Geoengineering techniques: challenges and opportunities for Africa

Guest Blog By Fatou Diop, Papa Matar Ndione, and Adama Aicha Aida Sagna. 

(This post was originally written by the authors in French. To read the French version please click here. Ce billet a été rédigé à l’origine par les auteurs en français. Pour lire la version française, veuillez cliquer ici.)

The awareness of global warming and its consequences has not yet led to a significant reduction in the impact of human activities on the climate. Between Kyoto (1997) and Paris (2015), the efforts made on a global scale, although considerable, do not seem to be sufficient to solve a persistent problem that is parallel to population growth and, by extension, to growing needs. With industrialization, greenhouse gas emissions linked to human activities have continued to increase, with a significant impact on the rise in the average global temperature and more generally on the climate.  

Africa is one of the most vulnerable continents to climate change and variability. It should be noted that this situation has been aggravated by other factors, including underdevelopment and consequently low adaptive capacities. If the dialogue on loss and damage has been initiated in recent years and strongly supported during this COP 27 (27th Conference of the Parties to the United Nations Framework Convention on Climate Change), it is to provide relief and support to disadvantaged countries in Africa, the main victims of the consequences of climate change. 

Africa emits only 3% of greenhouse gases but is subject to more shocks than other continents, being the most exposed to the effects of climate change and variability. Already in 2015, after the SAHEL and West Africa week (20-30 October 2015 Milan, Italy), the temperature increase in West Africa was estimated to be 1.5 times higher than the global average and climate action was mainly focused on recurrent droughts, high variability of rainfall and seasons, increasingly frequent floods, coastal erosion, etc.

These climate changes particularly threaten the primary sector, namely agriculture, livestock, fisheries and forestry, which are key sectors for the economy and food security of African countries.  

The initial goal of limiting warming to 1.5°C seemed utopian. In reality, even the 2°C limit remains unlikely. The most likely scenario is to maintain warming at 2.7°C by the end of the century, provided that the commitments of the States through their Nationally Determined Contributions are met.   

The initial goal of limiting warming to 1.5°C seemed utopian. In reality, even the 2°C limit remains unlikely. The most likely scenario is to maintain warming at 2.7°C by the end of the century, provided that the commitments of the States through their Nationally Determined Contributions are met.

Mitigation and adaptation measures have positive effects, but those are weakly felt because they continue to be insufficient in scale. Some geoengineering techniques (also called climate altering technologies and measures), could help us gain some time to keep temperature between 1.5 and 2°C, namely carbon dioxide removal and solar radiation modification. Carbon dioxide removal (CDR) is associated with the conventional efforts of African States for a just energy transition promoting the use of green energies or gas (less polluting). CDR could improve air quality while reducing the amount of greenhouse gases in the atmosphere and lowering global temperatures. But some of these techniques are controversial. 

Beyond the effective implementation of these techniques and their possible impacts, the question of governance arises. The Carnegie Climate Governance Initiative (C2G), which seeks to catalyze the creation of effective governance for climate-modifying technologies, particularly for solar radiation modification and large-scale carbon dioxide removal invited us to participate in a side event during COP27  “Keeping 1.5C Alive: Opportunities & Challenges for CO₂ Removal and Storage in the Global South” to encourage society-wide discussions on CDR to inform national and international policymaking. The speakers exposed the current context by identifying the different issues and challenges related to the implementation of these techniques and its possible consequences.

The tenth (10th) graduating class of the Institute of Environmental Sciences in Ethics, Governance and Environmental Social Responsibility joined the team of experts in questioning these technologies. Our analysis called for special attention to the ethical dimension raised by these technologies, outlining the opportunities, stakes and challenges of these technologies; we questioned both the methods used and the potential impacts, and suggested special attention should be paid to these new technologies to avoid negative impacts on the environmental components of the African continent which could potentially worsen the situation. 

we questioned both the methods used and the potential impacts, and suggested special attention should be paid to these new technologies to avoid negative impacts on the environmental components of the African continent which could potentially worsen the situation.

One of the positive impacts of the implementation of CDR techniques is the improvement of air quality conditions. Indeed, some practices in African regions such as the use of firewood, burning of waste, production of aerosols from the Sahara winds and the use of polluting fuels have already led to a disastrous air quality situation. CDR techniques would strongly influence air quality by absorbing carbon from the atmosphere.

From an optimistic standpoint, the implementation of these techniques could allow to deviate the trajectory of greenhouse gases, but how can we control the impacts of these different technologies? Wouldn’t the climate system have an answer that would make the situation worse? So many unanswered questions are a serious cause for concern when considering these options from the perspective of a very vulnerable African continent. Take the example of fertilizing the oceans by adding large quantities of iron to capture carbon dioxide, it could present risks for the marine environment by disrupting the production of fisheries resources, which could affect the food chain and have a severe impact on coastal populations that depend on fish for survival.

In the case of Solar Radiation Modification (SRM) which aims to reduce the amount of energy absorbed by the Earth in order to reduce global warming, the risks associated with the fluctuation of regional precipitation and their impacts on humans (Reynolds, 2019) is another concern. Fluctuations in rainfall could disrupt the primary sector in Africa, which is still heavily dependent on subsistence farming. Another risk posed by SRM is its potential to disrupt the performance of photovoltaic parks that have been successfully developed in Africa and are perfectly in line with the Sustainable Development Goals (SDGs). In Senegal, renewable energies, the majority of which are solar, already represent 30% of the energy produced, making it particularly vulnerable to such a disruption.

In conclusion, techniques for storing CO₂ or managing solar radiation require strong governance and an inclusive approach. Researchers, engineers, educators, government officials, and civil society, to name a few, need to focus on these controversial methods in order to maximize the benefits and prevent, to the greatest extent possible, any risk that could worsen an already delicate situation.

Techniques de géoingénierie : défis et opportunités pour l’Afrique

La prise de conscience du réchauffement climatique et de ses conséquences n’a pas encore conduit à une réduction significative de l’impact des activités humaines sur le climat. Entre Kyoto (1997) et Paris (2015), les efforts consentis à l’échelle mondiale,bien que considérables, ne semblent pas suffisants pour résoudre un problème persistant, parallèle à la croissance démographique et, par extension, à l’augmentation des besoins. Avec l’industrialisation, les émissions de gaz à effet de serre liées aux activités humaines n’ont cessé d’augmenter, avec un impact significatif sur l’augmentation de la température moyenne mondiale et plus généralement sur le climat.

L’Afrique est l’un des continents les plus vulnérables aux changements et à la variabilité du climat. Il convient de noter que cette situation a été aggravée par d’autres facteurs, notamment le sous-développement et, par conséquent, les faibles capacités d’adaptation. Si le dialogue sur les pertes et dommages a été initié ces dernières années et fortement soutenu lors de cette COP 27 (27ème Conférence des Parties à la Convention Cadre des Nations Unies sur les Changements Climatiques), c’est pour apporter secours et soutien aux pays défavorisés d’Afrique, principales victimes des conséquences du changement climatique.

L’Afrique n’émet que 3% des gaz à effet de serre mais est soumise à plus de chocs que les autres continents, étant la plus exposée aux effets du changement et de la variabilité climatiques. Déjà en 2015, après la semaine du SAHEL et de l’Afrique de l’Ouest (20-30 octobre 2015 Milan, Italie), l’augmentation de la température en Afrique de l’Ouest était estimée à 1,5 fois plus élevée que la moyenne mondiale et l’action climatique était principalement axée sur les sécheresses récurrentes, la forte variabilité des précipitations et des saisons, les inondations de plus en plus fréquentes, l’érosion côtière, etc. Ces changements climatiques menacent particulièrement le secteur primaire, à savoir l’agriculture, l’élevage, la pêche et la sylviculture, qui sont des secteurs clés pour l’économie et la sécurité alimentaire des pays africains. L’objectif initial de limiter le réchauffement à 1,5°C semblait utopique. En réalité, même la limite de 2°C reste peu probable. Le scénario le plus probable est de maintenir le réchauffement à 2,7°C d’ici la fin du siècle, à condition que les engagements des États à travers leurs contributions déterminées au niveau national soient respectés.

Les mesures d’atténuation et d’adaptation ont des effets positifs, mais ceux-ci sont faiblement ressentis car leur ampleur reste insuffisante. Certaines techniques de géoingénierie (également appelées technologies et mesures de modification du climat), pourraient nous aider à gagner du temps pour maintenir la température entre 1,5 et 2°C, à savoir l’élimination du dioxyde de carbone et la modification du rayonnement solaire. L’élimination du dioxyde de carbone (EDC) est associée aux efforts classiques des États africains pour une transition énergétique juste favorisant l’utilisation d’énergies vertes ou de gaz (moins polluants). L’EDC pourrait améliorer la qualité de l’air tout en réduisant la quantité de gaz à effet de serre dans l’atmosphère et en abaissant les températures mondiales. Mais certaines de ces techniques sont controversées.

Au-delà de la mise en œuvre effective de ces techniques et de leurs impacts éventuels, la question de la gouvernance se pose. La Carnegie Climate Governance Initiative (C2G), qui cherche à catalyser la création d’une gouvernance efficace pour les technologies de modification du climat, en particulier pour la modification du rayonnement solaire (MRS) et l’élimination du dioxyde de carbone(EDC)à grande échelle, nous a invités à participer à un événement parallèle pendant la COP27 “Keeping 1.5C Alive : Opportunities & Challenges for CO2Removal and Storage in the Global South” afin d’encourager les discussions sur la réduction des émissions de gaz à effet de serre au sein de la société et d’informer les décideurs politiques nationaux et internationaux. Les intervenants ont exposé le contexte actuel en identifiant les différents enjeux et défis liés à la mise en œuvre de ces techniques et ses conséquences possibles.

La dixième (10ème) promotion de l’Institut des sciences de l’environnement en éthique, gouvernance et responsabilité sociale environnementale s’est jointe à l’équipe d’experts pour questionner ces technologies. Notre analyse a demandé une attention particulière à la dimension éthique soulevée par ces technologies, en soulignant les opportunités, les enjeux et les défis de ces technologies; nous avons questionné à la fois les méthodes utilisées et les impacts potentiels, et suggéré qu’une attention particulière soit portée à ces nouvelles technologies afin d’éviter des impacts négatifs sur les composantes environnementales du continent africain qui pourraient potentiellement aggraver la situation.

L’un des impacts positifs de la mise en œuvre des techniques d’EDCest l’amélioration des conditions de qualité de l’air. En effet, certaines pratiques dans les régions africaines telles que l’utilisation du bois de chauffage, le brûlage des déchets, la production d’aérosols par les vents du Sahara et l’utilisation de combustibles polluants ont déjà conduit à une situation désastreuse de la qualité de l’air. Les techniques d’EDCinfluenceraient fortement la qualité de l’air en absorbant le carbone de l’atmosphère.

D’un point de vue optimiste, la mise en œuvre de ces techniques pourrait permettre de dévier la trajectoire des gaz à effet de serre, mais comment contrôler les impacts de ces différentes technologies ? Le système climatique n’aurait-il pas une réponse qui ne ferait qu’empirer la situation ? Tant de questions sans réponse constituent un sérieux motif d’inquiétude lorsqu’on envisage ces options du point de vue d’un continent africain très vulnérable. Prenons l’exemple de la fertilisation des océans par l’ajout de grandes quantités de fer pour capter le dioxyde de carbone, elle pourrait présenter des risques pour l’environnement marin en perturbant la production des ressources halieutiques, ce qui pourrait affecter la chaîne alimentaire et avoir un impact sévère sur les populations côtières qui dépendent du poisson pour leur survie.

Dans le cas de la modification du rayonnement solairequi vise à réduire la quantité d’énergie absorbée par la Terre afin de réduire le réchauffement climatique, les risques associés à la fluctuation des précipitations régionales et leurs impacts sur les humains (Reynolds, 2019) constituent une autre préoccupation. Les fluctuations des précipitations pourraient perturber le secteur primaire en Afrique, qui dépend encore largement de l’agriculture de subsistance. Un autre risque posé par laMRSest son potentiel à perturber les performances des parcs photovoltaïques qui ont été développés avec succès en Afrique et qui s’inscrivent parfaitement dans les Objectifs de développement durable (ODD). Au Sénégal, les énergies renouvelables, dont la majorité est solaire, représentent déjà 30% de l’énergie produite, ce qui le rend particulièrement vulnérable à une telle perturbation.

En conclusion, les techniques de stockage du CO2ou de gestion du rayonnement solaire nécessitent une gouvernance forte et une approche inclusive. Les chercheurs, les ingénieurs, les éducateurs, les responsables gouvernementaux et la société civile, pour ne citer qu’eux, doivent se pencher sur ces méthodes controversées afin d’en maximiser les avantages et de prévenir, dans la mesure du possible, tout risque susceptible d’aggraver une situation déjà délicate.

Fatou Diop, Papa Matar Ndione, and Adama Aicha Aida Sagna are representatives of the tenth (10th) promotion of the Ethics, Governance and Social and Environmental Responsibility training of the Institute of Environmental Sciences, Dakar, Senegal. 



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