Matevž Lenarčič, slovenski pilot, alpinist, fotograf in pustolovec se že tretjič podaja na pot okoli sveta z letalom. Tako kot pred štirimi leti bo v okviru projekta GreenLight WorldFlight med letenjem meril količine črnega ogljika v ozračju. Lenarčič pri tem sodeluje s fizikom Grišo Močnikom, direktorjem in vodjo raziskav v podjetju Aerosol, ki je vodilni proizvajalec merilnikov črnega ogljika na svetu.

Kaj pravzaprav je črni ogljik, kako nastaja in kakšne posledice imajo njegove velike koncentracije v zraku? "Črni ogljik je tisti del saj, ki absorbira svetlobo. To je, recimo, črni oblak dima, ki nastaja za starim dizelskim vozilom. Nastaja pri nepopolnem izgorevanju goriv, lahko so plinska, tekoča ali trda, ki vsebujejo ogljik," razlaga Griša Močnik.

"Črni ogljik so ogljikovi atomi, vezani v grafitne plasti, ki se naberejo v zelo majhnih čebulicah, katerih premer je zgolj 20 nanometrov. Čebulice se nato organizirajo v fraktalne verige, ki so velike med 80 in 120 nanometri. To pomeni, da gre še vedno za zelo majhne delce. Ob prometni cesti bomo izmerili saje, velike okoli 100 nanometrov, ki po vdihu končajo globoko v pljučih. Iz pljuč pridejo v kri in se po krvi širijo po telesu in povzročajo vnetja oz. pljučna in krvožilna obolenja," o tem, kako pravzaprav je videti črni ogljik in kaj pomenijo velike koncentracije v zraku za prebivalce onesnaženih krajev, še pojasnjuje Močnik.

Črni ogljik je torej sestavni del t. i. delcev PM 10, s katerimi je onesnažen zrak v številnih slovenskih mestih in ki so vzrok za opozorila, naj se ljudje ob veliki koncentraciji ne gibajo preveč na prostem?
V delcih PM 10 je od 5 do 40 odstotkov črnega ogljika, kar je odvisno od tega, kje smo. V mestih predstavlja večji delež, medtem ko je v drugih okoljih več drugih delcev. Delci PM 10 so delci črnega ogljika, drugi so ogljični in anorganski delci, kot sta amonijev sulfat in amonijev nitrat. Anorganski delci nastajajo v ozračju in so drugotni. Če gledamo povezavo med koncentracijami črnega ogljika v zraku in z nezaželenimi bolezenskimi posledicami onesnaženja zraka z delci, lahko ugotovimo, da je črni ogljik tesno povezan z bolezenskimi stanji in dober kazalnik, kako onesnaženi zrak vpliva na zdravje.

Črni ogljik je tudi močno povezan s segrevanjem ozračja oz. z učinkom tople grede.
Črni ogljik je drugi najpomembnejši povzročitelj podnebnih sprememb, za CO2-jem. Ozračje segreva s tem, ko absorbira sončno svetlobo. CO2 ozračje segreva tako, da absorbira infrardečo svetlobo, ki jo seva Zemlja, ker je topla. Življenjska doba CO2 v zraku se meri v desetletjih, življenjska doba črnega ogljika pa v tednih. To pomeni, da so zaradi učinkovitih ukrepov proti onesnaženju zraka s črnim ogljikom učinki takoj vidni. Črni ogljik je politično zelo všečen, poleg tega v nasprotju s CO2 obstajajo tehnologije za zmanjšanje izpustov. Pri CO2 je najprej treba zvišati učinkovitost proizvodnje energije in tudi zmanjšati porabo energije. Zmanjšanje porabe energije je težje politično sprejemljivo, treba je doseči vsesplošno soglasje. Zato so pogajanja o emisijah CO2 tako zapletena. Če bi uporabljali tehnologije, ki so na voljo za zmanjševanje emisij črnega ogljika, kot so filtri za avtomobile, bi si pridobili nekaj let, ki bi jih lahko izkoristili v času, ko je treba končati pogajanja glede zmanjševanja emisij CO2. Prvi korak je bil narejen lani na podnebni konferenci v Parizu in zdaj je treba to nadaljevati.

Kljub dostopnim tehnologijam za zmanjševanje izpustov pa so koncentracije črnega ogljika v zraku še vedno precej visoke. Kaj naj bi razkrili podatki iz vaših meritev?
Na lokalni ravni nas koncentracije v zraku zanimajo, ker vplivajo na zdravje ljudi. Na regionalni ravni nas zanima, kako se širi onesnaževanje in kako vplivajo močno onesnažena okolja na druga okolja, kjer je onesnaženje precej nižje. Denimo iz gosto poseljenih področij pod Himalajo v samo Himalajo, kjer črni ogljik segreva ozračje in topi sneg in led. Nato se tudi odloži na sneg in led ter ponovno povzroča topljenje. To je eden izmed razlogov, zakaj se tajajo ledeniki. Globalno pa je povezan s podnebnimi spremembami. Med poletom okoli sveta bomo merili koncentracije črnega ogljika nad različnimi pokrajinami, tudi takimi, kjer meritev sploh še ni. Zanimale nas bodo koncentracije in viri onesnaženja. Emisije so vedno lokalne, zato morajo biti ukrepi lokalni. Nekateri so lahko primerni za ves svet, kot denimo filtri za dizelska vozila. Kitajska ima že, kar se tiče dizelskih vozil, popolnoma enake standarde kot Evropa. S tem, ko lokalno poskrbimo za učinkovite ukrepe, znižamo koncentracije. To lahko storimo tako, da izmerimo koncentracije in določimo vire onesnaženja. Pri tem ločimo promet od ogrevanja individualnih hiš z lesom, ki sta največja problema kakovosti zraka ne samo v Sloveniji in srednji Evropi, temveč skoraj svetovno. Nato ugotovimo, kateri viri so pomembnejši in pri katerih lahko dosežemo učinke z najmanj vloženimi sredstvi. Sledi sprejetje ukrepov in spremljanje njihove učinkovitosti. Dober primer je zaprtje Slovenske ceste v središču Ljubljane.

Koncentracije trdnih delcev naj bi na tem območju močno padle, odkar ni več prometa, razen avtobusov?
Za 70 odstotkov se je znižal lokalni prispevek h koncentracijam črnega ogljika. Ljubljana ima svoje ozadje, nanj pa se naloži lokalni prispevek, ki je ob cestah večji, v kakšnem parku pa manjši. Lokalni prispevek Slovenske ceste se je po omejitvi prometa znižal za 70 odstotkov, kar je spektakularno. Sam nisem pričakoval tako velikega znižanja.

Ali koncentracije črnega ogljika na Slovenski cesti stalno merijo?
Izmerili smo jih pred omejitvijo prometa in potem. Merili smo jih tudi na Tivolski cesti, kjer smo zaradi zaprtja Slovenske ceste pričakovali povečanje prometa. Na Agenciji za okolje smo spremljali ozadje celotne Ljubljane. Na Tivolski kljub pričakovanjem nismo izmerili povečanja koncentracij. To pomeni, da so se vozniki odločili voziti po več alternativnih poteh, upam pa tudi, da uporabljajo javni prevoz. Glavna sprememba paradigme ni, na kakšen pogon je avto, temveč, da namesto avtomobila uporabljamo javni prevoz. Emisije na potnika v javnem prevozu so veliko nižje kot pri avtomobilih. Z električnimi vozili emisije prestavimo v termoelektrarno, kjer pa je bolje poskrbljeno, da so izpuhi prečiščeni. Električna vozila so z vidika čistega zraka primernejša. Toda z vidika emisij CO₂ elektrika zaradi pretvorbe toplotne v električno energijo in njenega transporta ni več tako učinkovita.

Zrak v številnih slovenskih mestih je onesnažen z delci, tako da včasih zdravstveni organi odsvetujejo rekreativne dejavnosti na prostem. Toda v preteklosti, ko je bila industrija pri nas bolj intenzivna, je bil zrak z delci še bolj onesnažen.
Koncentracije padajo, zadnje čase je to povezano z meteorologijo. Je pa Ljubljana zgodba o uspehu iz osemdesetih in devetdesetih let, ko so na daljinsko ogrevanje priklopili staro Ljubljano in številne individualne hiše, ki za ogrevanje več ne uporabljajo premoga. Kvaliteta zraka se je zato drastično izboljšala.

Zaradi tega naj bi bilo tudi manj značilne ljubljanske megle.
Seveda. Iz žvepla v premogu nastanejo sulfati, ki imajo zelo radi vodo. Mali delci nase vežejo vodo in nastane megla. Iz istega vzroka ni več megle v Londonu.

Ali so potemtakem večja mesta okoljsko naprednejša in bolj ozaveščena? V Sloveniji so lokalni javni prevozi slabi ali pa jih ljudje ne uporabljajo. Prav tako je precej siromašen prevoz potnikov z vlaki.
Večje sisteme je lažje spremeniti. Če samo pogledamo Dunaj, je tam javni prevoz popoln. Javni prevoz je cenejša in preprostejša alternativa. Ljubljana je manjša, in je to težje narediti. Zelo dobro je treba premisliti, v katero infrastrukturo se splača vlagati. V Braziliji so dokazali, da se za ista finančna sredstva lahko veliko več naredi z avtobusnim prevozom kot s tirnim prevozom, kot sta metro ali tramvaj. Infrastruktura je neprimerno cenejša. Tudi nepopularen ukrep, rezervacija prometnega pasu za avtobuse na vpadnicah v center Ljubljane, se je pokazal za ustrezen, saj so prevozi z avtobusi hitrejši. Veliko bi se morali truditi izboljšati javni promet, kar se je pokazalo na primeru Slovenske ceste. 70 odstotkov nižjih lokalnih prispevkov h koncentraciji črnega ogljika gre na račun osebnih vozil. 30 odstotkov jih še vedno povzročijo avtobusi. Če bi dizelske avtobuse zamenjali s plinskimi, bi emisije še zmanjšali. Z reorganizacijo avtobusne mreže in optimizacijo prevoza potnikov, kar so storili v Granadi v Španiji, se lahko še znižajo emisije. Tudi tam so zaprli glavno ulico za promet, pozneje pa še reorganizirali javni prevoz. Tam smo tudi opravljali meritve v sodelovanju s tamkajšnjo univerzo. Pokazali smo, da se dajo lokalni prispevki h koncentracijam črnega ogljika zmanjšati skupaj za 80 odstotkov.

Kolikšen delež h koncentracijam črnega ogljika v povprečju prispeva promet in koliko ogrevanje?
V manjših mestih, kot so v Zasavju, promet prispeva med 50 in 75 odstotkov h koncentracijam črnega ogljika. V bolj oddaljenih vaseh pa ga več prispeva kurjenje. Državo zanima izboljšanje kakovosti življenja, in v to sodi tudi zdravje, zato je treba zmanjšati onesnaženje zraka.

Številne države in mesta se odločajo za bistveno korenitejše ukrepe. Nekatera nemška mesta ne dovolijo vožnje s starimi dizelskimi vozili v osrednjih delih mesta.
V velikih mestih so takšni ukrepi smiselni. Za manjša mesta, kot je Ljubljana, pa je takšen sistem z nizko emisijskimi območji najbrž prezapleten in z istimi stroški ne bi dosegli tako učinkovitega znižanja. Vozila s previsokimi emisijami bi morali izločiti na tehničnih pregledih. Pokazali smo, da četrtina osebnih vozil na dizelski pogon v Sloveniji izpusti skoraj dve tretjini črnega ogljika v tej kategoriji. Izločiti bi morali te najbolj "umazane".

Eden večjih povzročiteljev emisij delcev so v Sloveniji individualna kurišča, saj se le redki manjši kraji odločajo za vzpostavitev daljinskega ogrevanja.
Po ureditvi prometa, ki je sicer vedno nedokončana zgodba, je naslednja zgodba, ki jo je veliko težje urejati, ogrevanje individualnih hiš. Problem je veliko večji iz več razlogov. Prvi je tehnične narave. Pri kurjenju lesa lahko pride do gromozanskih izpustov. Med dvema identičnima hišama je lahko razlika v izpustih tudi tisočkratna, saj ena uporablja veliko učinkovitejšo peč na les. Les lahko kurimo zelo učinkovito, vendar potem to ni več poceni.

Kurjenje z lesom je najbrž cenejše kot pa priklop na daljinske ogrevalne sisteme? Večji kot so sistemi, lažje jih je upravljati. Ljubljanski sistem je zelo uspešen primer glede na število priklopljenih gospodinjstev in je najcenejši način ogrevanja v Ljubljani. Tako so izračunali (podatki so veljali pred znižanjem cen tekočih goriv), da za enako ogrevanje hiše porabimo za 1000 evrov kurilnega olja ali za 700 evrov plina. Drva pa stanejo le 400 evrov s plačanim davkom. Vendar so velike količine lesa prodane na sivem trgu, kar pomeni, da je za kupce še veliko cenejši. Država bi morala spodbujati manjše sisteme daljinskega ogrevanja, saj s tem močno izboljšaš kakovost zraka v manjših krajih. Takšen primer je Vransko, kjer je ogrevanje sicer dražje kot v Ljubljani, vendar je sistem preprosto vzdrževati ter nadzorovati in regulirati emisije. Za manjše peči, kar se tiče emisij, pa sploh ne obstajajo neki enotni evropski standardi. Dimnikarji zgolj očistijo dimnike, napravijo nekaj meritev, vendar med njimi ni meritve izpustov delcev. Kurjenje lesa pa večkrat ni primarni vir ogrevanj, temveč služi za dogrevanje.

Zelo modni so postali najrazličnejši kamini, ki jih ljudje nabavljajo tudi zgolj iz estetskih vzrokov. Z njimi kurijo tudi v stanovanjskih blokih, čeprav so ti priključeni na daljinsko ogrevanje.
To bi bilo treba prepovedati. To se že prepovedali v Parizu, vendar je ob tem potreben učinkovit nadzor.

Montreal v Kanadi je uvedel obvezno registracijo peči na drva in kazni za nezakonito uporabo.
Za izvajanje takšnih ukrepov je potreben učinkovit inšpekcijski nadzor. Kamini in preproste peči na drva ne sodijo v mesta. Vendar pa se kurjenje lesa iz podeželja seli v mesta, kar močno poslabšuje kakovost zraka. Nekatere snovi, ki se izpuščajo v zrak, kot so poliaromatski ogljikovodiki, so tudi rakotvorne.

Če so naprave škodljive zdravju ljudi, bi njihovo uporabo morala regulirati država. Ali pa uvesti dodatne dajatve za njihovo uporabo …
Država bi morala povečati trošarine, zaostriti tehnične pogoje in še kaj. Vendar bi morali vzpostaviti alternative. Ljudem ne moreš samo dodatno zakomplicirati življenja, saj bodo skušali iskati bližnjice in tudi goljufati. Alternativa mora biti enako preprosta in njena cena ne sme biti bistveno višja. Eko sklad je že nehal financirati prehod na biomaso kot vir ogrevanja v krajih , kjer obstajajo alternative, ki ne vplivajo na kakovost zraka. V Ljubljani ne moreš več kupiti peči na les in dobiti subvencije. Včasih je bilo to mogoče, in to je bila napaka. Tam, kjer se je mogoče priklopiti na plinovod, ni treba ogrevati z biomaso, ki pa je res obnovljivi vir energije, plin pa je fosilno gorivo. Najboljša alternativa je vedno daljinsko ogrevanje, čeprav so vir energije fosilna goriva. Vendar mora imeti vpliv na zdravje prednost pred podnebjem, ki ga segrevamo s CO2 in črnim ogljikom. Vpliv CO2 in črnega ogljika na podnebje je treba izmeriti. Eden izmed ciljev poleta okoli sveta je, da pokažemo, da lahko z našo tehnologijo izmerimo koncentracije le za delček cene, ki stane inštitute in davkoplačevalce, če se lotijo meritev po klasičnih metodah. Želimo pokazati, da lahko na učinkovit in preprost način pridemo do meritev, ki so na splošno relevantne, ter da znamo nekaj povedati o virih, kako so razporejeni geografsko in po višini. Koncentracije črnega ogljika so zelo raznovrstne in se razlikujejo od enega do drugega kraja. S preprostimi meteorološkimi modeli lahko ugotovimo, kako so sploh tja prišle. Večina meritev je napravljena na tleh, z ultralahkim letalom pa jih lahko merimo na višini okoli treh kilometrov. Na tej višini niso pomembni le podatki o segrevanju ozračja, temveč tudi o tem, kako nastajajo oblaki. To je tema, pri kateri je največ negotovosti v podnebnih modelih. Za modele pa potrebujemo podatke, s katerimi jih preizkusimo. Tudi to je eden izmed ciljev naših merilnih kampanj.

Črni ogljik vliva na nastanek oblakov?
Okoli delcev se nabira voda in te kapljice rastejo in nato padejo na tla kot dež. Vendar se ne ve, ali ti oblaki hladijo ali segrevajo ozračje. To je odvisno tudi od tega, ali je črni ogljik pod ali nad oblakom. Če je oblak pod črnim ogljikom, se poveča vpijanje svetlobe, saj se ne absorbira zgolj svetloba od sonca proti tlom, temveč tudi svetloba, odbita od oblakov.

To pomeni, da se ozračje dodatno segreva?
V tem primeru pride do dodatnega segrevanja. Če je oblak nad črnim ogljikom, ga oblak senči in ozračje se hladi. Ob tem niso popolnoma jasni procesi v oblaku. Ali kapljica, ki ima v sredini črno jedro, segreva ozračje, in koliko svetlobe odbije, koliko pa absorbira. Zaradi velikega števila jeder, na katerih se nabira voda, kapljice tudi ne zrastejo toliko, da bi začelo deževati. Zaradi tega se zmanjša količina padavin. To je pa posredni vpliv na podnebje. Na severu Kitajske je vedno bolj pogosta suša, na jugu Kitajske pa je količina padavin bolj ali manj enaka, vendar se pojavljajo v obliki neurij. V Indiji so dokazali, da koncentracija črnega ogljika vpliva na čas, kdaj pride monsun. To je zelo pomembno, saj monsunsko obdobje požene vse poljedelstvo v Indiji. Tisto, kar želimo izmeriti na poletu, je pomembno na več ravneh. Na eni strani so podatki o koncentraciji črnega ogljika, na drugi stani pa želimo, da se meritve uporabijo v modelih, ki jih lahko validiramo in se uporabljajo za napovedovanje podnebnih sprememb.

Trasa poleta pa je zastavljena tako, da se prečkajo nekateri najbolj onesnaženi deli planeta oz. da se pridobijo najbolj relevantni podatki?
Gre za polet okoli sveta in pri tem lahko zaznamo visoke ali zelo nizke koncentracije, denimo nad Atlantskim ali Tihim oceanom. Med Lenarčičevim poletom okoli sveta leta 2012 so bile koncentracije črnega ogljika nad južnim Tihim oceanom skoraj pod mejo detekcije, praktično nične. V obljudenih krajih, kjer je atmosfera zelo premešana, denimo nad jugovzhodno Azijo in Indijo, pa so lahko koncentracije na 3,5 kilometra višine zelo visoke. Celo tako visoke, kot so v Ljubljani poleti.

To je najbrž pričakovano, saj gre za zelo naseljena območja, kjer je veliko prometa in je tudi visoka poraba fosilnih goriv.
Tudi veliko biomase. V Indiji in tudi marsikje drugje po svetu se ves odpad skuri. Tudi v Sloveniji se pri čiščenju vrta spomladi in jeseni napravijo mali kresi, kar seveda zelo slabo vpliva na onesnaženje zraka.

Odnos držav do onesnaženja zraka se verjetno močno razlikuje?
Da, vendar je črni ogljik politično zelo sprejemljiv. Tehnologije za njegovo odstranjevanje so relativno poceni, in kar je ključno, ne vplivajo na proizvodnjo energije. Zato vlada veliko zanimanje v Indiji in na Kitajskem, saj bodo lahko pokazali, da so nekaj naredili za zmanjšanje podnebnih vplivov.

Katere države so sicer največ naredile za zmanjševanja onesnaženosti zraka z delci?
Zaprtje Slovenske ceste se zdi majhen ukrep, vendar ima velik učinek na izpostavljenost prebivalstva. Tisti, ki vsak dan potujejo na tem območju, so manj izpostavljeni onesnaženosti zraka. V EU-ju smo z direktivami, ki so jih uvedla evropske države, emisije iz industrije spravili praktično na nič. Prav tako smo z regulativo avtomobilske industrije precej znižali izpuste dizelskih vozil. Obstaja vprašanja izpustov bencinskih vozil, kjer nastajajo aerosoli, ki vsebujejo ogljik s staranjem plinastih izpustov. Vendar je to zelo kompleksna tema, o kateri se ne ve dovolj. Zato je zelo zanimiva za znanstvenike. Na Kitajskem so termoelektrarne, prebral sem, da odprejo novo vsak teden, zelo čiste, kar se tiče izpustov delcev.

Termoelektrarne pa, poleg proizvodnje elektrike, lahko služijo tudi za daljinsko ogrevanje in hlajenje.
Podoben dober primer sta Velenje in Šoštanj. Tam je zrak čist, ker so vsi priklopljeni na daljinsko ogrevanje in nihče ne kuri na drva. Svet v razvoju, kar se tiče zmanjševanja emisij črnega ogljika, hitro sledi razvitim državam. Tudi v Indiji uvajajo regulativo za vozila, podobno, kot so v Evropi.

Ali obstajajo izračuni, kakšne stroške predstavlja onesnaženost zraka za javne blagajne? Zdravstvene posledice najbrž precej bremenijo zdravstvene blagajne.
Prve raziskave so bile v ZDA. V Južni Kaliforniji so izračunali, da jih onesnaženje stane 2 milijardi letno. Umazan zrak je drag, ljudje hitreje umirajo, pogosteje zbolevajo otroci in starši morajo biti zaradi tega doma, namesto na delu. Vendar na jugu Kalifornije zaradi podnebja ni potrebno ogrevanje stavb. Evropski projekt APHEKOM je preverjal onesnaženost zraka v 25 evropskih mestih, vključena je bila tudi Ljubljana. Izračunali so, da bi se nam Ljubljančanom z izboljšanjem kakovosti zraka statistično življenje podaljšalo za več kot eno leto, mislim, da 14,5 meseca Podatka sicer ne smemo jemati dobesedno, ker je statistično merilo. Vendar je to zelo veliko. Za 25 mest so izračunali, da je cena onesnaženosti več kot 30 milijard evrov. Cena vpliva onesnaženega zraka na zdravje je ogromna. Cena vpliva na podnebje pa najbrž še večja, sploh če bomo podnebje spremenili nepovratno. S poletom okoli sveta in meritvami črnega ogljika poskušamo prispevati svoje na tem področju.