkantige Sandstrände als CO2-Reduzierungstechnologie?

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Kohlenstoffabscheidung, direkte Luftabscheidung und Kohlenstoffdirektentfernung sind wieder im Hype-Zyklus, daher schaue ich mir wieder einmal Lösungen an, die technisch interessant, wenn auch nicht annähernd skalierbar sind. Unter der Lupe steht heute Vesta-Erdedas die Verwitterung von Olivin als Ergänzungssystem für Strandsand untersucht.

Ich habe mir mehrere Ansätze zur Reduzierung der Mineralverwitterung angesehen. Keiner von ihnen hält bisher einer genaueren Prüfung stand, wenn man anfängt, bohrende Fragen zu stellen:

• Wo ist das Mineral?
• Wo kann es verbreitet werden?
• Wie gelangt das Mineral dorthin?
• Wie fein muss das Mineral zerkleinert werden, um CO2 optimal zu absorbieren?
• Wie viel CO2 absorbiert es im Masse-zu-Masse-Verhältnis?
• Wie viel Energie ist nötig, um das Mineral auf diese Feinheit zu zerkleinern?
• Wie lange dauert es, bis die Verwitterung eintritt?
• Wie hoch ist die Kohlenstoffschuld der oben genannten?
• Wie hoch sind die Kosten dafür?
• Gibt es Nebenvorteile?
• Gibt es Auswirkungen auf die Ökosysteme, in denen das Mineral verbreitet ist?
• Wird es andere Auswirkungen haben, die es unrentabel machen?
• Was könnten wir stattdessen mit dem Geld machen?

Also zur Vesta-Erde. Wie bereits erwähnt, ist die Lösung die Olivin-Verwitterung. Was ist Olivin? Es ist ein gewöhnliches Mineral, Magnesium-Eisen-Silikat. Es kommt in der Erdkruste sehr häufig vor. Sehr reine Formen davon sind kristallin und werden zur Herstellung von Halbedelsteinen namens Peridot verwendet. Das meiste davon ist nur eine große Mischung aus verschiedenen Formen magmatischer Gesteine ​​und Mineralien, also erkaltete Lava.

Unter der Erde liegt es einfach da wie jeder andere Stein. Bringt man es jedoch in die Atmosphäre, beginnt es mit Kohlendioxid zu Magnesiumcarbonat zu reagieren. Das passiert auch im Wasser. Wenn Sie meine aktuelle Serie über Ozean-Geoengineering gelesen haben, erinnern Sie sich vielleicht daran, dass Planetary Technologies am Ende auch Magnesiumcarbonat produziert, dieses aber durch die Zugabe von Magnesiamilch – Magnesiumhydroxid – zum Meerwasser erreicht. Eine Tonne fein zerkleinertes Olivin, bis auf Sandniveau oder darunter, kann eine Tonne CO2 absorbieren.

Die Verwitterung von Olivin ist einer der beliebtesten Ansätze, weil Olivin so häufig vorkommt und aufgrund dieser Reaktion. Einige von mir rezensierte Artikel deuten auf eine Veröffentlichung im Nature-Journal hin CO2-Entsorgung mittels Silikaten von Walter Seifritz im Jahr 1990 als erste Erwähnung der Mineralisierung als Lösung zur Kohlenstoffentfernung. Mir ist unklar, warum ein norwegischer Nuklearwissenschaftler, dessen Karriere sich hauptsächlich mit nuklearen Sprengstoffen für militärische und zivile Zwecke beschäftigte, als erster eine Mineralisierung zur CO2-Entnahme vorschlug, aber die Realität ist oft seltsam. Es stellt sich heraus, dass es sich bei dem Vorschlag um einen kurzen Brief mit etwa 250 Wörtern handelt, der Kalziumsilikat und einen chemischen Reaktor für eine verbesserte Verwitterung vorschlägt.

Und so wurde eine akademische Industrie geboren, und 34 Jahre später gibt es immer noch genau keine kommerzialisierte Mineralisierung, obwohl es sicherlich Startups gibt, die Risikokapital erhalten, um alberne Varianten davon zu entwickeln, zum Beispiel Rube Goldberg von Heirloom, der von Breakthrough Energy Ventures finanzierte Tabletts mit Branntkalkschlämmen in Umlauf bringt .

Was ist Olivin noch? Nun, es ist grün. Ich kann nicht sagen, ob es ein attraktives Grün ist oder nur ein charakteristisches Grün, weil ich farbenblind bin, aber die Gesamtzahl der vier Strände auf der Welt, die reich an Olivin sind, sind Touristenattraktionen, weil es ungewöhnlich ist. Ich würde Bilder, die ich mir angesehen habe, weitergeben, aber keines darf erneut veröffentlicht werden, und so habe ich von ChatGPT eine Variante erstellen lassen. Es ähnelt ein wenig dem Papakōlea-Strand auf Hawaii, wo die Einheimischen offenbar die Angewohnheit haben, die einzige Zufahrtsstraße zu blockieren und Besucher für die Shuttle-Gebühren zu erpressen.

Die Hauptidee von Vesta Earth besteht darin, Olivin abzubauen, es zu Sand zu mahlen und es an Strände zu verteilen, die durch Stürme und Gezeiten weggespült werden, was jetzt durch den Anstieg des Meeresspiegels und größere Stürme noch verstärkt wird. Sie hofft, dies in den kommenden Jahren und Jahrzehnten gemeinsam mit Gemeinden auf der ganzen Welt tun zu können.

Es wird auf eine bestimmte Straßensperre stoßen. Gemeinden mögen ihre Strände wegen der Farbe und Weichheit, die sie haben. Strände, die wie zerkleinerte Bier- und Limonadenflaschen aussehen, werden schwer zu verkaufen sein. Darüber hinaus fühlt sich die Härte und Schärfe von frisch gemahlenem Olivin deutlich anders an als bei vielen gewöhnlichen Strandsanden. Der Sand Floridas ist weich und weiß, weil es sich um Quarz-Ovale und gemahlene Muscheln handelt. Olivin wäre schwer zu verkaufen.

Gemeinden restaurieren Strände aufgrund des wirtschaftlichen Werts der Strände. Eine Studie, die ich gelesen habe, ergab beispielsweise, dass etwa 50 % der Wirtschaft Floridas an seine Strände gebunden sind. Neuer Sand zum Auffüllen von Stränden ist ein großes Geschäft. Eine Verschlechterung der Qualität der Strände wäre wahrscheinlich nicht verkäuflich und Strände ohne wirtschaftlichen Wert werden nicht wieder aufgefüllt.

Die Gemeinden können sich die Auffüllung der Strände nicht alleine leisten und müssen daher Bundes-, Landes-, Kreis- und Kommunalgelder zusammenschustern, um die Strände wieder aufzufüllen. Dies könnte im Interesse von Vesta liegen, wenn die Finanzierung für die CO2-Reduzierung verknüpft werden könnte, es stößt jedoch auf andere Herausforderungen.

Wie ich bereits vor Jahren festgestellt habe, ist die Stranderosion übrigens einer der vielen wirtschaftlichen Folgen, die vor allem auf Südflorida zukommen. Die Stranderosion nimmt zu, die Flut nimmt zu und überschwemmt regelmäßig Gebäude und Infrastruktur in der Nähe des Wassers, und Sturmfluten durch Hurrikane nehmen zu, da sich die Hurrikane ausweiten und immer stärker werden. Aber die Süßwasserquelle im Süden Floridas, der Biscayne Aquifer, der von den Everglades gespeist wird, ist stark gefährdet. Die Everglades werden aufgrund des Anstiegs des Meeresspiegels mit größerer Wahrscheinlichkeit brackig, wie aus Studien hervorgeht, die vor einigen Jahren mithilfe von maschinellem Lernen Meereshöhen aus alten Radardatensätzen angepasst haben. Und der Grundwasserleiter ist von Superfund-Standorten und weitläufigen vorstädtischen Klärgruben umgeben. Unterdessen kommt es aufgrund der porösen Kalksteinuntergründe in vielen Teilen Südfloridas regelmäßig zu Überschwemmungen bei klarem Himmel, bei denen Salzwasser aus dem Boden aufsteigt.

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Süßwasser wird deutlich teurer. Viele Kommunen werden nicht in der Lage sein, die Finanzierung für Strände aufzubringen, sodass der Tourismus austrocknen wird. Vielerorts müssen Immobilien aufgegeben werden. Es ist ein Rezept für eine wirtschaftliche Katastrophe, und der Staat tut sein Bestes, um so zu tun, als würde es nicht passieren. Es ist unwahrscheinlich, dass dies ein Ort ist, an dem man den weißen, weichen Sand der Touristenstrände durch harten, scharfen, grünen Sand ersetzen kann.

Und das ist ein wohlhabender Ort, an dem viel Geld für die Auffüllung der Strände ausgegeben wird.

Es besteht also eine Lücke zwischen der Lösung und der Akzeptanz der Lösung. Dies bedeutet nicht, dass einige Gemeinden auf der Welt nicht zu dem Schluss kommen würden, dass grüne Strände ein großes Unterscheidungsmerkmal sind, und eine jährliche Wiederauffüllung mit Olivin in Betracht ziehen.

Aber dann stößt man bei diesem Modell auf die anderen Probleme, und um es klarzustellen: Vesta Earth versteht sie eindeutig und nimmt sie ernst.

Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei Olivin lediglich um abgekühlte Lava, die reich an Magnesium-Eisen-Silikat ist. Es ist kein reines Magnesium-Eisen-Silikat, sondern enthält eine Vielzahl anderer Mineralien. All das sind Dinge, die die Chemie der lokalen Ökosysteme auf die eine oder andere Weise verändern werden. Der Abbau von Steinen an einem Ort, das Zerkleinern und Abladen an Stränden muss mit Vorsicht erfolgen, um das lokale Ökosystem nicht erheblich aus dem Gleichgewicht zu bringen oder es sogar zu vergiften.

Und die Verwitterung erfordert eine Ausbreitung. Machen Sie einen Haufen Olivinsand und schütten Sie ihn auf einen großen Haufen, damit der Olivin in der Mitte des Haufens nicht so schnell verwittert.

Allerdings ist die Verwitterung kein schneller Prozess. Körner unter einem Millimeter, im Bereich von Strandsand, wird im Laufe von 100 Jahren zu 70 % verwittern. Olivin ist außerdem schwerer als normaler Sand und bleibt daher zurück, wenn anderer Sand weggespült wird, wodurch die Strände mit der Zeit immer grüner werden, selbst wenn sie anfangs gemischt sind.

Dies deutet darauf hin, dass man Olivin nicht Jahr für Jahr an denselben Stränden abladen kann, sondern es über immer weitere Flächen von früheren Stellen entfernt verteilen müsste, um die Verwitterung der zuerst ausgebreiteten Mineralien zu ermöglichen und die Ökosysteme nicht durch Primär- oder Zerstörung zu stören Spurenelemente in den Mineralien.

Andere meerestechnische Verfahren haben zumindest den Vorteil, dass sie in strömungs- und gezeitenstarken Gebieten angesiedelt werden können, in denen der Ozean die Verteilung übernimmt, obwohl auch das Vorsicht erfordert. Die geringere Tendenz, dass Olivinsand weggespült wird, mindert dessen Wert.

Vesta Earth ist ein Olivin-Verwitterungsvorschlag mit geringem Nutzen, aber es ist unwahrscheinlich, dass sich auf der ganzen Welt grüne Strände ausbreiten. Vesta hat eine Finanzierung gefunden. Es erhielt einen Zuschuss von 1,6 Millionen US-Dollar und suchte nach einer Finanzierung der Serie A. Es handelt sich um eine gemeinnützige Organisation, bei der es sich anscheinend hauptsächlich um eine Gemeinschaft von Akademikern handelt, die sich seit Jahrzehnten mit der Verwitterung von Olivin befassen und hoffen, dadurch mehr Forschungsgelder zu erhalten. Ihre Wissenschaftsseite ist eine Litanei der ökologischen Bedenken und der Forschung, die sie damit betreiben. Und im Gegensatz zum Magnesiumhydroxid-Startup wäre es tatsächlich kohlenstoffpositiv.

Selbst dann gehen sie nur davon aus, dass sie es schaffen werden, die CO2-Entnahme auf 10 bis 100 Millionen Tonnen zu steigern, was etwa 0,25 % der aktuellen Kohlendioxidemissionen eines Jahres entspricht.

Wie ich gerne anmerke, gibt es eine erstaunliche nanotechnologische Lösung zur Kohlenstoffabscheidung. Es kommt in einer winzigen, spottbilligen Verpackung. Verstreuen Sie Hunderte von ihnen über offenes Gelände und einige finden feuchte, mineralreiche Erde. Sie nutzen intern gespeicherte Energie, um Fäden nach unten und oben zu schicken. Sie bauen kleine oberirdische Solarpaneele und fördern unter der Erde Wasser und Mineralien. Sie saugen Kohlenstoff aus der Luft und binden mit der Zeit Mineralien. Sie verbreiten sich von selbst, wenn sie nicht kontrolliert werden.

Wir nennen sie Bäume und Pflanzen. Aufforstung, Wiederaufforstung, Wiederverwilderung, Wiederherstellung von Feuchtgebieten und Landwirtschaft mit geringer Bodenbearbeitung sind viel besser skalierbare Keile als Tausende grüner Strände. Für die 2050-Ziele sind jedoch keine Lösungen zur CO2-Reduzierung skalierbar. Dazu müssen Emissionen vermieden werden, indem alles elektrifiziert und der Strom kohlenstoffarm gemacht wird.