Siden den Industrielle Revolusjon, som menneskene har sluppet ut mer enn 2000 gigatons av karbondioksid i atmosfæren. (En gigaton er én milliard tonn.)
Dette fortykkelse teppe av varme-fangst drivhusgasser forårsaker den globale oppvarmingen vi opplever i dag. Hvis ingenting endres, klimaeffekter, for eksempel skogbrann, kvelende varme bølger og skade i havnivået vil bare fortsette å øke.,
Det er nødvendig for å bekjempe klimaendringene er å dempe utslippene raskt, for eksempel ved å øke fornybar energi, øke energieffektiviteten, stanse avskoging og dempe super miljøgifter som hydrofluorocarbons (Hfk). Den nyeste klima vitenskapen forteller oss imidlertid at disse tiltakene alene ikke er nok til å hindre farlige klimaendringer.
for Å holde den globale temperaturstigningen til mindre enn 1,5-2 grader C (2.7-3.,6 grader F), som forskere sier er nødvendig for å hindre de verste konsekvensene av klimaendringene, må vi ikke bare redusere utslippene, men også fjerne og lagrer karbon fra atmosfæren.
faktisk, de fleste klima modell scenarier viser vi trenger å fjerne milliarder av tonn karbondioksid årlig innen 2050, mens også øke utslippene reduseres.
Karbon fjerning kan ta mange former, fra ny teknologi til land praksis. Det store spørsmålet er om disse metodene kan levere karbon fjerning av på skalaen er behov for i de kommende tiår.,
Merk: Dette er en nominelle scenario som viser rolle fjerning av karbon i å bringe utslippene til netto-null ved midten av århundret i samsvar med å begrense den globale oppvarmingen til 1,5°C over før-Industrielt nivå. Det forutsetter samtidig reduksjon av CO2 og ikke-CO2-gasser, som metan. Raskere og/eller dypere utslippsreduksjon kunne redusere rolle for karbon fjerning; langsommere og/eller svakere utslippsreduksjon ville øke behovet for karbon fjerning.
Hver karbon fjerning tilnærming ansikter utfordringer og begrensninger., WRI ‘ s serie av working papers utforsker muligheter og utfordringer ved hjelp av fjerning for å bekjempe klimaendringer, og anbefaler et prioritert sett av AMERIKANSKE føderale politiske tiltak for å akselerere sine utvikling og distribusjon.
Her er seks alternativer for å fjerne karbon fra atmosfæren:
1) Skog
Fotosyntesen fjerner karbondioksid naturlig og trær er spesielt god ved lagring av karbon fjernes fra atmosfæren gjennom fotosyntese., Ekspanderende, gjenopprette og administrere skoger for å oppmuntre til mer karbon opptak kan utnytte kraften av fotosyntesen, konvertering av karbondioksid i luften i karbon lagret i tre og jord.
WRI anslår at karbon-fjerning potensielle fra skog og trær utenfor skoger i Usa alene er mer enn en halv gigaton per år, tilsvarende de årlige utslippene fra USA landbruket., Disse tilnærminger for å fjerne CO2 gjennom skog kan være relativt rimelig sammenlignet med andre carbon alternativer for fjerning (vanligvis mindre enn $50 per tonn) og gi renere vann og luft i prosessen.
En stor utfordring er å sikre at skogen ekspansjon i ett område ikke kommer på bekostning av skog et annet sted. For eksempel, reforesting jordbruksland ville redusere tilførselen av mat. Dette vil kunne medføre behov for å konvertere andre skog til dyrket mark, med mindre forbedringer i gården produktivitet kunne fylle gapet., På samme måte, ikke høsting av tømmer fra en skog kan resultere i overharvesting i en annen. Denne dynamikken gjør gjenopprette og administrere eksisterende skog, og å legge til trær til økologisk riktig land utenfor dyrket mark, er spesielt viktig.
2) Gårder
Jord naturlig lagre karbon, men landbruket jord kjører et stort underskudd på grunn av intensiv bruk. Fordi landbruket er så omfattende — mer enn 900 millioner dekar i Usa alene—selv små økninger i jord karbon per dekar kunne være effektive.,
Bygning jord karbon er bra for bønder og rancheiere, også, så det kan øke jord helse og beskjære avkastning. Integrering av trær på gårdene kan også fjerne karbon samtidig som det gir andre fordeler, som skyggen og fôr til husdyr.
Økende jord karbon kan dra nytte av bønder og rancheiere i tillegg til å fjerne karbon fra atmosfæren. Foto av James Baltz/Unsplash
Det er mange måter å øke karbon i jord., Planting dekke avlinger når feltene er ellers bart kan utvide fotosyntesen hele året, sequestering om lag et halvt tonn CO2 per dekar per år. Ved å bruke kompost kan forbedre avkastning, mens lagring av komposten er karbon-innholdet i jorda. Forskere er også å utvikle avlinger med dypere røtter, noe som gjør dem mer motstandsdyktige mot tørke mens du setter mer karbon i jord.
Administrere jord for karbon på en stor skala, skjønt, er en vanskelig proposisjoner., Naturlige systemer er svært variabel, og som gjør det til en stor utfordring å forutsi, måle og overvåke langsiktige karbon fordeler av en gitt praksis på et gitt mål.
virkningen av noen praksis er også underlagt fortsatt en vitenskapelig debatt. Videre, endrede forhold eller praksis fra år til år kunne slette før gevinster. Og fordi mange av jordbruksland ville være nødvendig for å fjerne en betydelig mengde karbon, myndigheter og markedet systemer ville trenge for å skape de rette forholdene for grunneiere til å lagre mer karbon.,
3) Bio-energi med karbonfangst og-Lagring (BECCS)
Bio-energi med karbonfangst og-Lagring (BECCS) er en annen måte å bruke fotosyntesen for å bekjempe klimaendringene. Det er imidlertid langt mer komplisert enn å plante trær eller administrere jord — og det fungerer ikke alltid for klimaet.
BECCS er prosessen med å bruke biomasse til energi i industri, kraft eller transport sektorer; fangst sine utslipp før de blir sluppet tilbake til atmosfæren, og deretter lagre det som fanges opp karbon enten t-bane eller i langlivede produkter som betong., Hvis BECCS fører til mer biomasse for å vokse enn ellers, eller lagrer mer karbon i stedet for å slippe den tilbake ut i atmosfæren, kan det gi netto karbon fjerning.
Men det er ikke alltid enkelt å avgjøre om disse vilkårene er oppfylt. Videre, hvis BECCS er avhengig av bioenergi avlinger, det kan fortrenge matproduksjon eller naturlige økosystemer, slette klima fordeler og forverrer mat usikkerhet og økosystem tap.
Noen former for BECCS ville konvertere avfall som landbruks-rester eller søppel i drivstoff., Disse feedstocks kan være nøkkelen til fremtidens BECCS, siden de ikke ville kreve dedikert arealbruk. Selv da, regnskap har til å være riktig—og det er mange måter å få det galt — for BECCS å levere de forventede klimaet fordeler.
4) Direct Air Capture
Direct air capture er prosessen med kjemisk rensing karbondioksid direkte fra den omgivende luften, og deretter lagre det enten t-bane eller i langlivede produkter., Denne nye teknologien er lik karbonfangst og-lagring teknologi som brukes til å fange opp utslipp fra kilder som kraftverk og industrianlegg. Forskjellen er at direct air capture fjerner overflødig karbon direkte fra atmosfæren, i stedet for å fange det på kilden.
Det er relativt enkel å måle, og konto for klimaet fordelene med direkte adgang til fange, og dens potensielle omfanget av deployering er enorm. Men teknologien fortsatt er kostbart og energikrevende., Det er ofte vanskelig å pin ned kostnadene for nye direct air capture teknologier, men en 2018 studien anslår at det vil koste ca $94-$232 per tonn. Tidligere anslag var høyere.
Direct air capture krever også betydelig varme og strøm innganger: skrubbe 1 gigaton av karbondioksid fra luften kunne kreve at nesten 10 prosent av dagens totale energiforbruk. Direct air capture-teknologien må også være drevet av lave eller null-karbon energi-kilder, for å resultere i netto karbon fjerning.,
å Investere i teknologisk utvikling og distribusjon erfaring, sammen med fortsatt fremgang i distribusjon av billig, ren energi, kunne forhånd utsiktene for luft-fangst i stor skala.
Flere selskaper har allerede utviklet direct air capture-systemer, til tross for nær fravær av offentlig forskning og utvikling utgifter på teknologi i mange år., I slutten av 2019, men Kongressen bevilget $60 millioner kroner for karbon fjerning teknologier, inkludert minst $35 millioner kroner for direct air capture, et viktig skritt mot de investeringene som trengs for å skalere opp utviklingen innsats.
poenget er at direct air capture er fortsatt en ny teknologi, og selv om det viser et enormt potensial for skalering opp, disse systemene er den første av sitt slag og trenger offentlig støtte for å avansere.
5) Karbon Mineralization
Noen mineraler er naturlig å reagere med CO2, snu karbon fra en gass i en solid., Prosessen er ofte referert til som karbon mineralization eller forbedret forvitring, og det er naturlig skjer svært langsomt, over hundrevis eller tusenvis av år.
Men forskere er å finne ut hvordan å øke hastigheten på karbon mineralization prosessen, særlig ved å øke eksponeringen av disse mineralene til CO2 i luft eller hav., Det kan bety pumping alkaliske våren vann fra undergrunnen til overflaten hvor mineraler kan reagere med luft; flytting luft gjennom store forekomster av min avgang — steiner igjen fra gruvedrift — som inneholder riktig mineral sammensetning; knusing eller utvikle enzymer som tygger opp mineralforekomster til å øke sine areal, og å finne måter å vær visse industrielle biprodukter, som fly ash, ovn støv eller jern og stål slagg.,
Karbon mineralization kan også brukes som en måte å lagre CO2 ved å injisere i egnede bergartene der den reagerer for å danne en solid karbonat. I tillegg er det noen programmer som kan erstatte konvensjonelle produksjonsmetoder for produkter som betong, som er brukt på en multi-milliard tonn skala globalt.
Forskere har vist at karbon mineralization er mulig, og en håndfull av start-ups er allerede å utvikle mineralization-basert byggevarer, men det er mer arbeid som må gjøres for å kartlegge kostnads-effektiv og forsvarlig programmer for skalert distribusjon.,
6) Ocean-baserte Konsepter
En rekke ocean-basert karbon fjerning konsepter har blitt foreslått for å utnytte havets evne til å lagre karbon, og identifisere tilnærminger utover bare land-baserte applikasjoner. Men nesten alle av dem er på tidlige stadier av utviklingen og behovet for mer forskning, og i noen tilfeller pilot-testing, for å forstå om de er egnet til investering gitt potensielle økologiske, sosiale og selskapsledelse konsekvenser.
Hver tilnærming har som mål å akselerere naturlig karbon sykluser i havet., De kan omfatte utnytter fotosyntesen i kystnære planter, tang eller planteplankton; legge visse mineraler for å øke oppbevaring av oppløst bicarbonate, eller kjører en elektrisk strøm gjennom sjøvann for å hjelpe trekke ut CO2.
Noen ocean-basert karbon alternativene kan også gi co-fordeler. For eksempel, kyst blått karbon og tang dyrking kunne fjerne karbon mens støtter også økosystem restaurering, og legge mineraler for å hjelpe havet lagre karbon kan også redusere forsuring av havet., Men mye er fortsatt ukjent om det større økologiske konsekvenser av disse tilnærminger og videre forskning er nødvendig for å bedre forstå mulige farer før disse tilnærmingene er forfulgt på noen skala.
I nær fremtid, dyrket tang kan også brukes for produkter som mat, drivstoff og gjødsel, som kan resultere i karbon fjerning, men kunne redusere utslippene i forhold til konvensjonell produksjon, og gi en økonomisk avkastning som støtter veksten av bransjen.,
havet kan tilby potensielle karbon fjerning valg, som tang dyrking, som også kan ha økologiske fordeler. Foto: National Parks Service
Gitt potensielle økologiske, sosiale, og selskapsledelse virkningene av foreslåtte tilnærminger, ytterligere forskning kunne begynne å avklare usikkerhet og informere om hvor og når havet-basert karbondioksid fjerning konsepter bør skaleres opp.,
Fremtiden av Karbon Fjerning
WRI analyse har vist at den mest kostnadseffektive og lavest risiko strategi for å bygge ut karbon fjerning kapasitet innebærer å utvikle og implementere et utvalg av tilnærmingsmåter i tandem.
Hver karbon fjerning tilnærmingen gir lover og utfordringer, men å fange og lagre CO2 allerede er i luften må være en del av vårt klima endre strategi i Usa og rundt om i verden for å unngå farlige nivåer av global oppvarming.,
Det er på tide å begynne å investere på tvers av porteføljen av karbon-fjerning tilnærminger i forskning, utvikling, demonstrasjon, et tidlig stadium i distribusjon og aktivere forhold—slik at de blir forsvarlig valg på skalaen er behov for i de kommende tiår.
finn ut mer om WRI er karbon-fjerning analyse og anbefalinger ved å lese våre CarbonShot forskning serien.
Leave a Reply