Ved Maria Hoff
Klaus Lackner har et bilde av fremtiden i tankene hans, og det ser ut som dette: 100 millioner semi-trailer-size-bokser, som hver er fylt med en beige stoff konfigurert inn i det som ser ut som shag teppet for å maksimere areal. Hver boks trekker inn luft som om det var vanskelig å puste. Som det gjør, stoffet absorberer karbondioksid, som det senere utgivelser i konsentrert form til å være laget i betong eller plast eller transportert langt underground, effektivt avbryte sin evne til å bidra til klimaendringer.,
selv Om teknologien er ennå ikke i drift, det er «på randen av å flytte ut av laboratoriet, slik at vi kan vise hvordan det fungerer på en liten skala,» sa Lackner, direktør for Senter for Negative Utslipp ved Arizona State University., Når han har alle knekk fungerte, skjønte han at, kombinert nettverk av boksene kunne fange kanskje 100 millioner tonn (110 millioner tonn) CO2 per dag til en kostnad av $30 per tonn—å gjøre en merkbar forskjell i klima-forstyrre overflod av CO2 som har bygget seg opp i luften siden menneskene begynte å brenne fossilt brensel i alvor 150 år siden.,
Lackner er en av hundrevis, hvis ikke tusenvis, av forskere fra hele verden som er i arbeid på måter å fjerne CO2 fra atmosfæren fanger opp karbon fra atmosfæren ved hjelp av planter, steiner eller konstruert for kjemiske reaksjoner og oppbevare det i jord, produkter som for eksempel betong og plast, stein, underjordiske reservoarer eller den dype blå havet.
Noen av de strategier—kjent som karbondioksid fjerning eller negative utslipp teknologier er det bare skinner i deres envisioners’ øyne., Andre—low-tech ordninger som å plante mer skog eller forlater beskjære rester i feltet, eller mer high-tech «negative utslipp» oppsett som CO2-fangst biomasse til drivstoff plante som gikk på nettet i fjor vår i Decatur, Illinois—er allerede i gang. Deres felles mål: Å hjelpe oss ut av klimaendringer fix vi har fått oss inn.
«Vi kan ikke bare avkarbonisere den økonomien vår, eller vi ikke vil møte våre karbon målet,» sa Noah Deich, co-grunnlegger og direktør med Senter for Karbon-Fjerning i Oakland, California. «Vi må gå utenfor for å rydde opp karbon fra atmosfæren …, vi må starte snarest hvis vi skal ha reelle markeder og reelle løsninger tilgjengelig for oss som er trygge og kostnadseffektive innen 2030.»
Mange Tilnærminger
Nesten alle klimaendringer eksperter er enige om at for å unngå katastrofe må vi først og fremst sett alt vi kan til å redusere CO2-utslipp. Men et økende antall sier ikke det er nok. Hvis vi skal begrense atmosfæriske oppvarming til et nivå som er under som irreversible endringer bli uunngåelig, hevder de, vi vil aktivt trenger å fjerne CO2 fra luften i ganske heftig mengder som godt.,
«Det er nesten umulig at vi ville treffe på 2°C, og enda mindre så 1.5°C, uten noen form for negative utslipp teknologi,» sa Petter Smith, leder i planter og jord science ved University of Aberdeen og en av verdens ledere i klimaendringer.
faktisk, forskere fra hele verden som nylig trakk opp en «road map» til en fremtid som gir oss gode sjanser for å holde oppvarmingen under 2 ºC terskelen lene seg tungt på å redusere utslippene av fullstendig utfasing av fossilt brensel, men krever også at vi aktivt fjerner CO2 fra atmosfæren., Deres ordningen samtaler for sequestering 0.61 beregning gigatons (en gigaton, forkortet Gt, er et milliarder tonn eller 0.67 milliarder tonn) CO2 per år i 2030, 5.51 innen 2050, og 17.72 innen 2100. Human-generert CO2-utslipp var rundt 40 Gt i 2015, ifølge National Oceanic and Atmospheric Administration.,
Rapporter med jevne mellomrom dukke opp peke på at en tilnærming eller en annen ikke kommer til å kutte det: Trær kan lagre karbon, men de konkurrerer med jordbruk for land -, jord kan ikke store nok, maskiner som de Lackner ser for seg tar for mye energi, vi har ikke engineering funnet ut for underjordisk lagring.
Det er sikkert sant at ingen løsning er løs, alle har fordeler og ulemper, og mange har feil å trene før de er klar for prime time. Men i riktig kombinasjon, og med noen seriøs forskning og utvikling, kan de gjøre en stor forskjell., Og, som et internasjonalt team av klimaforskere nylig påpekte, jo før jo bedre, fordi oppgaven med å redusere utslippene av klimagasser vil bare bli større og mer krevende jo lenger vi forsinkelse.
Smith foreslår å dele mange tilnærminger i to kategorier—relativt low-tech «no regrets» strategier som er klar til å gå, slik som nyplanting og forbedre landbruket praksis, og avanserte alternativer, som trenger betydelig forskning og utvikling for å bli levedyktige. Deretter foreslår han, distribuere tidligere og få jobbe på sistnevnte., Han anbefaler også at det utvikles for å minimere ulempene og maksimere fordelene ved å nøye matche riktig tilnærming med riktig plassering.
«Det er sannsynligvis gode måter og dårlige måter å gjøre alt,» Smith sa. «Jeg tror vi må finne gode måter å gjøre disse tingene.»
Deich også støtter samtidige jakten på flere alternativer. «Vi ønsker ikke en teknologi, vi vil ha massevis av komplementære løsninger i en bredere portefølje som oppdaterer ofte som ny informasjon om løsninger vokser frem.,»
Med det i tankene, her er en rask titt på noen av de viktigste tilnærminger blir vurdert, herunder en ballpark-projeksjon basert på nåværende kunnskap, og for CO2-lagring potensielle destillert fra en rekke kilder, inkludert foreløpige resultater fra University of Michigan studerer forventet å bli lansert senere i år, samt sammendrag av fordeler, ulemper, modenhet, usikkerhet og tanker om under hvilke omstendigheter hvert som best kan brukes.,
Skogplanting og Skogplanting
Betale inngangspenger, kjøre opp en svingete vei gjennom Sequoia National Park i California, gå en kilometer gjennom skogen, og du vil finne deg selv i foten av General Sherman, verdens største tre. Med noen 52,500 kubikkfot (1,487 kubikkmeter) av tre i stammen, behemoth har mer enn 1 400 tonn (1,500 tonn) CO2 fanget i sin stamme alene.
selv Om størrelsen er klart eksepsjonell, er den Generelle gir et inntrykk av trær » potensial til å suge CO2 fra luften og lagre den i tre, bark, blad og rot., Faktisk, Intergovernmental Panel on Climate Change anslått at en enkelt hektar (2.5 hektar) av skog kan ta opptil et sted mellom 1,5 og 30 tonn (1.6 og 33 tonn) CO2 per år, avhengig av hvilke typer trær, hvor gamle de er, klima-og så videre.
over hele Verden skoger for tiden sequester på rekkefølgen av 2 Gt CO2 per år. Samordnet innsats for å plante trær på nye steder (afforest) og plante avskogede områder (reforest) kunne øke denne ved en gigaton eller mer, avhengig av art, vekst mønstre, økonomi, politikk og andre variabler., Skog management praksis med vekt karbonlagring og genetisk modifisering av trær og andre planter skog for å forbedre deres evne til å ta opp og lagre karbon kunne presse disse tallene høyere.
en Annen måte å bidra til å forbedre trær’ evne til å lagre karbon er å gjøre langvarige produkter fra dem—tre-ramme bygninger, bøker og så videre. Ved hjelp av karbon-rike tre for bygg og anlegg, for eksempel, kunne utvide trær’ lagringskapasitet utover skoger’ grenser, med tre lagring og skogplanting å kombinere for en potensiell 1.,3-14 Gt CO2 per år mulig, I henhold til Klima-Instituttet, en Australia-baserte organisasjonen.
.com/holgs
Karbon Oppdrett
de Fleste oppdrett er ment å produsere noe som er høstet fra land. Karbon oppdrett er det motsatte. Den bruker planter til å fange CO2, så strategisk bruker praksis, for eksempel å redusere tilling, planting lenger forankret avlinger og omfatter organisk materiale i jord for å oppmuntre fanget karbon til å flytte inn og bo i—jorda.
«i Dag, mange jordbruk, hagebruk, skogbruk og hage jord er en netto karbon kilde., Det er disse jordsmonnet er å miste mer karbon enn de er sequestering,» bemerket Christine Jones, grunnlegger av Australia-basert nonprofit Fantastisk Karbon. «Potensialet for reversering av netto bevegelse av CO2 til atmosfæren gjennom forbedret system og jord management er enorm. Faktisk, administrerende vegetative dekke på måter som forbedrer kapasiteten av jord for å sequester og store mengder atmosfærisk karbon i en stabil form gir en praktisk og nesten umiddelbar løsning på noen av de mest utfordrende spørsmålene nå står overfor menneskeheten.,»
Grunnen er karbon-lagring kapasitet kan gå enda høyere hvis forskningsinitiativ av Advanced Research Projects Agency–Energi, en AMERIKANSK statlig byrå som tilbyr forskning støtte til innovative energy technologies, og andre som tar sikte på å bedre avlinger’ kapasitet til å overføre karbon til jord er vellykket. Og, påpeker Eric Toensmeier, forfatter av The Carbon Oppdrett Løsning, kapasitet av jordbruksland til å lagre karbon kan bli dramatisk økte med blant annet trær i ligningen, så vel.,
«Generelt det er praksis som innlemmer trær som har mest karbon —ofte to til 10 ganger mer karbon per hektar, som er en ganske big deal,» Toensmeier sa.
Creative Commons
Andre Vegetasjon
Selv om skog og jordbruksområder har trukket mest oppmerksomhet, andre typer vegetasjon—grasslands, kystvegetasjon, peatlands—også ta opp og lagre CO2, og tiltak for å styrke deres evne til å gjøre det, kunne bidra til lagring av karbon forårsake rundt om i verden.,
Kyst planter, for eksempel mangroves, seagrasses og vegetasjon som bor i tidevanns salt marshes, excel til sequestering CO2 i vegetasjon—betydelig mer per areal enn terrestriske skoger, i henhold til Meredith Muth, internasjonale program manager med National Oceanic and Atmospheric Administration.
«Disse er utrolig karbon-rike økosystemer,» sa Emily Pidgeon, Bevaring Internasjonale senior director of marine strategiske initiativer., Det er fordi oksygen-fattig jord der de vokser hemmer frigjøring av CO2 tilbake til atmosfæren, så i stedet for å sykle tilbake til atmosfæren, karbon bare bygger opp lag på lag gjennom århundrene. Med mangroves sequestering omtrent 1 400 tonn (1,500 tonn) per hektar (2. 5 dekar), salt marshes, 900 tonn (1.000 tonn), og sjøgress, 400 tonn (400 tonn), gjenopprette tapte kystvegetasjon og utvide kystnære naturtyper har potensial til å sequester betydelig karbon., Og forskerne er eyeing strategier som for eksempel å redusere forurensning og håndtering av sediment forstyrrelse for å gjøre disse økosystemene absorbere enda mer CO2.
Og Pidgeon lagt til, slik vegetasjon gir en dobbel klima fordel fordi det også bidrar til å beskytte kysten fra erosjon som oppvarming forårsaker havnivået til å stige.
«Det er den perfekte klimaendringer på økosystemet, spesielt i enkelte av de mer sårbare steder,» sa hun. «Det gir storm beskyttelse, erosjon kontroll, opprettholder den lokale fisket. I form av klimaendringer, er det utrolig verdifullt, enten snakker avbøtende eller tilpasning.,»
.com/MorganLeeAlain
Bioenergi & Begrave
I tillegg til å peke på vegetasjon evne til å lagre CO2 i deler av planten og jord, mennesker kan forbedre beslaglegging av socking unna karbon planter absorberer på andre måter. En $208 millioner kraftverket som startet operasjonen tidligere i år, i nærheten av Illinois farm land er et konkret eksempel på denne tilnærmingen, og hva er for tiden i stor grad sett på som det mest lovende teknologi-basert strategi for å fjerne store mengder karbon fra luften: bioenergi karbonfangst og-lagring, eller BECCS.,
BECCS vanligvis begynner med konvertering av biomasse til en brukbar energi kilde, for eksempel flytende brensel eller elektrisitet. Men da det tar konseptet et viktig skritt videre. I stedet for å sende den CO2 som frigjøres under prosessen i luften, som vanlig fasiliteter gjøre, det fanger og konsentrater det, så feller det i materiale som betong eller plast, eller—som er tilfellet for Decatur plante—injiserer det i fjellformasjoner som binder karbon langt under Jordens overflate.
En tilhørende strategi foreslår å bruke havet planter som for eksempel tang og tare i stedet for landplanter., Dette vil redusere behovet for å konkurrere med matproduksjon og land habitat bevaring for landet. Dette alternativet har ikke blitt utforsket så mye som land-baserte BECCS, men slik at antall ukjente er enda høyere.
På lagring slutten av ting, mange av de teknologiene som er foreslått er fortsatt i konsept eller tidlig i utviklingsfasen. Men hvis utviklet forståelse, tilnærming har «potensielt fikk ganske betydelig innvirkning,» sa professor Petter Smith ved University of Aberdeen.,
Creative Commons
Biochar
en Annen måte å forbedre planter’ evne til å lagre karbon er til dels brenne materiale som å logge skråstrek eller beskjære avfall for å gjøre en karbon-rike, slow-til-bryter ned stoffet kjent som biochar, som deretter kan bli begravet eller spredning på jordbruksland. Biochar har vært brukt i århundrer for å berike jorda for jordbruk, men i det siste har vært tegning økt oppmerksomhet for dens evne til å sequester karbon—som dokumentert av det faktum at tre av 10 finalister i en $25 millioner Jorden Utfordring lansert av Jomfru i 2007 pek på denne tilnærmingen.,
Oregon Institutt for Skog
Gjødsling av Havet
Planter og plantlike organismer som lever i havet absorbere enorme mengder CO2 hvert år, deres evne til å gjøre det bare begrenset av tilgjengeligheten av jern, nitrogen og andre næringsstoffer de trenger for å vokse og formere seg. Slik forskerne ser på strategier for gjødsling av havet eller bringe næringsstoffer opp fra dypet for å hyperdrive planter’ evne til å fange og lagre karbon.,
Et tiår eller så siden, selskaper begynte forming å gjøre akkurat det, med plan høster rewards fra den snart-å-være-etablert global carbon market. Slike planer har i stor grad vært på tegnebrettet, hindret av betydelig usikkerhet over hvordan å sette en pris på karbon, bekymring over inngrep i fiskeri-og hav økosystemer mer generelt, og høy energi krav og kostnader som ville sannsynligvis være involvert. I tillegg trenger vi ikke har et klart bilde av hvor mye av karbon fanget ville faktisk opphold i havet i stedet for å skrive inn atmosfæren.,
Creative Commons
Rock Løsninger
CO2 er naturligvis fjernet fra atmosfæren hver dag gjennom reaksjoner mellom vann og steiner. Noen klimaforskere foreslår å styrke denne prosessen—og dermed økt CO2-fjerning fra atmosfæren gjennom kunstig tiltak som for eksempel å knuse steiner og utsette dem for CO2 i en reaksjon kammer eller spre dem over store områder av land eller hav, øke overflaten over hvilke reaksjoner kan oppstå.,
Som for tiden trodd, strategier for å forbedre karbon lagring av CO2 reagerer med steiner er dyre og energikrevende på grunn av behovet for transport og behandling av store mengder av tungt materiale. Noen krever også omfattende arealbruk og så har potensial til å konkurrere med andre behov som matproduksjon og biologisk mangfold beskyttelse. Forskere ser på måter å bruke gruveavfall og ellers avgrense strategi for å redusere kostnader og øke effektiviteten.
.,com/Dushlik
Direct Air Capture and Storage
karbon-sequestering beholderne fra Arizona State University Lackner, sammen med andre prosjekter, for eksempel Climeworks’ bare-åpnet karbon-fangst anlegget i Sveits, representerer en av de mer diskutert klimagasser-fangst og-lagring teknologien som blir foreslått i dag. Kjent som direkte adgang til fangst og-lagring, denne tilnærmingen bruker kjemikalier eller faste stoffer å ta gass fra tynn luft, da, som i tilfelle av BECCS, lagrer det i lang tid under bakken eller i varige materialer.,
Allerede brukt i ubåter under overflaten av havet, og i romfartøy langt over det, direct air capture teoretisk kan fjerne CO2 fra luften tusen ganger mer effektivt enn planter, i henhold til Lackner.
teknologi, men er i sin spede begynnelse. Og fordi det krever plukker CO2-molekyler fra alt annet i luften, det er en stor hog energi. På den annen side, denne tilnærmingen har den store fordelen av å være deployerbare hvor som helst på kloden.
Ari Daniel for PRI s Verden
Hvor skal du Fra Her?,
Hvis noe er klart fra denne oppsummeringen, det er disse to ting: for det Første, det er et stort potensial for å øke innsatsen for å redusere CO2-utslipp med strategier for å øke fjerning av CO2 fra atmosfæren. For det andre, det er mye arbeid som skal gjøres før vi er i stand til å gjøre det på en meningsfylt skala og på en måte som ikke bare lukker karbon gap, men også beskytter miljøet og møter mer umiddelbare menneskelige behov.,
«Basert på dagens teknologi, er det virkelig ingen kombinasjon av negative utslipp teknologier for tiden tilgjengelig som ville være arbeidsføre i stor nok skala til å møte under 2 °C mål uten virkelig store virkninger,» sa Peter Frumhoff, direktør for vitenskap og politikk og en chief scientist med Union of Opptatt av Forskere. «Vi kan i prinsippet distribuere negative utslipp teknologi, men vi har ikke forstå eller politikk å gjøre dette på en stor skala.,»
Med behovet for å gjøre noe blir stadig mer presserende, forskerne er i ferd med å ta en nærmere titt på fordeler, ulemper og mulige av de ulike muligheter og sette sammen forskningsagendaer å fremme de mest lovende på rett sted til rett tid. I Mai 2017, en National Academy of Sciences studie panelet begynte å holde en serie av strategi sesjoner for å identifisere prioriteringer for forskning fremover.,
«Vår jobb på denne komiteen er å anbefale et forskningsagendaen til å løse mange av disse problemene, for å bringe kostnadene ned, for å bringe effektivitet av programmet opp, for å overvinne barrierer for å skalere opp og implementering og styring og spesielt verifikasjon og overvåking,» panel leder Stephen Pacala, professor i økologi og evolusjonsbiologi med Princeton University, sa han i en video som beskriver initiativet.
Som sagt, det er viktig å huske på at teknologi kan ikke være den begrensende faktor i det lange løp.,
«jeg tror ikke det er en teknisk utfordring,» sa Deich. «Jeg tror det er en villighet til å betale og en vilje til å få tydelig, konsekvent og rettferdig regelverk rundt disse løsningene.»Med andre ord, få carbon storage opp og kjører til syvende og sist handler om å skape markeder og/eller politikk som belønner det, samtidig som det å ta hensyn til sosiale og miljømessige dimensjoner. «Det er ikke nødvendigvis» Kan disse ting kommer til skala?»Det er,» Er det noen som er villige til å betale for dem å få til omfanget?,»
Den mest åpenbare måten å gjøre dette på ville være å sette en pris på karbon, noe som ville føre til økonomisk fordel for socking det unna.
I slutten karbonlagring er ikke billig, Smith innrømmer—men, påpeker han, og ikkje er klimaendringene.
Den måten Lackner setter den, er dette: Vi er reiser på høy hastighet ned et fjell i en bil kommer opp til en hårnål tur, og det er ikke så mye et spørsmål om hvorvidt vi traff vakt jernbane som om vi kan bremse ned nok, slik at når vi gjør vi sprette snarere enn katapult over det i glemmeboken.,
«jeg kan ikke garantere at det vil fungere,» sa han hans CO2-fangst enheter. «Jeg er optimist, men jeg trolig ikke garantere det. Det faktum at det ikke kan fungere, muligheten for at det kanskje ikke vil fungere, er ikke av seg selv en unnskyldning for ikke å prøve. Hvis vi ikke gjør det arbeidet, jeg er veldig sikker på at vi vil være i for svært tøffe tider.»
Hvile med tillatelse fra media knytte Ensia.