desde la Revolución Industrial, los seres humanos han emitido más de 2.000 gigatoneladas de dióxido de carbono a la atmósfera. (Un gigatón es mil millones de toneladas métricas.)
Este engrosamiento de gases de efecto invernadero que atrapan el calor causa el calentamiento global que experimentamos hoy. Si nada cambia, los impactos climáticos, como los incendios forestales, las sofocantes olas de calor y el dañino aumento del nivel del mar, seguirán intensificándose.,
El imperativo para combatir el cambio climático es reducir las emisiones rápidamente—por ejemplo, aumentando la energía renovable, aumentando la eficiencia energética, deteniendo la deforestación y frenando los súper contaminantes como los hidrofluorocarbonos (HFC). La última ciencia del clima nos dice, sin embargo, que estos esfuerzos por sí solos no son suficientes para prevenir el peligroso cambio climático.
para mantener el aumento de la temperatura global a menos de 1.5-2 grados C (2.7-3.,6 grados F), que los científicos dicen que es necesario para prevenir los peores impactos del cambio climático, necesitaremos no solo reducir las emisiones, sino también eliminar y almacenar algo de carbono de la atmósfera.
de hecho, la mayoría de los escenarios de modelos climáticos muestran que necesitaremos eliminar miles de millones de toneladas métricas de dióxido de carbono anualmente para 2050, al tiempo que aumentaremos las reducciones de emisiones.
la eliminación de carbono puede adoptar numerosas formas, Desde nuevas tecnologías hasta prácticas de gestión de la tierra. La gran pregunta es si estos enfoques pueden ofrecer la eliminación de carbono a la escala necesaria en las próximas décadas.,
Note: This is a nocional scenario showing the role of carbon removal in bringing emissions to net-zero by mid-century consistent with limiting global warming to 1.5°C above pre-Industrial levels. Supone la mitigación concurrente de gases CO2 y no CO2, como el metano. Una reducción más rápida y/o más profunda de las emisiones podría reducir el papel de la eliminación del carbono; una reducción más lenta y/o más débil de las emisiones aumentaría la necesidad de la eliminación del carbono.
cada enfoque de eliminación de carbono enfrenta desafíos y limitaciones., La serie de documentos de trabajo de la IRG explora las posibilidades y los desafíos de usar la eliminación de carbono para combatir el cambio climático y recomienda un conjunto prioritario de acciones de política federal de los Estados Unidos para acelerar su desarrollo y despliegue.
Aquí hay seis opciones para eliminar el carbono de la atmósfera:
1) Los bosques
La fotosíntesis elimina el dióxido de carbono naturalmente, y los árboles son especialmente buenos para almacenar el carbono eliminado de la atmósfera por la fotosíntesis., La expansión, restauración y gestión de los bosques para fomentar una mayor absorción de carbono puede aprovechar el poder de la fotosíntesis, convirtiendo el dióxido de carbono en el aire en carbono almacenado en la madera y los suelos.
WRI estima que el potencial de eliminación de carbono de los bosques y Árboles fuera de los bosques en los Estados Unidos por sí solo es de más de medio gigatón por año, equivalente a todas las emisiones anuales del sector agrícola de los Estados Unidos., Estos enfoques para eliminar el CO2 a través de los bosques pueden ser relativamente baratos en comparación con otras opciones de eliminación de carbono (generalmente menos de $50 por tonelada métrica) y producir agua y aire más limpios en el proceso.
uno de los principales desafíos es garantizar que la expansión forestal en una zona no se produzca a expensas de los bosques de otro lugar. Por ejemplo, la reforestación de tierras agrícolas reduciría el suministro de alimentos. Esto podría requerir la conversión de otros bosques en tierras agrícolas, a menos que las mejoras en la productividad agrícola puedan llenar el vacío., Del mismo modo, no cosechar madera de un bosque puede dar lugar a una sobreexplotación en otro. Estas dinámicas hacen que la restauración y el manejo de los bosques existentes, y la adición de árboles a tierras ecológicamente apropiadas fuera de las tierras de cultivo, sean especialmente importantes.
2) Las Granjas
Los suelos almacenan carbono naturalmente, pero los suelos agrícolas tienen un gran déficit debido al uso intensivo. Debido a que la tierra agrícola es tan expansiva, más de 900 millones de acres solo en los Estados Unidos, incluso pequeños aumentos en el carbono del suelo por acre podrían tener un impacto.,
construir carbono en el suelo también es bueno para los agricultores y ganaderos, ya que puede aumentar la salud del suelo y el rendimiento de los cultivos. La integración de los árboles en las granjas también puede eliminar el carbono al tiempo que proporciona otros beneficios, como sombra y forraje para el ganado.
aumentar el carbono del suelo puede beneficiar a los agricultores y ganaderos además de eliminar el carbono de la atmósfera. Foto de James Baltz / Unsplash
hay muchas maneras de aumentar el carbono en los suelos., Plantar cultivos de cobertura cuando los campos están desnudos puede extender la fotosíntesis durante todo el año, secuestrando aproximadamente media tonelada métrica de CO2 por acre por año. El uso de compost puede mejorar los rendimientos mientras almacena el contenido de carbono del compost en el suelo. Los científicos también están desarrollando cultivos con raíces más profundas, haciéndolos más resistentes a la sequía mientras depositan más carbono en el suelo.
gestionar el suelo para obtener carbono a gran escala, sin embargo, es una propuesta complicada., Los sistemas naturales son inherentemente variables, y eso hace que sea un verdadero desafío predecir, medir y monitorear los beneficios de carbono a largo plazo de cualquier práctica dada en un acre dado.
la eficacia de algunas prácticas también está sujeta a un debate científico continuo. Además, el cambio de las condiciones o de las prácticas de gestión de un año a otro podría eliminar las ganancias anteriores. Y debido a que se necesitaría una gran cantidad de tierras agrícolas para eliminar una cantidad significativa de carbono, los gobiernos y los sistemas de mercado tendrían que crear las condiciones adecuadas para que los propietarios almacenen más carbono.,
3) Bioenergía con captura y almacenamiento de carbono (BECCS)
la bioenergía con captura y almacenamiento de carbono (BECCS) es otra forma de utilizar la fotosíntesis para combatir el cambio climático. Sin embargo, es mucho más complicado que plantar árboles o manejar los suelos, y no siempre funciona para el clima.
BECCS es el proceso de usar biomasa para energía en los sectores industrial, eléctrico o de transporte; capturar sus emisiones antes de que sean liberadas a la atmósfera; y luego almacenar ese carbono capturado ya sea bajo tierra o en productos de larga vida como el concreto., Si BECCS hace que crezca más biomasa de la que de otra manera, o almacena más carbono en lugar de liberarlo de nuevo a la atmósfera, puede proporcionar una eliminación neta de carbono.
pero no siempre es sencillo determinar si se cumplen esas condiciones. Además, si BECCS depende de los cultivos bioenergéticos, podría desplazar la producción de alimentos o los ecosistemas naturales, borrando los beneficios climáticos y exacerbando la inseguridad alimentaria y la pérdida de ecosistemas.
algunas formas de BECCS convertirían desechos como residuos agrícolas o basura en combustible., Estas materias primas pueden ser clave para el futuro de BECCS, ya que no requerirían un uso dedicado de la tierra. Incluso entonces, la contabilidad tiene que ser correcta, y hay muchas maneras de equivocarse, para que BECCS ofrezca los beneficios climáticos esperados.
4) captura directa de aire
la captura directa de aire es el proceso de lavado químico de dióxido de carbono directamente del aire ambiente, y luego almacenarlo bajo tierra o en productos de larga vida., Esta nueva tecnología es similar a la tecnología de captura y almacenamiento de carbono utilizada para capturar las emisiones de fuentes como centrales eléctricas e instalaciones industriales. La diferencia es que la captura directa de aire elimina el exceso de carbono directamente de la atmósfera, en lugar de capturarlo en la fuente.
es relativamente sencillo medir y contabilizar los beneficios climáticos de la captura directa de aire, y su escala potencial de despliegue es enorme. Pero la tecnología sigue siendo costosa y consume mucha energía., A menudo es difícil determinar los costos de las nuevas tecnologías de captura directa de aire, pero un estudio de 2018 estima que costaría entre 9 94 y 2 232 por tonelada métrica. Las estimaciones anteriores eran más altas.
la captura directa de aire también requiere importantes entradas de calor y energía: la depuración de 1 gigatón de dióxido de carbono del aire podría requerir casi el 10 por ciento del consumo total de energía actual. La tecnología de captura directa de aire también tendría que ser alimentada por fuentes de energía de bajo o cero carbono para dar lugar a la eliminación neta de carbono.,
invertir en desarrollo tecnológico y experiencia de despliegue, junto con un progreso continuo en el despliegue de energía barata y limpia, podría promover las perspectivas de captura directa de aire a gran escala.
varias empresas ya han desarrollado sistemas de captura directa de aire, a pesar de la casi ausencia de gasto público en investigación y desarrollo en la tecnología durante muchos años., Sin embargo, a finales de 2019, el Congreso asignó 6 60 millones para tecnologías de eliminación de carbono, incluidos al menos 3 35 millones para la captura directa de aire, un paso importante hacia el nivel de inversión necesario para ampliar los esfuerzos de desarrollo.
la conclusión es que la captura directa de aire sigue siendo una tecnología nueva y, si bien muestra un enorme potencial de expansión, estos sistemas son los primeros de su tipo y necesitan apoyo público para avanzar.
5) mineralización de carbono
algunos minerales reaccionan naturalmente con el CO2, convirtiendo el carbono de un gas en un sólido., El proceso se conoce comúnmente como mineralización de carbono o erosión mejorada, y ocurre naturalmente muy lentamente, durante cientos o miles de años.
pero los científicos están descubriendo cómo acelerar el proceso de mineralización de carbono, especialmente mejorando la exposición de estos minerales al CO2 en el aire o el océano., Eso podría significar bombear agua alcalina de manantial desde el subsuelo a la superficie donde los minerales pueden reaccionar con el aire; mover el aire a través de grandes depósitos de relaves mineros — rocas sobrantes de las operaciones mineras — que contienen la composición mineral correcta; triturar o desarrollar enzimas que mastican los depósitos minerales para aumentar su superficie; y encontrar formas de capear ciertos subproductos industriales, como cenizas volantes, polvo de horno o escoria de hierro y acero.,
la mineralización de carbono también se puede usar como una forma de almacenar CO2 inyectándolo en tipos de roca adecuados donde reacciona para formar un carbonato sólido. Además, algunas aplicaciones podrían reemplazar los métodos de producción convencionales para productos como el hormigón, que se utiliza a una escala de miles de millones de toneladas a nivel mundial.
Los científicos han demostrado que la mineralización de carbono es posible y un puñado de empresas emergentes ya están desarrollando materiales de construcción basados en la mineralización, pero hay más trabajo por hacer para mapear aplicaciones rentables y prudentes para el despliegue a escala.,
6) conceptos basados en los océanos
se han propuesto varios conceptos de eliminación de carbono basados en los océanos para aprovechar la capacidad del océano de almacenar carbono e identificar enfoques que vayan más allá de las aplicaciones basadas únicamente en tierra. Sin embargo, casi todos ellos se encuentran en las primeras etapas de desarrollo y necesitan más investigación, y en algunos casos pruebas piloto, para comprender si son adecuados para la inversión, dados los posibles impactos ecológicos, sociales y de gobernanza.
cada enfoque tiene como objetivo acelerar los ciclos naturales del carbono en el océano., Podrían incluir el aprovechamiento de la fotosíntesis en plantas costeras, algas marinas o fitoplancton; la adición de ciertos minerales para aumentar el almacenamiento de bicarbonato disuelto; o el funcionamiento de una corriente eléctrica a través del agua de mar para ayudar a extraer CO2.
algunas opciones de eliminación de carbono basadas en el océano también podrían proporcionar beneficios colaterales. Por ejemplo, el cultivo costero de carbono azul y algas marinas podría eliminar el carbono al tiempo que apoya la restauración de los ecosistemas, y la adición de minerales para ayudar a que los océanos almacenen carbono también podría reducir la acidificación de los océanos., Sin embargo, todavía se desconoce mucho acerca de los impactos ecológicos más amplios de estos enfoques y se necesita más investigación para comprender mejor los riesgos potenciales antes de que se apliquen estos enfoques a cualquier escala.
en el corto plazo, las algas marinas cultivadas también se pueden utilizar para productos como alimentos, combustible y fertilizantes, que pueden no resultar en la eliminación de carbono, pero podrían reducir las emisiones en comparación con la producción convencional y proporcionar un retorno económico que apoya el crecimiento de la industria.,
el océano puede ofrecer opciones potenciales de eliminación de carbono, como el cultivo de algas marinas, que también podrían tener beneficios ecológicos. Foto del servicio de Parques Nacionales
dados los potenciales impactos ecológicos, sociales y de gobernanza de los enfoques propuestos, la investigación adicional podría comenzar a aclarar las incertidumbres e informar dónde y cuándo se deben ampliar los conceptos de eliminación de dióxido de carbono basados en los océanos.,
El Futuro de la eliminación de carbono
el análisis de WRI ha demostrado que la estrategia más rentable y de menor riesgo para desarrollar la capacidad de eliminación de carbono implica desarrollar y desplegar una variedad de enfoques en tándem.
cada enfoque de eliminación de carbono ofrece promesas y desafíos, pero capturar y almacenar CO2 ya en el aire debe ser parte de nuestra estrategia de cambio climático en los Estados Unidos y en todo el mundo para evitar niveles peligrosos de calentamiento global.,
Es hora de comenzar a invertir en toda la cartera de enfoques de eliminación de carbono-en investigación, desarrollo, demostración, implementación en las primeras etapas y condiciones propicias—para que se conviertan en opciones viables a la escala necesaria en las próximas décadas.
Obtenga más información sobre el análisis y las recomendaciones de eliminación de carbono de WRI leyendo nuestra serie de investigación CarbonShot.
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