Geoingegneria – Studio di Fattibilità

I militari hanno già costruito una grande quantità di aerei che dovrebbero essere richiesti per questo scenario geoingegneristico, riducendo il costo potenziale di questo metodo. Siccome i cambiamenti climatici sono un’importante questione di sicurezza nazionale [Schwartz and Randall, 2003], i militari potrebbero essere istruiti a eseguire questa missione con gli aerei esistenti a costi addizionali minimi”  Alan Robock  (1) 

Alan Robock è direttore associato del Center for Environmental Prediction presso la Rutgers University, ed è professore presso il Dipartimento di Scienze Ambientali. Studia gli effetti ambientali degli aerosol in atmosfera ( vulcani, inquinamento, geoingegneria, armi nucleari). Fino a poco fa promuoveva insieme a Caldeira, Keith,  Leinen ed altri la “aerosolterapia” per il pianeta e ne aveva valutato i costi. Oggi Robock non è più tra i sostenitori di questo tipo di operazioni.

La  parte seguente è tratta da:  “La Geoingegneria, nuovi metodi artificiali per contrastare il riscaldamento globale“, tesi di Alessio Brancaccio, laureato in “Scienze e Tecnologie per l’Ambiente” presso l’Università degli Studi di L’Aquila. (2)

La Geoingegneria, metodi per immettere in atmosfera aerosol  utilizzando opportuni aerei attrezzati allo scopo

Un metodo per immettere in atmosfera aerosol solfatici è quello di utilizzare opportuni aerei attrezzati allo scopo: il fine è quello di aumentare il grado di riflettività delle nubi in modo da disperdere in maniera più efficiente la radiazione solare.

Come si possono utilizzare gli aeroplani per rilasciare aerosol nella stratosfera?
Immettendo zolfo nel carburante (kerosene), ma fatta eccezione per l’Artico, gli aerei non volano così in alto di routine. Di solito si tratta di aerei cisterna e di cacciabombardieri militari che lo spargono nella stratosfera (aerei tanker).

Penner et al. (1984) ha suggerito che le emissioni dell’1% della massa di carburante della flotta dell’aviazione commerciale intesa come particolato, tra 40 mila e 100 mila piedi (da 12 a 30 km di quota) per un periodo di 10 anni, cambierebbe l’albedo planetaria sufficientemente a neutralizzare gli effetti di un raddoppio equivalente di CO2.
Essi hanno proposto che rimappando i sistemi di motore a combustione per bruciare in maniera più ricca durante i voli commerciali di alta quota comporterebbe una perdita di efficienza trascurabile.
Utilizzando le stime “RECK” dei coefficienti di estinzione per il particolato (Fonte: “Reck”, 1979; 1984), hanno stimato un fabbisogno di circa 1,168 × 1010 Kg, rispetto alla stima nel pannello di 1010 Kg, sulla base di Ramaswamy e Kiehl.

Hanno poi stimato che, se l’1% del combustibile degli aerei vola sopra i 30.000 piedi (9 Km di altezza), viene emesso sotto forma di fuliggine e corrisponderebbe alla massa richiesta di materiale particolato nel corso di un periodo di 10 anni.
Tuttavia, le attuali flotte di aerei commerciali, volano raramente al di sopra dei 40.000 piedi (12 Km di altezza), e la permanenza delle particelle alle quote di funzionamento sarà molto più breve di 10 anni.
Una stima effettuata dal “National Research Council” nel 1985 relativa all’emivita del fumo è 1,4 × 10-7s. Questo dà un tempo di dimezzamento di 83 giorni, o poco meno di un quarto di un anno. Pertanto la quantità di carburante da essere trasformata in fuliggine continuamente per la mitigazione completa (1012 tC) è del 40%, ma se invece viene utilizzato l’1 per cento del carburante, potrebbero essere mitigate circa 25 × 109 t CO2/anno.

Il costo approssimativo delle emissioni di particolato dei motori a reazione per la mitigazione di CO2 negli Stati Uniti del 1989, le emissioni equivalenti ammonterebbero a circa 7 milioni di dollari, o circa $ 0,001/tCO2/anno più i costi di capitale provenienti dall’adeguamento dei motori aeronautici. Questo fornisce una gamma di costi da 0,001 a $ 0,1/tCO2/anno.
Nel 1987, le compagnie aeree nazionali, hanno fatto volare 4.339 milioni di tonnellate di merci per miglio per un espresso totale e ricavi operativi del trasporto merci di 4.904 milioni di dollari (“US Bureau of the Census”, 1988). Questo dà un costo di poco più di 1 dollaro per tonnellata-miglio di merci trasportate.
Se una missione di distribuzione di polvere richiede l’equivalente di un volo di 500 miglia (circa 1,5 ore), il costo per la distribuzione delle polveri è di $ 500/t, $ 0,50/Kg.

Gli aerei più comunemente utilizzati sono:

* F-15 C EAGLE
Quota operativa: 20 km
Capacità: 8 tonnellate di gas
Costo: 30.000.000 $ (1998)
con 3 voli al giorno è operativo per 250 giorni all’anno, avrebbe bisogno di 167 aerei per fornire 1 Tg di gas all’anno nella stratosfera tropicale.
Per 500 voli l’anno si avrebbe un costo di 4 miliardi di $/anno.

Il costo approssimativo delle emissioni di particolato dei motori a reazione per la mitigazione di CO2 negli Stati Uniti del 1989, le emissioni equivalenti ammonterebbero a circa 7 milioni di dollari, o circa $ 0,001/tCO2/anno più i costi di capitale provenienti dall’adeguamento dei motori aeronautici. Questo fornisce una gamma di costi da 0,001 a $ 0,1/tCO2/anno.
Nel 1987, le compagnie aeree nazionali, hanno fatto volare 4.339 milioni di tonnellate di merci per miglio per un espresso totale e ricavi operativi del trasporto merci di 4.904 milioni di dollari (“US Bureau of the Census”, 1988). Questo dà un costo di poco più di 1 dollaro per tonnellata-miglio di merci trasportate.
Se una missione di distribuzione di polvere richiede l’equivalente di un volo di 500 miglia (circa 1,5 ore), il costo per la distribuzione delle polveri è di $ 500/t, $ 0,50/K

* KC-135 STRATOTANKER
Quota operativa: 15 km
Capacità: 91 tonnellate di gas
Costo: 39.600.000 $ (1998)
Con 3 voli al giorno, che operano 250 giorni all’anno avrebbe bisogno di 15 aerei per fornire 1 Tg di gas all’anno nella stratosfera artica.

* KC-10 EXTENDER
Quota operativa: 12.73 km
Capacità: 160 tonnellate di gas
Costo: 88.400.000 $ (1998)
Con 3 voli al giorno, che operano 250 giorni all’anno avrebbe bisogno di 9 aerei per fornire 1 Tg di gas all’anno per la stratosfera artica.

KC-10 EXTENDER

Fonte: “Is Geoengineering a Solution to Global Warming?”, Alan Robock, “Rutgers University”, USA 2011

I costi del personale, manutenzione, emissioni di CO2 potrebbero dipendere dalla strategia di attuazione.
Ogni KC-135 costa $ 4,6 milioni di euro all’anno per le operazioni totali di supporto, incluso il personale, carburante, manutenzione e parti di ricambio.

Fonti:

(1)  Stratospheric Geo Study  da : Benefits, risks, and costs of stratospheric geoengineering
di Alan Robock, Allison Marquardt, Ben Kravitz Department of Environmental Sciences, Rutgers University, 2009

(2) http://it.scribd.com/doc/115631574/Geoingegneria

Approfondimento :

Publications of Alan Robock on Geoengineering

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