Projekty leśne na dużych szerokościach geograficznych lub w regionach o wysokim współczynniku odbicia mogą pokrywać jasne powierzchnie oraz zwiększać promieniowanie podczerwone i ocieplenie. Shutterstock

Raport stwierdza, że ​​oprócz szybkiej i głębokiej redukcji emisji gazów cieplarnianych, usuwanie CO₂ jest „zasadniczym elementem scenariuszy, które ograniczają ocieplenie do 1.5 ℃ lub prawdopodobnie poniżej 2 ℃ do 2100”.

CDR odnosi się do zestawu działań, które obniżają stężenie CO₂ w atmosferze. Odbywa się to poprzez usuwanie cząsteczek CO₂ i przechowywanie węgla w roślinach, drzewach, glebie, zbiornikach geologicznych, oceanicznych lub produktach pochodzących z CO₂.

Jak zauważa IPCC, każdy mechanizm jest złożony i ma swoje zalety i pułapki. Potrzeba dużo pracy, aby zapewnić odpowiedzialne wdrażanie projektów CDR.

Jak działa CDR?

CDR różni się od „wychwytywania dwutlenku węgla”, które polega na wychwytywaniu CO₂ u źródła, takiego jak elektrownia węglowa lub huta stali, zanim dotrze on do atmosfery.

Tam są kilka sposobów do usuwania CO₂ z powietrza. Zawierają:

• rozwiązania naziemne, takich jak sadzenie drzew i przyjmowanie praktyk regeneracyjnych gleby, takich jak rolnictwo niskie lub zerowe oraz uprawa okrywowa, które ograniczają zaburzenia gleby, które mogą utleniać węgiel w glebie i uwolnij CO₂.

• podejścia geochemiczne które magazynują CO₂ jako stały węglan mineralny w skałach. W procesie znanym jako „zwiększone wietrzenie minerałów” skały, takie jak wapień i oliwin, można drobno zmielić, aby zwiększyć ich powierzchnię i usprawnić naturalnie występujący proces, w którym minerały bogate w wapń i magnez reagują z CO₂, tworząc stabilny węglan mineralny.

• roztwory chemiczne takie jak bezpośrednie przechwytywanie powietrza, które używają filtry inżynieryjne do usuwania cząsteczek CO₂ z powietrza. Przechwycony CO₂ może być następnie wstrzykiwany głęboko pod ziemię do warstw wodonośnych solankowych i bazaltowych formacji skalnych w celu trwałej sekwestracji.

• na oceanie rozwiązania, takich jak zwiększona zasadowość. Obejmuje to bezpośrednie dodawanie do środowiska materiałów alkalicznych lub elektrochemiczne przetwarzanie wody morskiej. Ale te metody muszą być dalej badane przed wdrożeniem.

Gdzie jest teraz używany?

Do tej pory amerykańska firma Charm Industrial ma dostarczona 5,000 ton CDR, co jest dotychczas największym wolumenem. Odpowiada to emisjom wytwarzanym przez około Samochody 1,000 w roku.

Istnieje również kilka planów dotyczących obiektów do bezpośredniego przechwytywania powietrza na większą skalę. We wrześniu 2021 r. Climeworks otwierany obiekt w Islandii o zdolności produkcyjnej 4,000 ton rocznie do usuwania CO₂. A w USA administracja Bidena ma przydzielony 3.5 miliarda dolarów na budowę czterech oddzielnych węzłów bezpośredniego wychwytywania powietrza, z których każdy może usuwać co najmniej milion ton CO₂ rocznie.

Jednak poprzedni IPCC raport Szacuje się, że aby ograniczyć globalne ocieplenie do 1.5 ℃, trzeba w tym stuleciu usunąć z atmosfery od 100 miliardów do jednego biliona ton CO₂. Tak więc, chociaż projekty te mają ogromny zasięg, nadal stanowią kroplę w morzu w porównaniu z wymaganiami.

W Australii, Południowy Zielony Gaz i Węgiel korporacyjny opracowują jeden z pierwszych projektów bezpośredniego przechwytywania powietrza w kraju. Odbywa się to we współpracy z naukowcami z University of Sydney, łącznie z nami.

W tym systemie wentylatory przepychają powietrze atmosferyczne przez precyzyjnie dostrojone filtry wykonane z adsorbentów molekularnych, które mogą usuwać z powietrza cząsteczki CO₂. Wychwycony CO₂ może być następnie wstrzykiwany głęboko pod ziemię, gdzie może pozostać przez tysiące lat.

Możliwości

Należy podkreślić, że CDR nie zastępuje redukcji emisji. Może jednak uzupełnić te wysiłki. IPCC przedstawił trzy sposoby, w jakie można to zrobić.

W perspektywie krótkoterminowej CDR może pomóc w zmniejszeniu emisji CO₂ netto. Ma to kluczowe znaczenie, jeśli chcemy ograniczyć ocieplenie poniżej krytycznych progów temperatury.

W perspektywie średnioterminowej może pomóc zrównoważyć emisje z sektorów takich jak rolnictwo, lotnictwo, transport morski i produkcja przemysłowa, w których nie istnieją jeszcze proste alternatywy o zerowej emisji.

W dłuższej perspektywie CDR może potencjalnie usunąć duże ilości historycznych emisji, stabilizując atmosferyczny CO₂ i ostatecznie sprowadzając go z powrotem do poziomów sprzed epoki przemysłowej.

W najnowszym raporcie IPCC oszacowano poziomy gotowości technologicznej, koszty, potencjał skalowania, ryzyko i skutki, dodatkowe korzyści i kompromisy dla 12 różnych form CDR. Zapewnia to zaktualizowane spojrzenie na kilka form CDR, które w mniejszym stopniu zostały zbadane w poprzednich raportach.

Szacuje się, że każda tona CO₂ odzyskana przez bezpośrednie wychwytywanie powietrza będzie kosztować 84–386 USD i że istnieje realny potencjał usunięcia od 5 do 40 miliardów ton rocznie.

Obawy i wyzwania

Każda metoda CDR jest złożona i wyjątkowa, a żadne rozwiązanie nie jest idealne. Wraz ze wzrostem wdrożenia należy rozwiązać szereg problemów.

Po pierwsze, IPCC zauważa, że ​​zwiększenie CDR nie może umniejszać wysiłków na rzecz radykalnego ograniczenia emisji. Oni napisz to „CDR nie może służyć jako substytut głębokiej redukcji emisji, ale może pełnić wiele uzupełniających się ról”.

Jeśli nie zostaną wykonane prawidłowo, projekty CDR mogą potencjalnie konkurować z rolnictwem o ziemię lub wprowadzić nierodzime rośliny i drzewa. Jak zauważa IPCC, należy zadbać o to, aby technologia nie wpływała negatywnie na bioróżnorodność, użytkowanie gruntów lub bezpieczeństwo żywnościowe.

IPCC zauważa również, że niektóre metody CDR są energochłonne lub mogą zużywać energię odnawialną potrzebną do dekarbonizacji innych działań.

Wyraził zaniepokojenie, że CDR może również pogłębić niedobór wody i sprawić, że Ziemia odbijają mniej światła słonecznego, na przykład w przypadku ponownego zalesiania na dużą skalę.

Biorąc pod uwagę portfolio wymaganych rozwiązań, każda forma CDR może działać najlepiej w różnych lokalizacjach. Tak więc przemyślane rozmieszczenie może zapewnić, że rośliny i drzewa będą sadzone tam, gdzie nie zmienią one radykalnie współczynnika odbicia Ziemi ani nie zużyją zbyt dużo wody.

Systemy bezpośredniego wychwytywania powietrza można umieszczać w odległych lokalizacjach, które mają łatwy dostęp do energii odnawialnej poza siecią i gdzie nie będą konkurować z rolnictwem lub lasami.

Wreszcie, wdrażanie długoterminowych rozwiązań CDR może być dość kosztowne – o wiele bardziej niż rozwiązania krótkotrwałe, takie jak sadzenie drzew i zmiana gleby. Utrudniło to dotychczas rentowność komercyjną CDR.

Jednak koszty prawdopodobnie spadną, podobnie jak w przypadku wielu innych technologii, w tym baterii słonecznych, wiatrowych i litowo-jonowych. Trajektoria spadku kosztów CDR będzie różna w zależności od technologii.

Przyszłe wysiłki

Patrząc w przyszłość, IPCC zaleca przyspieszenie badań, rozwoju i demonstracji oraz ukierunkowane zachęty w celu zwiększenia skali projektów CDR. Podkreśla również potrzebę udoskonalenia metod pomiaru, raportowania i weryfikacji w zakresie składowania dwutlenku węgla.

Potrzeba więcej pracy, aby zapewnić odpowiedzialne wdrażanie projektów CDR. Wdrażanie CDR musi angażować społeczności, decydentów, naukowców i przedsiębiorców, aby zapewnić, że odbywa się to w sposób odpowiedzialny ekologicznie, etycznie i społecznie.

O Autorach

Sama Wengera, doktorant, Uniwersytet w Sydney i Deanna D'Alessandro, profesor i ARC Future Fellow, Uniwersytet w Sydney

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

Powiązane książki:

Przyszłość, którą wybieramy: przetrwanie kryzysu klimatycznego

autorstwa Christiany Figueres i Toma Rivetta-Carnaca

Autorzy, którzy odegrali kluczową rolę w porozumieniu paryskim w sprawie zmian klimatu, przedstawiają spostrzeżenia i strategie radzenia sobie z kryzysem klimatycznym, w tym działania indywidualne i zbiorowe.

Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić

Ziemia niezamieszkana: życie po ociepleniu

David Wallace-Wells

Ta książka bada potencjalne konsekwencje niekontrolowanych zmian klimatu, w tym masowe wymieranie, niedobór żywności i wody oraz niestabilność polityczną.

Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić

Ministerstwo dla przyszłości: powieść

autorstwa Kima Stanleya Robinsona

Ta powieść przedstawia świat niedalekiej przyszłości zmagający się ze skutkami zmian klimatu i oferuje wizję tego, jak społeczeństwo może się zmienić, aby stawić czoła kryzysowi.

Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić

Pod białym niebem: natura przyszłości

Elżbieta Kolbert

Autor bada wpływ człowieka na świat przyrody, w tym zmiany klimatyczne, oraz potencjał rozwiązań technologicznych w odpowiedzi na wyzwania środowiskowe.

Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić

Awaria: najbardziej kompleksowy plan, jaki kiedykolwiek zaproponowano, aby odwrócić globalne ocieplenie

pod redakcją Paula Hawkena

Ta książka przedstawia kompleksowy plan przeciwdziałania zmianom klimatycznym, w tym rozwiązania z różnych sektorów, takich jak energetyka, rolnictwo i transport.

Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić