Genetisch verbeterde gewassen voorgesteld als schaalbare oplossing voor CO₂-verwijdering

Onderzoekers van UC San Diego hebben ontdekt dat genetisch verbeterde gewassen met vergrote wortels een kans bieden voor de samenleving om koolstofdioxide uit de atmosfeer te verminderen.

Een nieuwe studie van wetenschappers van het Scripps Institution of Oceanography en de School of Global Policy and Strategy (GPS) van UC San Diego vergelijkt deze agrarische oplossing met andere voorgestelde methoden voor koolstofdioxideverwijdering (CDR). Dit is belangrijk om te laten zien wat er moet gebeuren om de klimaatcrisis wereldwijd aan te pakken. Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Environmental Research Letters.

Wetenschappers die bijgedragen hebben aan het meest recente rapport van het Intergovernments Panel on Climate Change, hebben geschat dat de samenleving een manier moet vinden om jaarlijks tussen de vijf en zestien miljard ton van dit broeikasgas te verwijderen als we de wereldwijde CO2-uitstoot willen tegengaan.

Dit moet gebeuren bovenop de noodzaak om de hoeveelheid broeikasgassen die dagelijks aan de atmosfeer wordt toegevoegd te stoppen of aanzienlijk te verminderen. Als we hier niet tijdig in slagen, loopt de planeet het risico op catastrofale veranderingen in het weer, mislukte oogsten en de verspreiding van ziektes.

Ondanks de omvang van de uitdaging heeft niemand een theorie voorgesteld over hoe snel dergelijke technologieën in de praktijk kunnen opschalen, aldus hoofdauteur van de studie, Daniela Faggiani-Dias, een klimaatwetenschapper bij Scripps Oceanography en het Deep Decarbonization Initiative van UC San Diego. Na een analyse concludeerde het onderzoeksteam dat zogenaamde koolstofverbeterde gewassen binnen dertien jaar na de eerste adoptie jaarlijks 0,9 tot 1,2 gigaton koolstofdioxide kunnen verwijderen. Dit is ongeveer zeven keer zoveel als de huidige CO2-compensaties die op de wereldmarkt worden aangeboden.

“Er is consensus binnen de wetenschappelijke gemeenschap dat we CDR aanzienlijk moeten opschalen om netto nul te bereiken, bovenop een drastische vermindering van onze broeikasgasemissies,” zei Faggiani-Dias. “Toch is onderzoek naar hoe CDR realistisch kan opschalen, rekening houdend met niet alleen technische beperkingen, maar ook met de snelheid van opschaling en haalbare paden, zeer beperkt. Dit is wat nieuw is aan onze studie.”

Het onderzoeksteam gebruikte historische voorbeelden om te onderzoeken hoe nieuwe technologieën in het verleden zich hebben verspreid, hoe lang het duurde voordat ze gebruikelijk werden en welke barrières overwonnen moesten worden.

De studie vergelijkt deze voorbeelden met het veelbelovende veld van gewasmodificatie, dat volgens de auteurs al veel sneller vooruitgang heeft geboekt dan andere innovaties dankzij een goed gevestigde infrastructuur van kennis en marketing binnen de landbouwsector. Bovendien heeft de landbouw in de afgelopen eeuwen de bodems van koolstof uitgeput, waardoor de geploegde aarde een geschikte opslagplaats voor nieuwe reserves is geworden.

Deze voordelen plaatsen genetische verbetering van gewassen ver voor andere voorgestelde strategieën voor koolstofverwijdering, zoals het sequestreren van koolstof in gesteentelagen of het filteren uit de atmosfeer of oceaan. Deze andere strategieën hebben tijd nodig om zich te ontwikkelen, omdat ze afhankelijk zijn van het creëren van nieuwe industrieën vanaf nul. Ze hebben ook jarenlange tests nodig om ervoor te zorgen dat ze werken zoals verwacht zonder onbedoelde gevolgen.

Verbeterde gewassen zouden zich gemakkelijker kunnen verspreiden binnen een volwassen landbouwsector met een bewezen staat van dienst in innovatie en de capaciteit om nieuwe praktijken en technologieën op te schalen, hoewel de focus doorgaans ligt op opbrengsten in plaats van op atmosferische CO2.

Om te begrijpen hoe het gebruik van koolstofverbeterde gewassen kan worden opgeschaald, keken de onderzoekers naar andere innovaties uit het verleden die de opbrengsten verbeterden, zoals de creatie van hybriden, het gebruik van pesticiden, verbeterde kunstmest en gewasrotatie.

De innovatie die het meest lijkt op genetische modificatie, heeft zowel boeren als de industrieën die boeren van zaad en andere materialen voorzien, ten goede gekomen. Deze praktijk is echter omstreden en niet alle landen staan de teelt van genetisch gemodificeerde gewassen, vooral voedselgewassen, toe.

Het onderzoeksteam gebruikte de geschiedenis van genetische modificatie om een idee te krijgen van hoe lang het zou kunnen duren voordat koolstofverbeterde gewassen wijdverspreid worden, gezien de regelgevende barrières en publieke perceptieproblemen waarmee ze te maken kunnen krijgen. De wetenschappers ontdekten dat in landen die genetisch gemodificeerde gewassen toestaan, het gemiddeld 11 jaar duurde om van vroege adoptie naar wijdverspreid gebruik te gaan.

Ze merkten echter ook op dat, gezien de weerstand tegen genetische modificatie, het slechts verspreid is naar ongeveer 13% van alle landbouwgrond ter wereld. Het gebruik van koolstofverbeterde gewassen zou een vergelijkbare plafondsituatie kunnen tegenkomen, tenzij er prikkels zoals koolstofcredits voor landen die de praktijk aannemen, worden geboden.

Als dat het geval is, zou het voordeel van koolstofverbeterde gewassen aanzienlijk kunnen zijn, maar niet voldoende op zichzelf, aldus de auteurs. Faggiani-Dias herinnert eraan dat al deze inspanningen slechts een component moeten zijn van een wereldwijde inspanning om de economie te decarboniseren.