Koska Teollinen Vallankumous, ihmiset ovat päästäneet enemmän kuin 2000 vapautuu hiilidioksidia ilmakehään. (Gigaton on miljardi tonnia.)
tämä lämpöä sitovien kasvihuonekaasujen paksuuntuva peitto aiheuttaa ilmaston lämpenemisen, jota koemme tänään. Jos mikään ei muutu, ilmastovaikutukset, kuten metsäpalot, helleaaltojen tukahduttaminen ja vahingollinen merenpinnan nousu vain voimistuvat entisestään.,
välttämätöntä ilmastonmuutoksen torjunnassa on päästöjen hillitsemiseksi nopeasti—esimerkiksi ylösajon uusiutuvan energian, energiatehokkuuden parantaminen, metsäkadon pysäyttäminen ja hillitä super epäpuhtauksien, kuten fluorihiilivetyjä (Hfc-yhdisteitä). Tuorein ilmastotiede kuitenkin kertoo, etteivät nämä toimet yksin riitä estämään vaarallista ilmastonmuutosta.
pitää maapallon lämpötilan nousun alle 1,5-2 asteeseen (2,7-3.,6 astetta F), mikä tutkijoiden mukaan on välttämätöntä ilmastonmuutoksen pahimpien vaikutusten ehkäisemiseksi, meidän on paitsi vähennettävä päästöjä myös poistettava ja varastoitava hiiltä ilmakehästä.
Itse asiassa, useimmat ilmasto-malli skenaariot osoittavat, meidän täytyy poistaa miljardeja tonnia hiilidioksidia vuodessa vuoteen 2050 mennessä, kun myös ylösajon päästöjen vähentämiseen.
Hiilidioksidin poistaminen voi ottaa useita muotoja, uusia teknologioita maankäyttöön. Iso kysymys on, pystyvätkö nämä lähestymistavat toteuttamaan hiilenpoiston tulevina vuosikymmeninä tarvittavassa mittakaavassa.,
Huomautus: Tämä on laskennallinen skenaario osoittaa rooli hiilidioksidin poisto tuo päästöjen net-nollaa vuosisadan puoliväliin mennessä sopusoinnussa rajoittaa ilmaston lämpeneminen 1,5 asteeseen esiteolliseen aikaan verrattuna. Siinä oletetaan, että CO2-ja muut kuin CO2-kaasut, kuten metaani, vähenevät samanaikaisesti. Nopeammat ja/tai syvemmät päästövähennykset voisivat vähentää hiilenpoiston roolia; hitaammat ja / tai heikommat päästövähennykset lisäisivät hiilenpoiston tarvetta.
jokaisella hiilenpoiston lähestymistavalla on haasteita ja rajoituksia., WRI on useita työpapereita tutkii mahdollisuuksia ja haasteita käyttäen hiilidioksidin poisto ilmastonmuutoksen torjumiseksi ja suosittaa, prioriteetti on asetettu YHDYSVALTAIN liittovaltion poliittisten toimien nopeuttaa niiden kehittämistä ja käyttöönottoa.
Tässä on kuusi vaihtoehtoja poistaa hiiltä ilmakehästä:
1) Metsät
Fotosynteesi poistaa hiilidioksidia luonnollisesti — ja puut ovat erityisen hyvä varastoimalla hiiltä poistuu ilmakehästä yhteyttämisen., Laajeneva, palauttaa ja metsänhoito kannustaa enemmän hiilen sidontaa voi hyödyntää valtaa fotosynteesi, muuntaa hiilidioksidia ilmaan sitoutuneen hiilen, puun ja maaperän.
WRI arvioi, että hiili-poisto mahdollisesti metsiä ja puita ulkopuolella metsät pelkästään yhdysvalloissa on yli puoli gigaton vuodessa, mikä vastaa kaikki vuosittaiset päästöt YHDYSVALTAIN maatalouden alalla., Nämä lähestymistavat poistaa CO2 läpi metsien voi olla suhteellisen edullinen verrattuna muihin hiilidioksidin poisto vaihtoehtoja (yleensä alle 50 dollaria per tonni) ja tuottaa puhtaampaa vettä ja ilmaa prosessissa.
yksi suuri haaste on varmistaa, ettei metsän laajeneminen yhdellä alueella tapahdu metsien kustannuksella jossain muualla. Esimerkiksi viljelysmaan kunnostaminen vähentäisi ruokatarjontaa. Tämä voi edellyttää muuntaa muiden metsien viljelysmaata, ellei parannuksia maatilojen tuottavuutta voisi täyttää aukon., Samoin puun korjaamatta jättäminen yhdestä metsästä voi johtaa yliharvennukseen toisessa. Tämä dynamiikka tekee nykyisten metsien ennallistamisesta ja hoidosta sekä puiden lisäämisestä ekologisesti sopiviin viljelymaiden ulkopuolisiin maihin erityisen tärkeää.
2) maatilat
maaperä luonnollisesti varastoi hiiltä, mutta maatalousmailla on suuri alijäämä intensiivisen käytön vuoksi. Koska maatalousmaa on niin laaja-pelkästään Yhdysvalloissa yli 900 miljoonaa eekkeriä-pienetkin maaperän hiilen lisäykset hehtaarilta voivat olla vaikutuksellisia.,
maaperän hiilen rakentaminen on hyväksi myös viljelijöille ja karjatilallisille, sillä se voi lisätä maaperän terveyttä ja satoa. Puiden integroiminen maatiloille voi myös poistaa hiiltä ja tarjota samalla muita etuja, kuten varjoa ja rehua karjalle.
lisää maaperän hiilen voivat hyötyä viljelijät ja karjatilalliset lisäksi poistamalla hiilidioksidia ilmakehästä. Kuva: James Baltz/Unsplash
On monia tapoja lisätä hiiltä maaperään., Istutus peitekasveja, kun kentät ovat muuten paljaat voi laajentaa fotosynteesi koko vuoden, eristävät noin puoli tonnia CO2 per eekkeri per vuosi. Kompostin käyttö voi parantaa satoa ja samalla varastoida kompostin hiilipitoisuutta maaperään. Tutkijat kehittävät myös viljelmiä, joilla on syvemmät juuret, ja tekevät niistä vastustuskykyisempiä kuivuudelle samalla kun ne tallettavat lisää hiiltä maaperään.
maaperän hallinta hiilelle suuressa mittakaavassa on kuitenkin hankala ehdotus., Luonnon järjestelmät ovat luonnostaan vaihtelevia, ja siksi on todella haastavaa ennustaa, mitata ja seurata tietyn käytännön pitkän aikavälin hiilihyötyjä tietyllä hehtaarilla.
joidenkin käytäntöjen tehokkuudesta käydään myös jatkuvaa tieteellistä keskustelua. Lisäksi muuttuvat olosuhteet tai johtamiskäytäntöjä vuodesta toiseen voisi poistaa ennen voittoja. Ja koska paljon viljelysmaata tarvittaisiin poistaa merkittävä määrä hiiltä, hallitusten ja markkinoiden järjestelmät olisi luotava oikeat edellytykset maanomistajien tallentaa enemmän hiiltä.,
3) bioenergia hiilidioksidin talteenotolla ja varastoinnilla (BECCS)
bioenergia hiilidioksidin talteenotolla ja varastoinnilla (BECCS) on toinen tapa käyttää fotosynteesiä ilmastonmuutoksen torjumiseksi. Se on kuitenkin paljon monimutkaisempi kuin puiden istuttaminen tai maaperän hoito — eikä se aina toimi ilmaston hyväksi.
BECCS on prosessi käyttää biomassaa energian teollisuuden, voima tai kuljetuksen aloilla; syömällä sen päästöjä ennen kuin ne vapautetaan takaisin ilmakehään, ja sitten tallentaa, että jää hiiltä joko maan alla tai pitkäikäisiä tuotteita, kuten betoni., Jos BECCS aiheuttaa enemmän biomassaa kasvaa kuin muutoin, tai varastoi enemmän hiiltä sen sijaan vapauttaa sen takaisin ilmakehään, se voi tarjota net hiilidioksidin poisto.
, mutta aina ei ole helppoa määrittää, täyttyvätkö nämä ehdot. Lisäksi, jos BECCS perustuu bioenergian tuottamiseen, se voisi syrjäyttää elintarviketuotannon tai luonnon ekosysteemeihin, pyyhkien ilmastohyötyjä ja pahentaa elintarvike-epävarmuutta ja ekosysteemin menetys.
jotkin BECCS-muodot muuttaisivat jätteet, kuten maatalousjätteet tai jätteet polttoaineeksi., Nämä raaka-aineet voivat olla avain beccien tulevaisuuteen, koska ne eivät vaatisi erityistä maankäyttöä. Silloinkin kirjanpidon on oltava oikein — ja on monia tapoja saada se väärin-että BECCS tuottaa odotetut ilmastohyödyt.
4) Direct Air Capture
Direct air capture on prosessi kemiallisesti pesemällä hiilidioksidi suoraan ympäröivästä ilmasta, ja sitten tallentaa sen joko maan alla tai pitkäikäisiä tuotteita., Tämä uusi tekniikka on samanlainen hiilidioksidin talteenoton ja varastoinnin teknologiaa käytetään kaapata päästöjen lähteet, kuten voimalat ja teollisuuslaitokset. Erona on, että suora ilman capture poistaa ylimääräisen hiilen suoraan ilmakehästä, sen sijaan, että syömällä se tällä lähde.
Se on suhteellisen yksinkertaista mitata ja ottaa huomioon ilmasto-edut suoraan ilman talteenotto, ja sen mahdollinen laajuus käyttöönotto on valtava. Tekniikka on kuitenkin edelleen kallista ja energiaintensiivistä., Uusien suorien ilmakaappaustekniikoiden kustannuksia on usein vaikea paikata, mutta vuoden 2018 tutkimuksen mukaan se maksaisi noin 94-232 dollaria metritonnilta. Aiemmat arviot olivat korkeampia.
Direct air capture edellyttää myös merkittäviä sähkön ja lämmön tuotantopanosten: pesee 1 gigaton hiilidioksidia ilmasta voi vaatia lähes 10 prosenttia päivän kokonaisenergiankulutuksesta. Suoran ilman talteenottoteknologian olisi myös saatava käyttövoimansa vähähiilisistä tai nollahiilisistä energialähteistä, jotta siitä saataisiin nettohiilenpoisto.,
Investoimalla teknologian kehittäminen ja käyttöönotto kokemus, sekä jatkuva edistyminen käyttöönoton halpa, puhdas energia, voisi etukäteen näkymät suoraan ilman capture suuressa mittakaavassa.
Useita yritykset ovat jo kehittäneet suoraa ilman talteenotto järjestelmiä, vaikka lähellä ilman julkista tutkimus-ja kehitysmenot teknologian monta vuotta., Loppuvuodesta 2019, kuitenkin, Kongressi anastanut $60 miljoonaa hiilidioksidin poisto tekniikoita, mukaan lukien vähintään $35 miljoonaa suoraan ilman talteenotto, tärkeä askel kohti investointien tarvitaan mittakaavassa jopa kehittämistyötä.
bottom line on, että suora ilman capture on vielä uusi teknologia, ja samalla kun se osoittaa valtavia mahdollisuuksia skaalaus ylös, nämä järjestelmät ovat ensimmäinen laatuaan ja tarvitsevat julkista tukea etukäteen.
5) Hiilen Mineralisaatio
Jotkut mineraalit luonnollisesti reagoi CO2, kääntämällä carbon kaasusta kiinteäksi., Prosessi on yleisesti kutsutaan hiilen mineralisaatio tai parannettu sään, ja se luonnollisesti tapahtuu hyvin hitaasti, yli satoja tai tuhansia vuosia.
Mutta tutkijat ovat mietitään, miten nopeuttaa hiilen mineralisaatio prosessi, erityisesti tehostamalla altistuminen nämä mineraalit CO2 ilmassa tai meressä., Se voi tarkoittaa pumppaus emäksistä vettä maan alta pinnalle, jossa mineraalit voivat reagoida ilman kanssa; liikkuva ilma läpi suuria talletuksia kaivoksen rikastushiekka — kiviä jääneet kaivostoiminnan — jotka sisältävät mineraali koostumus; murskaamalla tai kehittää entsyymejä, jotka pureskella jopa mineraali talletuksia lisätä niiden pinta-alasta; ja löytää keinoja sää tiettyjä teollisuuden sivutuotteita, kuten lentotuhkaa, uunin pöly ja rauta-ja terästeollisuuden kuonaa.,
hiilimineralisaatiota voidaan käyttää myös keinona varastoida CO2 ruiskuttamalla siihen sopivia kivilajeja, joissa se reagoi muodostaen kiinteää karbonaattia. Lisäksi jotkin sovellukset voisivat korvata perinteiset tuotantomenetelmät tuotteille, kuten betonille, jota käytetään miljardien tonnien mittakaavassa maailmanlaajuisesti.
Tutkijat ovat osoittaneet, että hiilen mineralisaatio on mahdollista ja kourallinen start-ups ovat jo kehittämässä mineralisaatio-perustuu rakennusmateriaalien, mutta siellä on enemmän tehtävää kartoittaa kustannustehokasta ja järkevää sovelluksia skaalattu käyttöönottoa.,
6) Meri-pohjainen Käsitteitä
useita meri-pohjainen hiilen poisto käsitteet on ehdotettu hyödyntää meren kyky varastoida hiiltä ja tunnistaa lähestymistapoja, kuin vain maa-pohjaisia sovelluksia. Kuitenkin, lähes kaikki niistä ovat varhaisessa kehitysvaiheessa ja tarvitsee lisää tutkimusta, ja joissakin tapauksissa testaamiseen, ymmärtää, onko ne ovat asianmukaisia investointeja antaneet mahdollisuuksia ekologisesti, sosiaalisesti ja ohjausjärjestelmän vaikutuksia.
jokaisella lähestymistavalla pyritään kiihdyttämään luonnon hiilisyklejä meressä., Niitä voivat olla hyödyntämällä fotosynteesi rannikon kasveja, merilevien tai kasviplanktonin nopean lisääntymisen todennäköisyydestä; lisäämällä tiettyjä kivennäisaineita lisätä varastointi liuenneiden bikarbonaatti -, tai käynnissä sähkövirta läpi merivesi auttaa poimia CO2.
jotkut valtamereen perustuvat hiilenpoistovaihtoehdot voisivat myös tarjota yhteishyötyjä. Esimerkiksi rannikon sininen hiili ja merilevää viljely voisi poistaa hiiltä, mutta myös tukea ekosysteemin palauttaminen, ja lisäämällä mineraaleja auttaa ocean varastoivat hiiltä voi myös vähentää merien happamoituminen., Näiden lähestymistapojen laajemmista ekologisista vaikutuksista ei kuitenkaan vielä tiedetä paljoakaan, ja tarvitaan lisätutkimusta mahdollisten riskien ymmärtämiseksi paremmin ennen kuin näitä lähestymistapoja ryhdytään toteuttamaan missään laajuudessa.
lähitulevaisuudessa, viljelty merilevää voi myös käyttää tuotteita, kuten ruokaa, polttoainetta ja lannoitteita, joka voi johtaa hiilidioksidin poistoa, mutta voisi vähentää päästöjä verrattuna perinteiseen tuotantoon, ja tarjota taloudellista tuottoa, joka tukee alan kasvu.,
meri voi tarjota mahdollisuuksia hiilidioksidin poisto vaihtoehtoja, kuten merilevää viljely, joka voisi olla myös ekologisia hyötyjä. Valokuva National Parks Service,
Koska mahdollisia ekologisia, sosiaalisia ja hallinnon vaikutukset ehdotetut lähestymistavat, lisää tutkimusta voisi alkaa selventää, epävarmuustekijöistä ja ilmoittaa, missä ja milloin ocean-perustuu hiilidioksidin poisto käsitteitä pitäisi laajentaa.,
Tulevaisuuden Hiilidioksidin Poistaminen
WRI: n analyysi on osoittanut, että kustannustehokkain ja pienin riski strategia rakentaa hiilidioksidin poisto kapasiteetti liittyy kehittämällä ja hyödyntämällä erilaisia lähestymistapoja rinnakkain.
Jokainen hiilidioksidin poisto lähestymistapa tarjoaa lupaus ja haasteita, mutta talteenottoon ja varastointiin CO2-jo ilmassa on osa ilmasto muuttaa strategiaa yhdysvalloissa ja ympäri maailmaa, välttää vaarallisia tasoja ilmaston lämpeneminen.,
Se on aika aloittaa investoimalla koko salkun hiili-poisto lähestymistapoja—tutkimus -, kehitys -, demonstraatio -, varhaisen vaiheen käyttöönottoa ja mahdollistaa ehtoja—niin että niistä tulee kannattavia vaihtoehtoja mittakaavassa, joka on tarpeen tulevina vuosikymmeninä.
Lue lisää WRI: n hiilenpoistoanalyysistä ja suosituksista lukemalla CarbonShot-tutkimussarjamme.
Leave a Reply