Od Průmyslové Revoluce, lidé mají vyzařovaného více než 2000 gigatun oxidu uhličitého do atmosféry. (Gigaton je jedna miliarda metrických tun.)
tato zahušťující deka skleníkových plynů zachycujících teplo způsobuje globální oteplování, které dnes zažíváme. Pokud se nic nezmění, dopady na klima, jako jsou lesní požáry, dusivé vlny veder a škodlivé zvýšení hladiny moře, se budou nadále prohlubovat.,
nezbytně nutné pro boj proti změně klimatu je omezit emise rychle—například, ramping obnovitelných zdrojů energie, zvyšování energetické účinnosti, zastavení odlesňování a snižování super znečišťujících látek, jako částečně fluorovaných uhlovodíků (Hfc). Nejnovější klimatická věda nám však říká, že toto úsilí samo o sobě nestačí k zabránění nebezpečné změně klimatu.
aby se globální teplota zvýšila na méně než 1,5-2 stupně C (2,7-3.,6 stupňů F), které vědci říkají, že je nutné zabránit nejhorším dopadům klimatických změn, musíme nejen snížení emisí, ale také odstranit a ukládat uhlík z atmosféry.
Ve skutečnosti, většina klimatického modelu scénáře ukazují, budeme muset odstranit miliardy tun oxidu uhličitého ročně do roku 2050, zatímco také ramping snížení emisí.
odstraňování uhlíku může mít mnoho podob, od nových technologií až po postupy správy půdy. Velkou otázkou je, zda tyto přístupy mohou přinést odstranění uhlíku v měřítku potřebném v nadcházejících desetiletích.,
Poznámka: jedná se o fiktivní scénář ukazuje na roli oxidu odstranění v podání emise do čisté nuly do poloviny století v souladu se omezit globální oteplování na 1,5°C oproti úrovni před Průmyslovou revolucí. Předpokládá souběžné zmírnění CO2 a CO2 plynů, jako je metan. Rychlejší a/nebo hlubší snížení emisí by mohlo snížit úlohu odstraňování uhlíku; pomalejší a/nebo slabší snížení emisí by zvýšilo potřebu odstraňování uhlíku.
každý přístup k odstraňování uhlíku čelí výzvám a omezením., WRI je série pracovních studií zkoumá možnosti a výzvy pomocí oxidu odstranění boji proti změně klimatu, a doporučuje priority AMERICKÉ federální politiky opatření k urychlení jejich vývoje a nasazení.
Zde je šest možností pro odstraňování uhlíku z atmosféry.
1) Lesy
tato fáze Fotosyntézy odstraňuje oxid uhličitý přirozeně — a stromy jsou zvláště dobré na ukládání uhlíku odstraněn z atmosféry fotosyntézou., Rozšiřování, obnova a správa lesů s cílem podpořit větší příjem uhlíku může využít sílu fotosyntézy a přeměnit oxid uhličitý ve vzduchu na uhlík uložený ve dřevě a půdách.
WRI odhaduje, že uhlík-odstranění potenciál z lesů a stromů mimo lesy ve Spojených Státech je více než půl gigaton za rok, což odpovídá na všechny roční emise z AMERICKÉHO zemědělství., Tyto přístupy odstranit CO2 přes lesy mohou být relativně levné ve srovnání s jinými uhlíku možnosti odstranění (obvykle méně než 50 dolarů za metrickou tunu) a výnos čistič vody a vzduchu v procesu.
jednou z hlavních výzev je zajistit, aby expanze lesů v jedné oblasti nepřicházela na úkor lesů někde jinde. Například obnovování zemědělské půdy by snížilo dodávky potravin. To by mohlo vyžadovat přeměnu jiných lesů na zemědělskou půdu, pokud by zlepšení produktivity zemědělských podniků nemohlo zaplnit mezeru., Podobně, ne sklizeň dřeva z jednoho lesa může mít za následek převis v jiném. Tato dynamika činí obzvláště důležitou obnovu a správu stávajících lesů a přidávání stromů do ekologicky vhodných zemí mimo zemědělskou půdu.
2) farmy
půdy přirozeně ukládají uhlík, ale zemědělské půdy mají kvůli intenzivnímu používání velký deficit. Protože zemědělská půda je tak expanzivní – více než 900 milionů akrů pouze ve Spojených státech-i malé zvýšení půdního uhlíku na akr by mohlo mít vliv.,
budování půdního uhlíku je dobré i pro zemědělce a farmáře, protože může zvýšit zdraví půdy a výnosy plodin. Integrace stromů na farmách může také odstranit uhlík a zároveň poskytnout další výhody, jako je stín a krmivo pro hospodářská zvířata.
rostoucí půdní uhlík může kromě odstraňování uhlíku z atmosféry prospět zemědělcům a farmářům. Foto James Baltz / Unsplash
existuje mnoho způsobů, jak zvýšit uhlík v půdách., Výsadba krycích plodin, pokud jsou pole jinak holá, může prodloužit fotosyntézu po celý rok a sekvestrovat asi půl metrické tuny CO2 na akr za rok. Použití kompostu může zlepšit výnosy při skladování obsahu uhlíku kompostu v půdě. Vědci také vyvíjejí plodiny s hlubšími kořeny, což je činí odolnějšími vůči suchu a zároveň ukládají více uhlíku do půdy.
Správa půdy pro uhlík ve velkém měřítku je však složitá záležitost., Přírodní systémy jsou ze své podstaty variabilní, a to z něj činí skutečnou výzvu předvídat, měřit a sledovat dlouhodobé uhlíkové přínosy jakékoli dané praxe na daném akru.
účinnost některých postupů je také předmětem pokračující vědecké debaty. Kromě toho by změna podmínek nebo postupů řízení z roku na rok mohla vymazat předchozí zisky. A protože hodně zemědělské půdy by bylo potřeba odstranit významné množství uhlíku, vlády a trhu systémů by třeba vytvořit správné podmínky pro vlastníky půdy, aby ukládat více uhlíku.,
3) Bio-energie Zachycování a Ukládání Uhlíku (BECCS)
Bio-energie Zachycování a Ukládání Uhlíku (BECCS) je další způsob, jak se pomocí fotosyntézy v boji proti změně klimatu. Je však mnohem komplikovanější než výsadba stromů nebo správa půd — a ne vždy to funguje pro klima.
PŮDY je proces používání biomasy k výrobě energie v průmyslu, energie nebo dopravy; zachycení emisí, než jsou uvolněny zpět do atmosféry, a pak ukládání, které zachytil uhlíku buď v podzemí nebo v dlouho-žil produkty, jako je beton., Pokud BECC způsobí, že více biomasy poroste, než by jinak, nebo ukládá více uhlíku namísto jeho uvolnění zpět do atmosféry, může zajistit čisté odstranění uhlíku.
ale není vždy jednoduché určit, zda jsou tyto podmínky splněny. Kromě toho, pokud se BECCS spoléhá na bioenergetické plodiny, může přemístit produkci potravin nebo přírodní ekosystémy, vymazat přínosy pro klima a zhoršit nejistotu potravin a ztrátu ekosystémů.
některé formy BECC by přeměňovaly odpady, jako jsou zemědělské zbytky nebo odpadky, na palivo., Tyto podklady mohou být klíčem k budoucnosti BECCS, protože by nevyžadovaly vyhrazené využití půdy. I tehdy musí mít účetnictví pravdu — a existuje mnoho způsobů, jak to špatně-pro BECCS přinést očekávané klimatické výhody.
4) Direct Air Capture
Direct air capture je proces chemicky oxid uhličitý přímo z okolního vzduchu, a pak uložením buď v podzemí nebo v dlouho-žil produkty., Tato nová technologie je podobná technologii zachycování a skladování uhlíku používané k zachycení emisí ze zdrojů, jako jsou elektrárny a průmyslová zařízení. Rozdíl spočívá v tom, že přímé zachycování vzduchu odstraňuje přebytečný uhlík přímo z atmosféry, místo aby ho zachytil u zdroje.
je poměrně jednoduché měřit a zohledňovat klimatické přínosy přímého zachycení vzduchu a jeho potenciální rozsah nasazení je obrovský. Technologie však zůstává nákladná a energeticky náročná., Často je obtížné stanovit náklady na nové technologie přímého snímání vzduchu, ale studie z roku 2018 odhaduje, že by to stálo asi 94 až 232 $za metrickou tunu. Dřívější odhady byly vyšší.
přímé zachycování vzduchu také vyžaduje značné vstupy tepla a energie: drhnutí 1 gigatonu oxidu uhličitého ze vzduchu by mohlo vyžadovat téměř 10 procent dnešní celkové spotřeby energie. Technologie přímého snímání vzduchu by také musela být napájena zdroji energie s nízkým nebo nulovým uhlíkem, aby došlo k odstranění čistého uhlíku.,
investice do technologického rozvoje a zkušeností s nasazením spolu s pokračujícím pokrokem v zavádění levné, čisté energie by mohly ve velkém měřítku posunout vyhlídky na přímé zachycení vzduchu.
Více společností již vyvinulo systémy přímého zachycení vzduchu, a to navzdory téměř absenci veřejných výdajů na výzkum a vývoj na technologii po mnoho let., Do konce roku 2019, nicméně, Kongres přivlastnil $60 milionů eur pro odstranění oxidu technologií, včetně alespoň 35 milionů dolarů za direct air capture, což je důležitý krok směrem k úrovni investic potřebných k navýšení rozvojové úsilí.
pointa je, že direct air capture je stále nové technologie a zároveň to ukazuje obrovský potenciál pro rozšíření, tyto systémy jsou první svého druhu a potřebují veřejnou podporu, aby předem.
5) mineralizace uhlíku
některé minerály přirozeně reagují s CO2 a přeměňují uhlík z plynu na pevnou látku., Tento proces se běžně označuje jako mineralizace uhlíku nebo zvýšené zvětrávání, a přirozeně se to děje velmi pomalu, během stovek nebo tisíců let.
vědci však zjišťují, jak urychlit proces mineralizace uhlíku, zejména zvýšením expozice těchto minerálů CO2 ve vzduchu nebo oceánu., To by mohlo znamenat čerpání alkalické pramenitá voda z podzemí na povrch, kde minerálů může reagovat s vzduchu, pohybu vzduchu přes velké vklady z důlní hlušiny — kameny, které zbyly z hornické činnosti—, které obsahují právo minerální složení; drcení nebo rozvojových enzymy, které žvýkat minerální vklady na zvýšení jejich povrchu, a najít způsoby, jak počasí některé průmyslové vedlejší produkty, jako je popílek, pece prach nebo železa a oceli struska.,
mineralizace uhlíku může být také použita jako způsob ukládání CO2 injekcí do vhodných typů hornin, kde reaguje na vytvoření pevného uhličitanu. Některé aplikace by navíc mohly nahradit konvenční výrobní metody pro výrobky, jako je beton, který se používá v celosvětovém měřítku s více miliardami tun.
vědci ukázali, že mineralizace uhlíku je možná a hrstka začínajících podniků již vyvíjí stavební materiály na bázi mineralizace, ale je třeba udělat více práce na mapování nákladově efektivních a obezřetných aplikací pro škálované nasazení.,
6) Oceán-Koncepty
počet oceánu na bázi uhlíku odstranění konceptů bylo navrženo využít oceánu kapacitu pro ukládání uhlíku, a identifikovat přístupy nad rámec pouze pozemní aplikací. Nicméně, téměř všechny z nich jsou v raných fázích vývoje, a je třeba další výzkum, a v některých případech pilotního testování, aby se pochopit, zda jsou vhodné pro investice, vzhledem k tomu, potenciální ekologické a společenské dopady.
každý přístup má za cíl urychlit přirozené uhlíkové cykly v oceánu., Mohly by zahrnovat využití fotosyntézy v pobřežních rostlinách, mořských řasách nebo fytoplanktonu; přidání určitých minerálů ke zvýšení skladování rozpuštěného hydrogenuhličitanu; nebo běh elektrického proudu přes mořskou vodu, aby pomohl extrahovat CO2.
některé možnosti odstraňování uhlíku na bázi oceánu by také mohly poskytnout společné výhody. Například, pobřežní modré uhlíku a pěstování mořských řas by mohlo odstranit uhlíku a zároveň podporuje obnovu ekosystémů, a přidání minerálů pomoci oceánu ukládání uhlíku by mohly také snížit acidifikace oceánů., Nicméně, hodně je stále neznámá o širší ekologické dopady těchto přístupů a je zapotřebí další výzkum, aby lépe pochopit potenciální rizika dříve, než tyto přístupy jsou sledovány v jakémkoliv měřítku.
V blízkosti horizontu, kultivované mořské řasy mohou být také použity pro produkty, jako potraviny, palivo a hnojivo, které nemusí vyústit v odstranění oxidu, ale může snížit emise ve srovnání s konvenčními výroby a poskytovat ekonomické návratnosti, která podporuje růst průmyslu.,
oceán může nabídnout potenciální možnosti odstraňování uhlíku, jako je pěstování mořských řas, které by také mohly mít ekologické výhody. Foto Národní Parky Service
Vzhledem k potenciálu ekologických, sociálních a správy a řízení dopadů navrhovaných přístupů, další výzkum mohl začít, aby objasnila nejasnosti a informovat, kde a kdy oceánu na bázi oxidu uhličitého, odstranění pojmy by měly být zmenšen nahoru.,
Budoucnost Uhlíku Odstranění
WRI je analýza ukázala, že nejvíce nákladově-efektivní a nejnižší riziko strategie pro budování uhlíku odstranění kapacitu zahrnuje vývoj a nasazení různých přístupů v tandemu.
Každý uhlík odstranění přístup nabízí slib a výzvy, ale zachycování a ukládání CO2 již ve vzduchu, musí být součástí naší strategie pro změnu klimatu ve Spojených Státech a po celém světě, aby se zabránilo nebezpečné úrovně globálního oteplování.,
je čas začít investovat do portfolia přístupů k odstraňování uhlíku—do výzkumu, vývoje, demonstrace, zavádění v rané fázi a umožnění podmínek-aby se staly životaschopnými možnostmi v měřítku potřebném v nadcházejících desetiletích.
Přečtěte si více o analýze a doporučeních WRI pro odstraňování uhlíku přečtením naší výzkumné série CarbonShot.
Leave a Reply