siden den industrielle Revolution har mennesker udsendt mere end 2.000 gigaton kuldio .id i atmosfæren. (En gigaton er en milliard tons.)
dette fortykkende tæppe af varmefangende drivhusgasser forårsager den globale opvarmning, vi oplever i dag. Hvis intet ændrer sig, vil klimapåvirkninger som skovbrande, kvælende hetebølger og skadelig stigning i havniveauet kun fortsætte med at intensiveres.,
det afgørende for bekæmpelse af klimaændringer er at begrænse emissionerne hurtigt—for eksempel ved at øge vedvarende energi, øge energieffektiviteten, standse skovrydning og begrænse superforurenende stoffer som hydrofluorcarboner (HFC ‘ er). Den seneste klimavidenskab fortæller os imidlertid, at disse bestræbelser alene ikke er nok til at forhindre farlige klimaændringer.
for at holde den globale temperaturstigning til mindre end 1,5-2 grader C (2,7-3.,6 grader F), som forskere siger er nødvendig for at forhindre de værste virkninger af klimaændringer, skal vi ikke kun reducere emissionerne, men også fjerne og opbevare noget kulstof fra atmosfæren. faktisk viser de fleste klimamodelscenarier, at vi bliver nødt til at fjerne milliarder af tons kuldio .id årligt inden 2050, samtidig med at emissionsreduktionerne øges.
fjernelse af kulstof kan antage mange former, fra nye teknologier til jordforvaltningspraksis. Det store spørgsmål er, om disse tilgange kan levere fjernelse af kulstof i den skala, der er nødvendig i de kommende årtier.,
Bemærk: Dette er et fiktivt scenario, der viser kulstoffjernelsens rolle i at bringe emissionerne til nul i midten af århundrede i overensstemmelse med at begrænse den globale opvarmning til 1.5.C over det præindustrielle niveau. Det forudsætter samtidig begrænsning af CO2 og ikke-CO2 gasser, som methan. Hurtigere og/eller dybere emissionsreduktioner kunne reducere rollen for fjernelse af kulstof; langsommere og / eller svagere emissionsreduktioner ville øge behovet for fjernelse af kulstof.
hver kulstoffjernelsesmetode står over for udfordringer og begrænsninger., WRI ‘ s serie af arbejdsdokumenter udforsker mulighederne og udfordringerne ved at bruge fjernelse af kulstof til bekæmpelse af klimaændringer og anbefaler et prioriteret sæt amerikanske føderale politiske handlinger for at fremskynde deres udvikling og implementering.
Her er seks muligheder for at fjerne kulstof fra atmosfæren:
1) Skove
Fotosyntese fjerner kuldioxid naturligt og træer er især gode til at oplagre kulstof fjernet fra atmosfæren ved fotosyntese., Udvidelse, gendannelse og styring af skove for at tilskynde til mere kulstofoptagelse kan udnytte kraften i fotosyntese og omdanne kuldio .id i luften til kulstof, der er opbevaret i træ og jord.
WRI vurderer, at kulstof-fjernelse potentiale fra skove og træer uden for skove i Usa alene, er mere end halvdelen af en gigaton om året, svarende til de årlige emissioner fra den AMERIKANSKE landbrugssektor., Disse tilgange til at fjerne CO2 gennem skove kan være relativt billige sammenlignet med andre muligheder for fjernelse af kulstof (generelt mindre end $50 pr.
en stor udfordring er at sikre, at skovudvidelse i et område ikke kommer på bekostning af skove et andet sted. For eksempel ville genskovning af landbrugsjord reducere fødevareforsyningen. Dette kan kræve, at andre skove omdannes til landbrugsjord, medmindre forbedringer i landbrugsproduktiviteten kan udfylde kløften., På samme måde kan det at man ikke høster tømmer fra en skov, resultere i overhøst i en anden. Disse dynamikker gør restaurering og styring af eksisterende skove og tilføjelse af træer til økologisk passende lande uden for landbrugsjord, især vigtigt.
2) gårde
jordbund opbevarer naturligt kulstof, men landbrugsjord har et stort underskud på grund af intensiv brug. Fordi landbrugsjord er så ekspansiv—mere end 900 millioner hektar i USA alene-kan selv små stigninger i jordkulstof pr.,
at bygge jordkulstof er også godt for landmænd og landmænd, da det kan øge jordens sundhed og afgrødeudbytte. Integrering af træer på gårde kan også fjerne kulstof, mens det giver andre fordele, som skygge og foder til husdyr.
øget kulstof i jorden kan gavne landmænd og landmænd ud over at fjerne kulstof fra atmosfæren. Foto af James balt./Unsplash
Der er mange måder at øge kulstof i jordbunden på., Plantning af dækafgrøder, når markerne ellers er nakne, kan udvide fotosyntesen hele året og sekvestrere omkring et halvt ton CO2 pr. Brug af kompost kan forbedre udbyttet, mens kompostens kulstofindhold opbevares i jorden. Forskere udvikler også afgrøder med dybere rødder, hvilket gør dem mere modstandsdygtige over for tørke, mens de deponerer mere kulstof i jorden.håndtering af jord til kulstof i stor skala er dog et vanskeligt forslag., Naturlige systemer er iboende variable, og det gør det til en reel udfordring at forudsige, måle og overvåge de langsigtede kulstoffordele ved enhver given praksis på en given acre.
effektiviteten af nogle praksis er også genstand for fortsat videnskabelig debat. Desuden kan ændrede forhold eller ledelsespraksis fra år til år slette tidligere gevinster. Og fordi der ville være behov for en masse landbrugsjord for at fjerne en betydelig mængde kulstof, ville regeringer og markedssystemer være nødt til at skabe de rigtige betingelser for grundejere til at opbevare mere kulstof.,
3) bioenergi med kulstofopsamling og-lagring (BECCS)
bioenergi med kulstofopsamling og-lagring (BECCS) er en anden måde at bruge fotosyntese til at bekæmpe klimaændringer. Det er dog langt mere kompliceret end at plante træer eller styre jord — og det virker ikke altid for klimaet.
BECCS er processen med at bruge biomasse til energi i industrielle, strøm eller transport sektorer; indfange sine emissioner, før de frigives tilbage til atmosfæren, og derefter lagring, der erobrede carbon enten metro eller i lang levetid produkter som beton., Hvis BECCS får mere biomasse til at vokse, end det ellers ville, eller opbevarer mere kulstof i stedet for at frigive det tilbage i atmosfæren, kan det give fjernelse af netto kulstof.
men det er ikke altid ligetil at afgøre, om disse betingelser er opfyldt. Hvis BECCS er afhængig af bioenergiafgrøder, kan det desuden fortrænge fødevareproduktion eller naturlige økosystemer, slette klimafordelene og forværre fødevareusikkerhed og økosystemtab.
nogle former for BECCS ville omdanne affald som landbrugsrester eller affald til brændstof., Disse råmaterialer kan være nøglen til beccs fremtid, da de ikke ville kræve dedikeret arealanvendelse. Selv da skal regnskabet være rigtigt—og der er mange måder at få det forkert på — for BECCS at levere de forventede klimafordele.
4) direkte Luftoptagelse
Direkte luftoptagelse er processen med kemisk skrubning af kuldio .id direkte fra den omgivende luft og derefter opbevaring af det enten under jorden eller i langlivede produkter., Denne nye teknologi svarer til kulstofopsamlings-og lagringsteknologien, der bruges til at fange emissioner fra kilder som kraftværker og industrielle faciliteter. Forskellen er, at direkte luftoptagelse fjerner overskydende kulstof direkte fra atmosfæren i stedet for at fange det ved kilden.
det er relativt ligetil at måle og redegøre for klimafordelene ved direkte luftfangst, og dets potentielle implementeringsskala er enorm. Men teknologien er stadig dyr og energikrævende., Det er ofte vanskeligt at fastlægge omkostningerne til nye direkte luftfangstteknologier, men en 2018-undersøgelse estimerer, at det ville koste omkring $94 – $232 pr. Tidligere skøn var højere.
Direkte luftoptagelse kræver også betydelige varme-og kraftindgange: skrubning af 1 gigaton kuldio .id fra luften kan kræve næsten 10 procent af dagens samlede energiforbrug. Den direkte luftfangstteknologi skal også drives af energikilder med lavt eller nul kulstof for at resultere i fjernelse af netto kulstof.,
investering i teknologisk udvikling og implementering erfaring, sammen med fortsatte fremskridt i udbredelsen af billig, ren energi, kunne fremme udsigterne for direkte luftfangst i stor skala.
flere virksomheder har allerede udviklet direkte luftfangningssystemer på trods af det næsten manglende offentlige forsknings-og udviklingsudgifter til teknologien i mange år., I slutningen af 2019 bevilgede Kongressen imidlertid $ 60 millioner til teknologier til fjernelse af kulstof, herunder mindst $ 35 millioner til direkte luftfangst, et vigtigt skridt i retning af det investeringsniveau, der er nødvendigt for at opskalere udviklingsindsatsen.
hovedpunkterne er, at direkte luftoptagelse stadig er en ny teknologi, og selvom det viser et enormt potentiale for opskalering, er disse systemer de første af deres art og har brug for offentlig støtte til at fremme.
5) Kulmineralisering
nogle mineraler reagerer naturligt med CO2, der omdanner kulstof fra en gas til et fast stof., Processen kaldes almindeligvis kulstofmineralisering eller forbedret forvitring, og det sker naturligvis meget langsomt, over hundreder eller tusinder af år.
men forskere finder ud af, hvordan man fremskynder kulstofmineraliseringsprocessen, især ved at øge eksponeringen af disse mineraler for CO2 i luften eller havet., Det kunne betyde at pumpe alkaline forår vand fra undergrunden op til overfladen, hvor mineraler, der kan reagere med luft; at flytte luft gennem store forekomster af mine tailings — sten, der er tilovers fra minedrift—, der indeholder de rigtige mineralske sammensætning; knusning eller udvikle enzymer, der kan tygge op mineralforekomster at øge deres areal, og finde måder at vejret visse industrielle biprodukter, som flyveaske, ovn, støv eller jern og stål slagge.,
Kulstofmineralisering kan også bruges som en måde at opbevare CO2 ved at injicere i egnede klippetyper, hvor det reagerer for at danne et fast carbonat. Derudover kan nogle applikationer erstatte konventionelle produktionsmetoder for produkter som beton, der bruges på en multi-milliard ton skala globalt.
forskere har vist, at kulstofmineralisering er mulig, og en håndfuld nystartede virksomheder udvikler allerede mineraliseringsbaserede byggematerialer, men der er mere arbejde, der skal gøres for at kortlægge omkostningseffektive og forsigtige applikationer til skaleret implementering.,
6) havbaserede koncepter
en række havbaserede kulstoffjernelseskoncepter er blevet foreslået for at udnytte havets kapacitet til at lagre kulstof og identificere tilgange ud over kun landbaserede applikationer. Imidlertid, næsten alle af dem er i tidlige udviklingsstadier og har brug for mere forskning, og i nogle tilfælde pilotforsøg, for at forstå, om de er egnede til investering i betragtning af potentielle økologiske, sociale og forvaltningsmæssige virkninger.
hver tilgang sigter mod at fremskynde naturlige kulstofcyklusser i havet., De kunne omfatte udnyttelse af fotosyntese i kystplanter, tang eller fytoplankton; tilføjelse af visse mineraler for at øge opbevaringen af opløst bicarbonat; eller kører en elektrisk strøm gennem havvand for at hjælpe med at udvinde CO2.
nogle ocean-baserede kulstof fjernelse muligheder kunne også give co-fordele. For eksempel, kystblåt kulstof-og tang-dyrkning kunne fjerne kulstof, samtidig med at det understøtter økosystemgendannelse, og at tilføje mineraler til at hjælpe havbutikken med kulstof kan også reducere forsuring af havet., Der er dog stadig meget ukendt om de bredere økologiske virkninger af disse tilgange, og der er behov for yderligere forskning for bedre at forstå potentielle risici, før disse tilgange forfølges i enhver skala.
på kort sigt kan dyrket tang også bruges til produkter som mad, brændstof og gødning, hvilket muligvis ikke resulterer i fjernelse af kulstof, men kan reducere emissionerne sammenlignet med konventionel produktion og give et økonomisk afkast, der understøtter væksten i industrien.,
havet kan tilbyde potentielle muligheder for fjernelse af kulstof, som tang dyrkning, der også kan have økologiske fordele. Foto af de Nationale Parker Service
i Betragtning af de potentielle miljømæssige, sociale og governance-konsekvenser af foreslået tilgange, yderligere forskning kunne begynde at afklare usikkerheder og oplyse, hvor og hvornår ocean-baseret kuldioxid fjernelse begreber skal skaleres op.,
fremtiden for fjernelse af kulstof
riri ‘ s analyse har vist, at den mest omkostningseffektive og laveste risikostrategi for opbygning af kulstoffjernelseskapacitet indebærer udvikling og implementering af en række forskellige tilgange i tandem.hver kulstoffjernelsesmetode giver løfte og udfordringer, men indfangning og opbevaring af CO2, der allerede er i luften, skal være en del af vores klimaændringsstrategi i USA og over hele verden for at undgå farlige niveauer af global opvarmning.,
Det er tid til at begynde at investere på tværs af porteføljen af kulstof-fjernelse tilgange—i forskning, udvikling, demonstration, tidlig-fase-implementering og aktivering betingelser—således at de bliver levedygtige muligheder i det nødvendige omfang i de kommende årtier.
Lær mere om carbonri s carbon removal analyse og anbefalinger ved at læse vores CarbonShot research series.
Leave a Reply