Suočeni s eskalirajućom klimatskom krizom, znanstvena zajednica i donositelji odluka grozničavo tragaju za učinkovitim metodama smanjenja koncentracije ugljičnog dioksida (CO2) u atmosferi. Pored nužnog i drastičnog smanjenja emisija stakleničkih plinova, sve je jasnije da će biti potrebne i tehnologije za aktivno uklanjanje već postojećeg CO2 iz zraka. U tom kontekstu, inovativni pristup koji koristi moć prirode, potpomognut modernom znanošću, privlači sve veću pažnju: genetski poboljšane poljoprivredne kulture.

Istraživači s uglednog kalifornijskog sveučilišta UC San Diego, preciznije s Instituta za oceanografiju Scripps i Škole za globalnu politiku i strategiju (GPS), predstavili su studiju koja sugerira da biljke s genetski unaprijeđenim, značajno povećanim korijenskim sustavima, predstavljaju izvedivu i potentnu strategiju za povlačenje golemih količina ugljičnog dioksida iz atmosfere i njegovo dugoročno skladištenje u tlu. Ova agrikulturna metoda mogla bi biti ključan dio rješenja za postizanje negativnih emisija, neophodnih za stabilizaciju klime.

Razmjeri Izazova Uklanjanja Ugljika

Najnovija izvješća Međuvladinog panela o klimatskim promjenama (IPCC) ne ostavljaju mjesta sumnji: kako bi čovječanstvo imalo realne šanse ograničiti globalno zagrijavanje i izbjeći najkatastrofalnije posljedice klimatskih promjena, poput ekstremnih vremenskih nepogoda, masovnih propadanja usjeva i širenja bolesti, neophodno je ukloniti između pet i šesnaest milijardi tona CO2 iz atmosfere svake godine do sredine stoljeća. Ovaj monumentalni zadatak dolazi povrh već postojećeg imperativa da se što prije zaustavi ili barem radikalno uspori svakodnevno ispuštanje novih količina stakleničkih plinova. Neuspjeh u pravovremenom djelovanju dovodi planet na rub nepovratnih promjena.

Unatoč hitnosti i ogromnim razmjerima potrebnog uklanjanja ugljika (Carbon Dioxide Removal - CDR), do sada je nedostajalo realističnih procjena o tome koliko brzo se pojedine CDR tehnologije mogu implementirati i proširiti u stvarnim uvjetima. Daniela Faggiani-Dias, klimatska znanstvenica sa Scripps Oceanografije i Inicijative za duboku dekarbonizaciju UC San Diega te vodeća autorica studije, ističe upravo taj nedostatak. Analiza njezinog tima sugerira da bi usjevi s poboljšanim svojstvima za skladištenje ugljika mogli, unutar samo 13 godina od početka primjene, godišnje uklanjati između 0,9 i 1,2 milijarde tona (gigatona) CO2. Ta količina je otprilike sedam puta veća od ukupnog volumena CO2 kompenzacija (offseta) koje se danas nude na globalnom tržištu.

"Postoji znanstveni konsenzus da ćemo morati značajno povećati kapacitete CDR-a kako bismo postigli neto nulte emisije – povrh drastičnog smanjenja naših emisija stakleničkih plinova", naglašava Faggiani-Dias. "Ipak, istraživanja o tome kako se CDR može realno skalirati – uzimajući u obzir ne samo tehnička ograničenja, već i brzinu širenja i izvedive putanje – vrlo su rijetka. Upravo to je novost naše studije. Pružamo detaljnu analizu izazova skaliranja CDR-a i predlažemo okvir za procjenu koliko brzo i u kojoj mjeri se nove, visoko nesigurne tehnologije mogu proširiti. Iako se naša analiza fokusira na usjeve poboljšane za ugljik, okvir je primjenjiv i na druge CDR pristupe te pomaže identificirati ključne nesigurnosti u potencijalu širenja."

Poljoprivreda Kao Neočekivani Saveznik

Zašto bi genetski poboljšani usjevi mogli imati prednost u utrci s vremenom? Istraživački tim s UC San Diega usporedio je ovaj pristup s drugim predloženim metodama uklanjanja ugljika, poput tehnologija izravnog hvatanja iz zraka (Direct Air Capture - DAC), ubrzanog trošenja stijena koje vežu CO2 ili hvatanja ugljika iz oceana. Zaključak je da mnoge od tih alternativnih strategija zahtijevaju razvoj potpuno novih industrija, tehnoloških procesa i infrastrukture praktički od nule. Potrebne su godine, ako ne i desetljeća, za testiranje, optimizaciju, osiguravanje sigurnosti i postizanje ekonomske isplativosti, uz stalni rizik od neželjenih posljedica.

S druge strane, genetsko poboljšanje usjeva naslanja se na već postojeću, globalno raširenu i izuzetno razvijenu poljoprivrednu industriju. Ova industrija ima dugu povijest usvajanja inovacija – od hibridizacije, preko razvoja gnojiva i pesticida, do modernih tehnika obrade tla i, naravno, genetske modifikacije. Postoji uhodana infrastruktura za razvoj, testiranje, distribuciju sjemena i prijenos znanja poljoprivrednicima. Iako je fokus dosad primarno bio na povećanju prinosa, preusmjeravanje dijela tih kapaciteta prema cilju sekvestracije ugljika čini se znatno bržim i izvedivijim putem.

Tlo: Zapostavljeni Spremnik Ugljika

Dodatna prednost leži u samom tlu. Stoljeća intenzivne poljoprivrede, posebice prakse poput dubokog oranja, dovela su do značajnog gubitka organskog ugljika iz obradivih površina diljem svijeta. Paradoksalno, to iscrpljeno tlo sada predstavlja ogroman potencijalni spremnik za ugljik. Biljke s dubljim i gušćim korijenskim sustavima ne samo da fiksiraju više ugljika fotosintezom, već ga kroz korijenje aktivno talože dublje u tlo. Tamo ugljik može ostati pohranjen dulje vrijeme, posebice u stabilnijim oblicima organske tvari, čime se efektivno uklanja iz atmosferskog ciklusa. Procesi poput izlučivanja organskih spojeva iz korijena (eksudacija) i razgradnje korijenske biomase dodatno doprinose izgradnji zaliha ugljika u tlu, poboljšavajući pritom i njegovu strukturu, plodnost te sposobnost zadržavanja vode.

Povijesne Lekcije i Potencijal Širenja

Kako bi procijenili realnu brzinu kojom bi se usjevi poboljšani za ugljik mogli proširiti, istraživači su analizirali povijesne primjere uvođenja drugih poljoprivrednih inovacija. Promatrali su koliko je vremena bilo potrebno da tehnologije poput hibridnog sjemena, upotrebe pesticida, poboljšanih gnojiva ili plodoreda postanu široko rasprostranjene te s kojim su se preprekama suočavale.

Najsličnija inovacija, koja nudi i najrelevantnije pouke, jest uvođenje genetski modificiranih (GM) usjeva. GM tehnologija donijela je značajne koristi poljoprivrednicima (npr. otpornost na štetnike ili herbicide, veći prinosi) i industrijama koje ih opskrbljuju sjemenom i drugim repromaterijalom. Međutim, njezino uvođenje bilo je i ostalo praćeno kontroverzama, regulatornim izazovima i otporom dijela javnosti, što je značajno utjecalo na brzinu i opseg prihvaćanja.

Analizirajući povijest širenja GM usjeva u zemljama koje ih dopuštaju, znanstvenici su utvrdili da je prosječno trebalo oko 11 godina od početne, rane faze usvajanja do postizanja široke primjene na značajnom dijelu obradivih površina. Ova vremenska skala daje temelj za optimističnu procjenu potencijala brzog širenja i za usjeve poboljšane za ugljik, pod uvjetom da se prevladaju slične prepreke.

Regulatorne Prepreke i Percepcija Javnosti

Upravo su regulatorne barijere i percepcija javnosti ključni faktori nesigurnosti. Iako se tehnologija poboljšanja usjeva za ugljik može razlikovati od klasičnih GM usjeva (fokus nije nužno na uvođenju gena drugih vrsta, već na pojačavanju prirodnih svojstava biljke), vjerojatno će se suočiti sa sličnim regulatornim okvirima i skepsom u nekim dijelovima svijeta. Studija ističe da su, unatoč dokazanim prednostima u prinosu i smanjenju upotrebe pesticida, GM usjevi do danas zauzeli tek oko 13 posto ukupnih poljoprivrednih površina na globalnoj razini.

Da bi usjevi poboljšani za ugljik izbjegli sličan "strop" u širenju, bit će potrebni snažni poticaji. Autori studije sugeriraju da bi mehanizmi poput tržišta ugljičnih kredita, gdje bi poljoprivrednici bili financijski nagrađeni za količinu ugljika koju njihovi usjevi pohrane u tlo, mogli biti ključni za poticanje usvajanja ove prakse. Potrebna je i transparentna komunikacija o prednostima i sigurnosti tehnologije kako bi se izgradilo povjerenje javnosti i olakšalo regulatorno odobravanje.

Dio Šire Slike Dekarbonizacije

Unatoč obećavajućem potencijalu, autori studije jasno naglašavaju da genetski poboljšani usjevi nisu "srebrni metak" koji će samostalno riješiti klimatsku krizu. Čak i ako dosegnu procijenjeni potencijal uklanjanja od preko milijardu tona CO2 godišnje, to je i dalje samo dio onoga što je globalno potrebno. Ovaj pristup mora biti integralni dio sveobuhvatne strategije koja uključuje rapidno smanjenje emisija iz svih sektora (energetika, transport, industrija), razvoj i primjenu drugih CDR tehnologija te promjene u korištenju zemljišta i obrascima potrošnje.

Daniela Faggiani-Dias podsjeća da svi napori u smjeru uklanjanja ugljika moraju ići ruku pod ruku s temeljnom transformacijom globalnog gospodarstva prema niskougljičnim ili nultim emisijama. Fokus mora ostati na sprječavanju daljnjeg ispuštanja stakleničkih plinova u atmosferu.

Istraživanje koje stoji iza ovih zaključaka financirano je kombinacijom privatne filantropije putem Instituta za oceanografiju Scripps, sredstvima Instituta za istraživanje električne energije (EPRI) kroz Inicijativu za duboku dekarbonizaciju na UC San Diegu te Peter Cowhey Centra za globalnu transformaciju pri Školi za globalnu politiku i strategiju na UC San Diegu. U izradi studije sudjelovali su i stručnjaci s drugih institucija, uključujući Davida Victora i Ryana Hannu s Inicijative za duboku dekarbonizaciju UC San Diega, Jeffreya Sachnika i Yangyang Xu sa Sveučilišta Texas A&M, Wolfganga Buscha s Instituta Salk u La Jolla, Kalifornija – gdje možete potražiti i smještaj, te Jacka Gilberta sa Scripps Oceanografije.

Izvor: University of California