az ipari forradalom óta az emberek több mint 2000 gigatonnyi szén-dioxidot bocsátottak ki a légkörbe. (A gigaton egymilliárd tonna.)
Ez a hőátadó üvegházhatású gázok megvastagodó takarója okozza a mai globális felmelegedést. Ha semmi sem változik, az éghajlati hatások, mint például az erdőtüzek, a hőhullámok elfojtása és a káros tengerszint-emelkedés csak tovább fokozódnak.,
A felszólítás az éghajlatváltozás elleni küzdelem érdekében, hogy megfékezze kibocsátás gyorsan—például azáltal, hogy növelem a megújuló energiaforrások, az energiahatékonyság növeléséhez, az erdőirtás megállítása, illetve visszaszorítása szuper szennyező anyagok, mint a fluorozott szénhidrogének (Hfc-k). A legújabb klímatudomány azonban azt mondja nekünk, hogy ezek az erőfeszítések önmagukban nem elegendőek a veszélyes éghajlatváltozás megelőzéséhez.
ahhoz, hogy a globális hőmérséklet-emelkedés kevesebb, mint 1,5-2 fok C (2,7-3.,6 F fok), amely a tudósok szerint az éghajlatváltozás legrosszabb hatásainak megelőzéséhez szükséges, nemcsak a kibocsátásokat kell csökkentenünk, hanem el kell távolítanunk és tárolnunk kell néhány szenet a légkörből.
valójában a legtöbb éghajlati modell forgatókönyve azt mutatja, hogy 2050-re évente több milliárd tonna szén-dioxidot kell eltávolítanunk, miközben a kibocsátások csökkentését is fel kell gyorsítani.
a szén eltávolítása számos formát ölthet, az új technológiáktól a földgazdálkodási gyakorlatokig. A nagy kérdés az, hogy ezek a megközelítések képesek-e a szén eltávolítását az elkövetkező évtizedekben szükséges skálán.,
Megjegyzés: Ez egy olyan fiktív forgatókönyv, amely megmutatja a szén-dioxid-eltávolítás szerepét abban, hogy a kibocsátást a század közepére nettó nullára hozzák, összhangban azzal, hogy a globális felmelegedést 1, 5°C-ra korlátozzák az iparosodás előtti szintek felett. A CO2 és a nem CO2 gázok, például a metán egyidejű mérséklését feltételezi. A gyorsabb és / vagy mélyebb kibocsátáscsökkentések csökkenthetik a szén-dioxid-eltávolítás szerepét; a lassabb és / vagy gyengébb kibocsátáscsökkentések növelnék a szén-dioxid-eltávolítás szükségességét.
minden széneltávolítási megközelítés kihívásokkal és korlátozásokkal néz szembe., WRI sorozat a munkaanyagok feltárja a lehetőségeket, melyek segítségével a szén eltávolítása klímaváltozás elleni ajánlja prioritás az AMERIKAI szövetségi politikai intézkedéseket gyorsul a fejlődés, valamint a telepítés.
itt van hat lehetőség a szén eltávolítására a légkörből:
1) erdők
a fotoszintézis természetesen eltávolítja a szén — dioxidot-a fák pedig különösen jók a légkörből fotoszintézis útján eltávolított szén tárolására., Az erdők bővítése, helyreállítása és kezelése a szén felvételének ösztönzése érdekében kihasználhatja a fotoszintézis erejét, a levegőben lévő szén-dioxidot fában és talajban tárolt szénné alakíthatja.
a WRI becslése szerint csak az Egyesült Államokban az erdőkön kívüli erdőkből és fákból származó szén-dioxid-eltávolítási potenciál több mint fél gigaton évente, ami megegyezik az amerikai mezőgazdasági ágazat összes éves kibocsátásával., Ezek a megközelítések, hogy távolítsa el a CO2 erdőkön keresztül lehet viszonylag olcsó, mint a többi szén-dioxid-eltávolítási lehetőségek (általában kevesebb, mint $50 tonnánként), és így tisztább víz és levegő a folyamat során.
az egyik legnagyobb kihívás annak biztosítása, hogy az erdőbővítés egy területen ne az erdők rovására történjen máshol. Például a mezőgazdasági területek újratelepítése csökkentené az élelmiszer-ellátást. Ez szükségessé teheti más erdők mezőgazdasági területté történő átalakítását, kivéve, ha a mezőgazdasági termelékenység javulása kitöltheti a szakadékot., Hasonlóképpen, az egyik erdőből származó faanyag betakarítása túlnyúlást eredményezhet egy másikban. Ezek a dinamikák a meglévő erdők helyreállítását és kezelését, valamint a mezőgazdasági területeken kívüli ökológiailag megfelelő földterületek hozzáadását teszik különösen fontossá.
2) gazdaságok
a talajok természetesen tárolják a szenet, de a mezőgazdasági talajok nagy hiányt mutatnak az intenzív használat miatt. Mivel a mezőgazdasági földterület annyira kiterjedt — egyedül az Egyesült Államokban több mint 900 millió hektár -, még a talajszén hektáronkénti kis növekedése is hatásos lehet.,
a talajszén építése a gazdálkodóknak és a gazdálkodóknak is jót tesz, mivel növelheti a talaj egészségét és a terméshozamot. A fáknak a gazdaságokba való integrálása a szenet is eltávolíthatja, miközben más előnyöket is biztosít, mint például az árnyékolás és az állatok takarmányozása.
a talajszén növelése a szén eltávolítása mellett a gazdálkodók és a gazdálkodók számára is előnyös lehet. Fotó: James Baltz / Unsplash
a talajok szén-dioxid-növelésének számos módja van., Ültetés fedő növények, amikor a mezők egyébként csupasz meghosszabbíthatja fotoszintézis egész évben, szekvesztáló mintegy fél metrikus tonna CO2 hektáronként évente. A komposzt használata javíthatja a hozamot, miközben a komposzt széntartalmát a talajban tárolja. A tudósok mélyebb gyökerekkel rendelkező növényeket is fejlesztenek, így jobban ellenállnak az aszálynak, miközben több szenet helyeznek a talajba.
kezelése talaj szén nagy léptékű, bár, egy trükkös javaslat., A természetes rendszerek eredendően változóak, és ez valódi kihívást jelent egy adott acre adott gyakorlatának hosszú távú szén-dioxid-előnyeinek előrejelzésére, mérésére és nyomon követésére.
egyes gyakorlatok hatékonysága szintén folyamatos tudományos vita tárgyát képezi. Ezenkívül a változó feltételek vagy gazdálkodási gyakorlatok évről évre törölhetik a korábbi nyereséget. És mivel sok mezőgazdasági területre lenne szükség a jelentős mennyiségű szén eltávolításához, a kormányoknak és a piaci rendszereknek megfelelő feltételeket kellene teremteniük a földtulajdonosok számára, hogy több szenet tároljanak.,
3) a szén-dioxid-leválasztással és-tárolással (Becs) rendelkező Bioenergia
a szén-dioxid-leválasztással és-tárolással (Becs) végzett bioenergia egy másik módszer a fotoszintézisnek az éghajlatváltozás elleni küzdelemre történő felhasználására. Ez azonban sokkal bonyolultabb, mint a fák ültetése vagy a talaj kezelése — és nem mindig működik az éghajlat szempontjából.
A Becs a biomassza energiafelhasználásának folyamata az ipari, energia-vagy szállítási ágazatokban; a kibocsátások rögzítése, mielőtt visszaengednék őket a légkörbe; majd a befogott szén tárolása föld alatt vagy hosszú élettartamú termékekben, például betonban., Ha a Becs több biomassza növekedését okozza, mint egyébként, vagy több szenet tárol ahelyett, hogy visszaengedné a légkörbe, akkor nettó szén-dioxid-eltávolítást nyújthat.
de nem mindig egyértelmű annak meghatározása, hogy ezek a feltételek teljesülnek-e. Továbbá, ha a BECC-k bioenergia-növényekre támaszkodnak, az kiszoríthatja az élelmiszertermelést vagy a természetes ökoszisztémákat, megszüntetheti az éghajlati előnyöket, és súlyosbíthatja az élelmiszer-bizonytalanságot és az ökoszisztéma-veszteséget.
A BECC egyes formái a hulladékokat, például a mezőgazdasági maradványokat vagy a szemetet üzemanyaggá alakítják., Ezek az alapanyagok kulcsfontosságúak lehetnek a BECCS jövője szempontjából, mivel nem igényelnének dedikált földhasználatot. Még akkor is, a számviteli kell—vannak sok ways-hoz kap ez a baj — a BECCS hozta meg a várt klíma előnyei.
4) a közvetlen Levegőfelvétel
a közvetlen levegőfelvétel a szén-dioxid kémiailag közvetlenül a környezeti levegőből történő mosásának folyamata, majd föld alatti vagy hosszú élettartamú termékekben történő tárolása., Ez az új technológia hasonló ahhoz a szén-dioxid-leválasztási és-tárolási technológiához, amelyet olyan forrásokból származó kibocsátások rögzítésére használnak, mint az erőművek és az ipari létesítmények. A különbség az, hogy a közvetlen levegőfelvétel közvetlenül eltávolítja a felesleges szenet a légkörből, ahelyett, hogy a forrásnál rögzítené.
viszonylag egyszerű mérni és figyelembe venni a közvetlen légi befogás éghajlati előnyeit, és lehetséges alkalmazási köre óriási. A technológia azonban továbbra is költséges és energiaigényes., Gyakran nehéz meghatározni az új közvetlen légrögzítési technológiák költségeit, de egy 2018-as tanulmány becslése szerint ez metrikus tonnánként körülbelül 94-232 dollárba kerülne. A korábbi becslések magasabbak voltak.
a közvetlen légbeömléshez jelentős hő-és energiabevitel is szükséges: 1 gigaton szén-dioxid levegőből történő kimosása a mai teljes energiafogyasztás közel 10 százalékát igényelheti. A közvetlen légbefogó technológiát alacsony vagy nulla szén – dioxid-kibocsátású energiaforrásokkal is meg kell táplálni a nettó szén eltávolítása érdekében.,
a technológiafejlesztési és telepítési tapasztalatokba történő befektetés, valamint az olcsó, tiszta energia bevezetésének folyamatos előrehaladása nagyban elősegítheti a közvetlen légbeömlés kilátásait.
több vállalat már kifejlesztett közvetlen légelszívó rendszereket, annak ellenére, hogy évek óta nincs állami kutatási és fejlesztési ráfordítás a technológiára., 2019 végén azonban a Kongresszus 60 millió dollárt különített el a szén-dioxid-eltávolítási technológiákra, köztük legalább 35 millió dollárt a közvetlen légi befogásra, ami fontos lépés a fejlesztési erőfeszítések fokozásához szükséges beruházások szintje felé.
a lényeg az, hogy a közvetlen légi felvétel még mindig egy új technológia, és bár óriási potenciált mutat a méretezésre, ezek a rendszerek az elsők a maguk nemében, és állami támogatásra van szükségük az előrelépéshez.
5) szén mineralizáció
egyes ásványi anyagok természetesen reagálnak CO2-vel, a szén egy gázból szilárd anyaggá alakul., A folyamatot általában szén mineralizációnak vagy fokozott időjárásnak nevezik, és természetesen nagyon lassan, több száz vagy ezer év alatt történik.
de a tudósok rájönnek, hogyan lehet felgyorsítani a szén mineralizációs folyamatot, különösen azáltal, hogy fokozzák ezen ásványi anyagok CO2-expozícióját a levegőben vagy az óceánban., Ez azt jelentheti, szivattyúzás lúgos víz a föld alól a felszínre, ahol ásványi anyagok reagálnak a levegő; mozgó levegő nagy betétek az enyém meddő — sziklák maradt a bányászati műveletek—, amelyek tartalmazzák a megfelelő ásványi összetétele; zúzás vagy fejlődő enzimek, hogy rágni ásványokban, hogy növelje a terület; valamint megtalálni a módját, hogy az időjárás bizonyos ipari melléktermékek, mint a pernye, kemence por vagy vas -, acél-salak.,
a szén mineralizáció a CO2 tárolásának módjaként is használható, megfelelő kőzettípusokba történő befecskendezéssel, ahol reagál szilárd karbonát kialakítására. Ezenkívül egyes alkalmazások helyettesíthetik a hagyományos gyártási módszereket olyan termékekre, mint a beton, amelyet világszerte több milliárd tonnás skálán használnak.
A tudósok kimutatták, hogy a szén mineralizáció lehetséges, és egy maroknyi induló vállalkozás már mineralizációs alapú Építőanyagokat fejleszt, de még több munka van a költséghatékony és körültekintő alkalmazások feltérképezésére a méretezett telepítéshez.,
6) Ocean-based Concepts
számos ocean-based carbon removal concepts have been proposed to leverage the ocean ‘ s capacity to store carbon and identification approaches beyond only land-based applications. Azonban szinte mindegyik a fejlesztés korai szakaszában van, és több kutatásra van szükség, és bizonyos esetekben kísérleti tesztelésre, hogy megértsük, alkalmasak-e a beruházásra, tekintettel a lehetséges ökológiai, társadalmi és irányítási hatásokra.
minden megközelítés célja a természetes szénciklusok felgyorsítása az óceánban., Ők foglalhatják kihasználva a fotoszintézis parti növények, hínár, vagy fitoplankton; hozzátéve, bizonyos ásványi anyagok növeli a tárolási az oldott hidrogén-karbonát; vagy futó elektromos áram segítségével tengervíz, hogy segítsen kivonat CO2.
néhány óceán alapú széneltávolítási lehetőség szintén társelőnyöket nyújthat. Például a part menti kékszén és a tengeri moszat termesztése eltávolíthatja a szenet, miközben támogatja az ökoszisztéma helyreállítását is, és az ásványi anyagok hozzáadása az óceán tárolására a szén szintén csökkentheti az óceán savasodását., Ezeknek a megközelítéseknek a szélesebb körű ökológiai hatásairól azonban még mindig sok ismeretlen, és további kutatásokra van szükség a lehetséges kockázatok jobb megértéséhez, mielőtt ezeket a megközelítéseket bármilyen szinten követnék.
rövid távon a termesztett tengeri moszat felhasználható olyan termékekhez is, mint az élelmiszer, az üzemanyag és a műtrágya, amelyek nem eredményezhetik a szén eltávolítását, de csökkenthetik a kibocsátást a hagyományos termeléshez képest, és olyan gazdasági hozamot biztosítanak, amely támogatja az ipar növekedését.,
az óceán potenciális széneltávolítási lehetőségeket kínálhat, mint például a tengeri moszat termesztése, amelyek ökológiai előnyökkel is járhatnak. Fotó: National Parks Service
tekintettel a javasolt megközelítések lehetséges ökológiai, társadalmi és irányítási hatásaira, további kutatások kezdődhetnek a bizonytalanságok tisztázására, és tájékozódhatnak arról, hogy hol és mikor kell az óceán alapú szén-dioxid-eltávolítási koncepciókat kibővíteni.,
A szén-dioxid-eltávolítás jövője
a WRI elemzése kimutatta, hogy a szén-dioxid-eltávolítási kapacitás kiépítésének legköltséghatékonyabb és legalacsonyabb kockázatú stratégiája magában foglalja a különböző megközelítések kidolgozását és telepítését.
minden egyes szén-dioxid-eltávolítási megközelítés ígéreteket és kihívásokat kínál, de a szén-dioxid levegőben való rögzítésének és tárolásának az Egyesült Államokban és szerte a világon az éghajlatváltozási stratégiánk részét kell képeznie a globális felmelegedés veszélyes szintjeinek elkerülése érdekében.,
itt az ideje, hogy elkezdjük beruházni a szén-dioxid-eltávolítási megközelítések portfóliójába-kutatás, fejlesztés, demonstráció, korai szakaszban történő telepítés és engedélyezési feltételek—, hogy az elkövetkező évtizedekben szükséges léptékben életképes lehetőségekké váljanak.
Tudjon meg többet a wri széneltávolító elemzéséről és ajánlásairól a CarbonShot kutatási sorozatunk elolvasásával.
Leave a Reply