Af Mary Hoff
Klaus Lackner har et billede af fremtiden i hans sind, og det ser noget som dette: 100 millioner semi-trailer-størrelsen kasser, som hver er fyldt med en beige stof, der er konfigureret i, hvad der ligner shag tæppe til at maksimere areal. Hver kasse trækker luft ind, som om den åndede. Som det gør, absorberer stoffet kuldio .id, som det senere frigiver i koncentreret form, der skal gøres til beton eller plast eller rør langt under jorden, hvilket effektivt annullerer dets evne til at bidrage til klimaændringer.,
Selv om teknologien er endnu ikke operationelle, det er “på randen af at bevæge sig ud af laboratoriet, så vi kan vise, hvordan det virker på en lille skala,” sagde Lackner, direktør for Center for Negativ Kulstof-Emissioner på Arizona State University., Når han har alle kinks arbejdede ud, og han regnede med, at, kombineret med, at det netværk af kasser kunne fange måske 100 millioner tons (110 millioner tons CO2 om dagen til en pris af $30 per ton—at gøre en mærkbar bule i klima-afbrydelse overflod af CO2, der er bygget op i luften, da mennesker begyndte at brænde fossile brændsler for alvor 150 år siden.,
Lackner er en af de hundredvis, hvis ikke tusinder, af forskere rundt om i verden, der arbejder på måder til at fjerne CO2 fra atmosfæren, optage kulstof fra atmosfæren ved hjælp af planter, sten eller manipuleret kemiske reaktioner og gemme den i jorden, produkter såsom beton og plast, sten, underjordiske reservoirer eller det dybe blå hav.
Nogle af strategierne—kendt kollektivt som fjernelse af kuldio .id eller negative emissionsteknologier—er bare t .inkles i deres envisioners øjne., Andre-lavteknologiske ordninger som at plante flere skove eller efterlade afgrøderester i marken, eller flere højteknologiske “negative emissioner”-opsætninger som CO2-opfange biomassebrændstofanlæg, der gik online sidste forår i Decatur, Illinois—er allerede i gang. Deres fælles mål: at hjælpe os ud af den klimaændringsrettelse, vi har fået os ind i.
“Vi kan ikke bare afkarbonisere vores økonomi, eller vi vil ikke opfylde vores kulstofmål,” sagde Noah Deich, medstifter og administrerende direktør med Center for Carbon Removal i Oakland, Californien. “Vi er nødt til at gå ud over at rydde op kulstof fra atmosfæren …, vi er nødt til at starte hurtigst muligt, hvis vi skal have reelle markeder og reelle løsninger til rådighed, der er sikre og omkostningseffektive inden 2030.”
mange tilgange
stort set alle klimaændringseksperter er enige om, at for at undgå katastrofe skal vi først og fremmest sætte alt, hvad vi kan for at reducere CO2-emissionerne. Men et stigende antal siger, at det ikke er nok. Hvis vi skal begrænse atmosfærisk opvarmning til et niveau, under hvilket irreversible ændringer bliver uundgåelige, hævder de, at vi også skal fjerne CO2 fra luften i temmelig store mængder.,
“Det er næsten umuligt, at vi ville ramme 2°C, og endnu mindre, 1,5°C, uden nogle form for negativ emissioner teknologi,” sagde Pete Smith, der er formand i plante og jord videnskab ved University of Aberdeen og en af verdens førende inden for bekæmpelse af klimaforandringer.
faktisk, forskere fra hele verden, der for nylig udarbejdet en “køreplan” til en fremtid, der giver os gode odds for at holde opvarmning under 2 ºC-tærskel lean stærkt på at reducere co-udslippet med helt at udfase fossile brændsler, men også kræver, at vi aktivt fjerner CO2 fra atmosfæren., Deres ordning opfordrer til, kompleksdanner 0.61 metrisk gigaton (en gigaton, forkortet Gt, er en milliard tons eller 0.67 milliarder tons CO2 / år i 2030, 5.51 i 2050, og 17.72 i år 2100. Menneskeskabte CO2-emissioner var omkring 40 Gt i 2015, ifølge National Oceanic and Atmospheric Administration.,
Rapporter vises med jævne mellemrum og påpeger, at en eller anden tilgang ikke vil skære den: træer kan opbevare kulstof, men de konkurrerer med landbruget om jord, jord kan ikke opbevare nok, maskiner som dem, som Lackner forestiller sig, tager for meget energi, vi har ikke teknikken regnet ud til underjordisk opbevaring.
det er sandsynligvis rigtigt, at ingen løsning er løsningen, alle har fordele og ulemper, og mange har fejl at træne, før de er klar til prime time. Men i den rigtige kombination, og med nogle seriøse forskning og udvikling, kunne de gøre en stor forskel., Og som et internationalt team af klimaforskere for nylig påpegede, jo før jo bedre, fordi opgaven med at reducere drivhusgasser kun bliver større og mere skræmmende, jo længere forsinker vi.
Smith foreslår at dividere de mange tilgange i to kategorier—relativt low-tech “no regrets” strategier, der er klar til at gå, såsom skovrejsning og forbedre landbrugspraksis og avancerede muligheder, der har brug for omfattende forskning og udvikling for at blive levedygtige. Derefter foreslår han, implementere førstnævnte og få arbejdet med sidstnævnte., Han går også ind for at minimere ulemperne og maksimere fordelene ved omhyggeligt at matche den rigtige tilgang med den rigtige placering.
“Der er sandsynligvis gode måder og dårlige måder at gøre alt på,” sagde Smith. “Jeg tror, vi er nødt til at finde de gode måder at gøre disse ting på.”
Deich understøtter også samtidig udøvelse af flere muligheder. “Vi ønsker ikke en teknologi, vi ønsker masser af komplementære løsninger i en bredere portefølje, der opdateres ofte, når nye oplysninger om løsningerne dukker op.,”
Med det i tankerne, er her et hurtigt kig på nogle af de vigtigste tilgange overvejes, herunder en ballpark fremskrivning baseret på nuværende viden om CO2-lagrings potentiale, der er destilleret fra en række forskellige kilder—herunder foreløbige resultater fra et Universitet i Michigan-undersøgelsen forventes at blive frigivet senere i år—samt resuméer af fordele, ulemper, løbetid, usikkerhed og tanker om de omstændigheder, under hvilke hver der bedst kunne anvendes.,
Nyplantning og Genplantning af skov
Betale din entré, kørsel op af en snoet vej gennem Sequoia National Park i Californien, vandre en halv kilometer gennem skoven, og du vil finde dig selv i fødderne af General Sherman-verdens største træ. Med omkring 52.500 kubikfod (1.487 kubikmeter) træ i bagagerummet har behemoth mere end 1.400 tons (1.500 tons) CO2 fanget i bagagerummet alene.
selvom størrelsen er helt usædvanlig, giver generalen en ide om træernes potentiale til at suge CO2 fra luften og opbevare den i træ, bark, blad og rod., I virkeligheden, det Mellemstatslige Panel om Klimaændringer anslås, at en enkelt hektar (2.5 ha) skov kan tage op til et sted mellem 1,5 og 30 tons (1.6 og 33 tons CO2 per år, afhængig af den slags træer, hvor gamle de er, klima-og så videre.
verdensomspændende skove sekvestrerer i øjeblikket i størrelsesordenen 2 Gt CO2 pr. En samordnet indsats for at plante træer i nye steder (skovrejsning) og genplante skovede arealer (genbeplantning af skov) kunne øge dette med et gigaton eller mere, afhængigt af arter, vækst mønstre, økonomi, politik og andre variabler., Skovforvaltningspraksis, der understreger kulstoflagring og genetisk modifikation af træer og andre skovplanter for at forbedre deres evne til at optage og opbevare kulstof, kunne skubbe disse tal højere.
en anden måde at hjælpe med at forbedre træernes evne til at opbevare kulstof på er at fremstille langvarige produkter fra dem-træramme bygninger, bøger og så videre. Anvendelse af kulstofrigt træ til byggeri kan f.eks. udvide træernes lagerkapacitet ud over skovenes grænser, hvor træopbevaring og skovrejsning kombineres til et potentiale 1.,3-14 Gt CO2 om året muligt, ifølge Climate Institute, en Australien-baseret forskningsorganisation.
. com/holgs
Carbon Farming
de fleste landbrug er beregnet til at producere noget, der høstes fra jorden. Kulstofopdræt er det modsatte. Det bruger planter til at fælde CO2, derefter strategisk bruger praksis såsom at reducere tilling, plantning af længere rodfæstede afgrøder og inkorporering af organiske materialer i jorden for at tilskynde det fangede kulstof til at bevæge sig ind i-og forblive i—jorden.
” i øjeblikket er mange landbrugs -, gartneri -, skovbrug og havejord en netto kulstofkilde., Det vil sige, at disse jordarter mister mere kulstof, end de sekvestrerer,” bemærkede Christine Jones, grundlægger af den Australien-baserede nonprofit Ama .ing Carbon. “Potentialet for at vende nettobevægelsen af CO2 til atmosfæren gennem forbedret plante-og jordforvaltning er enormt. Faktisk er styring af vegetativ dækning på måder, der forbedrer jordens kapacitet til at sekvestrere og opbevare store mængder atmosfærisk kulstof i en stabil form, en praktisk og næsten øjeblikkelig løsning på nogle af de mest udfordrende problemer, der i øjeblikket står over for menneskeheden.,”
Jordens kulstoflagringskapacitet kan gå endnu højere, hvis forskningsinitiativer fra Advanced Research Projects Agency-Energy, et amerikansk regeringsorgan, der yder forskningsstøtte til innovative energiteknologier, og andre, der sigter mod at forbedre afgrødernes kapacitet til at overføre kulstof til jorden, er vellykkede. Og påpeger Eric Toensmeier, forfatter af Carbon Farming Solution, kan landbrugsjordens kapacitet til at opbevare kulstof øges dramatisk ved også at inkludere træer i ligningen.,
” generelt er det praksis, der indeholder træer, der har mest kulstof —ofte to til 10 gange mere kulstof pr.
Creative Commons
Andre Vegetation
Selv om skove og landbrugsjord har tiltrukket sig mest opmærksomhed, andre typer vegetation—overdrev, kyst-vegetation, tørvemoser—også optage og lagre CO2 i undergrunden, og at bestræbelser på at forbedre deres evne til at gøre dette, kunne bidrage til kulstoflagring forårsage rundt omkring i verden.,
Kystnære anlæg, såsom mangrover, seagrasses og planter, som lever i tidevands strandenge, excel på kompleksdanner CO2 i vegetationen—betydeligt mere per område end terrestriske skove, ifølge Meredith Muth, international program manager med National Oceanic and Atmospheric Administration.
“disse er utroligt kulstofrige økosystemer,” sagde Emily Pidgeon, Conservation International senior director of strategic marine initiatives., Det skyldes, at den iltfattige jord, hvor de vokser, hæmmer frigivelsen af CO2 tilbage til atmosfæren, så i stedet for at cykle tilbage i atmosfæren, bygger kulstof simpelthen lag for lag gennem århundrederne. Med mangrover sekvestrering omkring 1.400 tons (1.500 tons) per hektar (2. 5 hektar); saltmyrer, 900 metriske tons (1,000 tons); og havgræs, 400 metriske tons (400 tons), gendannelse af mistet kystvegetation og udvidelse af kysthabitater har potentiale til at binde betydeligt kulstof., Og forskere ser på strategier som at reducere forurening og styre sedimentforstyrrelser for at få disse økosystemer til at absorbere endnu mere CO2.
og, Pidgeon tilføjet, sådan vegetation giver en dobbelt klimafordel, fordi den også hjælper med at beskytte kystlinjer mod erosion, da opvarmning får havniveauet til at stige.
“det er det perfekte økosystem for klimaændringer, især på nogle af de mere sårbare steder,” sagde hun. “Det giver stormbeskyttelse, erosionskontrol, opretholder det lokale fiskeri. Med hensyn til klimaændringer er det uhyre værdifuldt, hvad enten det drejer sig om afbødning eller tilpasning.,”
.com/MorganLeeAlain
Bioenergi & Begrave
ud over at udnytte vegetation s evne til at lagre CO2 i planter, dele og jord, mennesker kan forbedre beslaglæggelse af socking væk kulstof planter optager på andre måder. Et kraftværk på 208 millioner dollars, der startede drift tidligere i år i hjertet af Illinois farm country, er et håndgribeligt eksempel på denne tilgang, og hvad der i øjeblikket i vid udstrækning ses som den mest lovende teknologibaserede strategi til fjernelse af store mængder kulstof fra luften: bioenergy kulstofopsamling og-opbevaring eller BECCS.,
BECCS starter generelt med at omdanne biomasse til en brugbar energikilde såsom flydende brændstof eller elektricitet. Men så tager det konceptet et vigtigt skridt videre. I stedet for at sende CO2 frigivet under processen i luften, som konventionelle faciliteter Gør, fanger det og koncentrerer det, fælder det derefter i materiale som beton eller plast eller—som det er tilfældet for Decatur—anlægget-sprøjter det ind i klippeformationer, der fanger kulstoffet langt under jordens overflade.
en relateret strategi foreslår at bruge havplanter som kelp i stedet for landplanter., Dette ville reducere behovet for at konkurrere med fødevareproduktion og bevarelse af levesteder for jord. Denne mulighed er imidlertid ikke blevet udforsket så meget som landbaserede BECCS, så antallet af ukendte er endnu højere.
på lagringsenden af ting er mange af de foreslåede teknologier stadig i koncept eller tidligt udviklingsstadium. Men hvis den udvikles korrekt, har tilgangen “potentielt fået en ganske betydelig indflydelse,” sagde professor Pete Smith fra University of Aberdeen.,
Creative Commons
Biochar
en Anden måde at forbedre planternes evne til at lagre kulstof er til dels brænde materialer såsom at logge skråstreg eller beskæring af affald til at lave en kulstof-rige, langsomt nedbrydes stof kaldet biochar, som derefter kan blive begravet eller spredes på landbrugsjord. Biochar har været brugt i århundreder til at berige jorden til landbrug, men for sent er blevet tegning øget opmærksomhed for sin evne til at binde kulstof—som det fremgår af det faktum, at tre af de 10 finalister i et $25 millioner Jorden Udfordring lanceret af Jomfru i 2007 tryk let på denne tilgang.,
Oregon Institut for Skovbrug
Gøde Havet
Planter og plantlike organismer, der lever i havet absorbere uendelige mængder CO2 hvert år, deres evne til at gøre det, kun begrænset af tilgængeligheden af jern, kvælstof og andre næringsstoffer, de har brug for til at vokse og formere sig. Så forskere ser på strategier for befrugtning af havet eller bringe næringsstoffer op fra dybden til hyperdrive planternes evne til at fælde og opbevare kulstof.,
for et årti siden begyndte virksomheder at danne sig for at gøre netop det med planen om at høste belønninger fra det snart etablerede globale kulstofmarked. Sådanne planer er stort set forblevet på tegnebrættet, stymied af betydelige usikkerheder om, hvordan man sætter en pris på kulstof, bekymringer over at forstyrre fiskeri og havøkosystemer mere generelt, og de høje energibehov og omkostninger, der sandsynligvis ville være involveret. Derudover har vi ikke et klart billede af, hvor meget af det fangede kulstof faktisk ville forblive i havet snarere end at genindtaste atmosfæren.,
Creative Commons
Rock Solutions
CO2 fjernes naturligt fra atmosfæren hver dag gennem reaktioner mellem regnvand og klipper. Nogle klimaforskere foreslår at forbedre denne proces—og dermed øge CO2-fjernelse fra atmosfæren-gennem kunstige foranstaltninger som knusning af klipper og udsættelse for CO2 i et reaktionskammer eller spredning af dem over store arealer eller hav, hvilket øger det overfladeareal, som reaktionerne kan forekomme over.,
som man i øjeblikket forestiller sig, er strategier til forbedring af kulstoflagring ved at reagere CO2 med klipper dyre og energikrævende på grund af behovet for at transportere og behandle store mængder tungt materiale. Nogle kræver også omfattende arealanvendelse og har derfor potentiale til at konkurrere med andre behov såsom fødevareproduktion og beskyttelse af biodiversitet. Forskere ser på måder at bruge mineaffald på og på anden måde forfine strategien for at reducere omkostningerne og øge effektiviteten.
.,com/Dushlik
Direkte fly-Opsamling og-Lagring
kulstof-kompleksdanner beholdere fra Arizona State University ‘s Lackner, sammen med andre projekter, såsom Climeworks’ netop åbnet carbon-trapping anlæg i Schweiz, er en af de mere bredt diskuteret, drivhus gas-opsamling og-lagring teknologier, der foreslås i dag. Kendt som direkte luftfangst og-opbevaring bruger denne tilgang kemikalier eller faste stoffer til at fange gassen fra tynd luft, og som i tilfældet med BECCS gemmer den den i lang tid under jorden eller i langvarige materialer.,
allerede brugt i ubåde under havets overflade og i rumfartøjer langt over det, kan direkte luftfangst teoretisk fjerne CO2 fra luften tusind gange mere effektivt end planter, ifølge Lackner.
teknologien er imidlertid embryonisk. Og fordi det kræver plukning af CO2-molekyler fra alt andet i luften, er det en enorm energihog. På bagsiden har denne tilgang den store fordel at være implementerbar overalt på planeten.
Ari Daniel for PRI er verden
hvor skal man herfra?,
Hvis noget fremgår af dette resum., er det disse to ting: for det første er der et stort potentiale for at øge indsatsen for at reducere CO2-emissioner med strategier for at øge fjernelsen af CO2 fra atmosfæren. For det andet er der meget arbejde, der skal gøres, før vi er i stand til at gøre det i en meningsfuld skala og på en måde, der ikke kun lukker kulstofgabet, men også beskytter miljøet og imødekommer mere umiddelbare menneskelige behov.,
“Baseret på den nuværende teknologi, der er virkelig ingen kombination af negative emissioner teknologier, som i øjeblikket til rådighed, der ville være at finde et job i tilstrækkeligt omfang til at bidrage til opfyldelse af de under 2 °C mål uden virkelig betydelige virkninger,” siger Peter Frumhoff, direktør for videnskab og politik, og en ledende forsker med Union of concerned Scientists. “Vi kan i princippet implementere negative emissionsteknologier, men vi har ikke forståelsen eller politikkerne til at gøre det i tilstrækkelig skala.,”
med behovet for at gøre noget, der bliver stadig mere presserende, begynder forskere at se nærmere på fordele, ulemper og potentiale ved de forskellige muligheder og sammensætte forskningsdagsordener for at fremme det mest lovende på de rigtige steder på det rigtige tidspunkt. I maj 2017 begyndte et National Academy of Sciences studiepanel at afholde en række strategisessioner for at identificere forskningsprioriteter for at komme videre.,
“det er Vores opgave i dette udvalg er at anbefale en forskningsplan for at løse en masse af disse problemer, for at bringe omkostningerne ned, for at bringe effektiviteten af programmet op, til at overvinde de barrierer, for at skalere op og implementering og styring og især kontrol og overvågning,” panel stol Stephen Pacala, professor i økologi og evolutionær biologi med Princeton University, sagde i en video, der beskriver initiativ.
når det er sagt, er det vigtigt at huske, at teknologi muligvis ikke er den begrænsende faktor i det lange løb.,
“Jeg tror ikke, det er en teknisk udfordring,” sagde Deich. “Jeg synes, det er en vilje til at betale og en vilje til at få klare, konsekvente og retfærdige regler omkring disse løsninger.”Med andre ord, at få kulstoflagring i sidste ende handler om at skabe markeder og/eller politikker, der belønner det, samtidig med at der tages hensyn til sociale og miljømæssige dimensioner. “Det er ikke nødvendigvis, ‘kan disse ting komme i skala?’Det er,’ er der nogen, der er villige til at betale for dem at komme i skala?,”
den mest oplagte måde at gøre dette på ville være at anbringe en pris på kulstof, hvilket ville oversætte til økonomisk fordel for at socking det væk.
i sidste ende er kulstoflagring ikke billig, indrømmer Smith—men, påpeger han, heller ikke klimaændringer.
Den måde, Lackner udtrykker det, er dette: Vi rejser med høj hastighed ned af et bjerg i en bil, der kommer op til et hårnålesving, og det er ikke så meget et spørgsmål om, hvorvidt vi ramte den lønning, om vi kan bremse nok, så at når vi gør det, vi hoppe ud snarere end katapult over det i glemmebogen.,
“Jeg kan ikke garantere, at det vil fungere,” sagde han om sine CO2-fældeanordninger. “Jeg er optimist, men jeg kan sandsynligvis ikke garantere det. Det faktum, at det måske ikke fungerer, muligheden for, at det måske ikke fungerer, er ikke i sig selv en undskyldning for ikke at prøve. Hvis vi ikke får det til at fungere, er jeg meget sikker på, at vi vil være i meget hårde tider.”
Reposted med tilladelse fra vores media associate Ensia.