树木、海洋和巨大的碳吸收机能拯救我们免受气候灾难吗?

2019年7月8日|上午9:37
杰森Leem / Unsplash
安吉拉•安德森
前的贡献者

世界需要在气候变化问题上发挥领导作用有限的上周参加气候会议的近200个国家代表取得了进展,但未能克服沙特阿拉伯在正式讨论政府间气候变化专门委员会(IPCC)最新气候科学报告方面的障碍。随着全球变暖的影响越来越明显,我们必须立即应对减少造成气候变化的污染的政治和技术挑战。而且,同样积极地寻求清除、储存和管理碳的方法,使我们的气候恢复平衡。

佛罗里达可能是美国面临世界变暖最明显的证据。海平面上升已经花费了佛罗里达州纳税人数十亿美元来控制海洋。如果我们不迅速采取行动,让我们的经济摆脱化石燃料,他们就会打一场必败的仗。

民主党总统候选人在迈阿密辩论中花了比以往任何时候都多的时间来讨论气候变化问题,许多候选人表示,这将是一个高度优先的问题。但如果没有真正的变革,佛罗里达州和这个国家的其他地方注定会成为一个更危险的风暴,更长更热热浪,野火,以及洪水威胁着数千个社区的健康、家园和经济。

虽然向清洁能源经济转型和适应气候变化必须是我们应对气候变化的首要解决方案,但科学家们发出的信号是,去除二氧化碳也需要成为我们战略的一部分。二氧化碳去除(CDR),也被称为负排放技术(NETs),是用来描述积极去除二氧化碳(CO)的一系列选项的术语2)。

下一届世界气候大会的主办国智利计划以自然的方式保护树木和环境海洋储存碳。与此同时,埃克森美孚还有其他石油公司比尔盖茨这些公司都在投资新技术以吸引CO2在空气中。很可能这两种方法都需要来应对我们面临的气候危机。

什么是二氧化碳去除?为什么要考虑它?

一个重要的观点来自最近IPCC 1.5°C报告要实现《巴黎协定》关于气候变化的长期目标,不仅需要实现零排放,还需要实现全球CO“净负”2到本世纪中叶排放。不幸的是,我们仅靠大幅减排来避免严重气候风险的时间已经不多了,我们的一些经济部门可能很难停止使用化石燃料。

该报告以一种比以往更尖锐的方式强调,有必要投资于措施,帮助社区适应已经出现和/或不可避免的影响,从而保护社区免受影响。与此同时,适应也有局限性,特别是当我们越来越接近海平面上升等高风险或不可逆的气候影响时。

在这种令人生畏的背景下,了解CDR的风险和潜力对气候活动家、科学家、媒体和立法者来说至关重要。

有限公司2在陆地(如森林、土壤和湿地)和海洋(如海草、微藻)中,碳的清除是自然发生的,我们可以加强这一自然过程,以增加碳的存储量。最近,人们更多地关注工程技术方法,包括直接从空气中捕获碳(直接空气捕获或DAC)并将其存储在安全的地质构造中,或将其转化为燃料、水泥、矿物和塑料,或用作化学品的原料——所有这些方法都处于不同的研究和开发阶段。

美国国家科学院(National Academy of Sciences)去年发布了对主要CDR选项的分析,标题为负排放技术与可靠封存:研究议程.具体来说,他们研究了一些自然和工程方法包括:

  • 沿海蓝碳第二章-增加红树林、潮汐湿地、海草床和其他潮汐或咸水湿地中活植物或沉积物中碳储存的土地使用和管理实践。
  • 陆地碳的清除和封存第三章-土地利用和管理实践,如造林/再造林、森林管理的改变或提高土壤碳储量(“农业土壤”)的农业实践的改变。
  • 具有碳捕获和封存的生物能源第四章-利用植物生物量生产电力、液体燃料和/或热量,并捕获和封存任何CO的能源生产2当使用生物能源和任何不在液体燃料中的剩余生物质碳时产生。
  • 直接空气捕捉第五章) -捕获CO的化学过程2从周围的空气中提取并将其浓缩,这样就可以将其注入储气罐中。

如果我们要实现将全球平均气温控制在远低于2摄氏度的目标,就需要广泛的负排放技术组合。海岸蓝碳、造林/再造林和土壤碳是我们目前拥有的最佳选择。生物能源与CCS、直接空气捕捉和加速天气是基于技术的方法,需要不同程度的研究来确定它们是否可以安全、经济地部署。资料来源:美国科学院

帮助评估CDR选项的重要注意事项

CDR选项必须在个人基础上进行评估,以及它们如何相互作用(例如争夺同一块土地)。有些是对自然过程的增强,而另一些则更依赖于技术解决方案。虽然其中一些方案已被充分理解并已付诸实施,但其他方案仍处于研发的早期阶段。除了气候效益外,其中一些方案还可能带来其他有价值的共同效益——例如生态系统效益、防洪效益、土壤和森林生产力更高——出于这些原因部署这些方案可能是有意义的。

然而,许多CDR选项可能会带来巨大的风险、成本和不确定性。其中包括在土地和水等稀缺资源的使用方面的权衡,以及二氧化碳突然释放的风险2从失败的存储库。不同的CDR方法带来了许多挑战和问题,包括可持续性和公平性的重要问题(Dooley和Kartha 2018, Creutzig等人2013),这个问题可以通过以下三个问题来概括:

  • 这种方法需要多少土地,是什么样的土地?在不同的生态系统和不同的深度,土地储存的持久性可能有多大?
  • 这种方法需要多少(外部的,非光合作用的)能量?
  • 有多少物质(例如生物量、岩石或CO)2)该方法是否需要运输、热解、粉碎、掩埋或以其他方式处理,以及需要什么样的处理、运输和基础设施?

负排放技术在实现净零排放方面的作用情景。注:对于任何浓度和类型的温室气体(如甲烷、全氟碳化合物和一氧化二氮),CO2e表示具有同等辐射强迫的二氧化碳浓度。资料来源:联合国环境规划署,2017年

考虑CDR方法的公平和环境正义影响是非常重要的,在评估CDR方案时,要特别注意对土地和污染的竞争。社区团体已经承受了来自发电厂等设施的污染,无论是燃煤、天然气还是生物能源。

同时,在生物能源设施中添加碳捕获技术将减少CO2排放,其他污染控制技术将是必要的,以减少其他有害的空气污染物。人们担心这些植物对水和土地的需求,以及它们对这些自然资源的需求将如何影响同样依赖它们的社区。

此外,将碳运输到安全储存地点所需的管道网络可能会侵占土著人民的土地。同样,即使是自然的解决办法,如重新造林,也可能因使土著人民的住房和财产商品化而对他们的权利构成威胁。

许多人提到的一个不那么技术性、更常见的风险是潜在的“道德风险”。关注CDR是否会给政客和污染者提供另一个借口,以拖延迅速减少化石燃料排放和为适应气候变化提供资金的行动,希望我们能够通过设计摆脱气候危机?

一些人认为CDR可能会危及我们向无碳能源选择的过渡,可能会产生严重的后果,因为它减少了消除高碳能源的投资和政治压力。或者,它可能会使过渡依赖于CDR方法的负排放,这种方法可能不会奏效,或者可能对生态系统或环境正义产生不可预见的风险。或者,它可能会将世界锁定在超调情景中(全球平均气温暂时上升超过1.5度甚至2度),带来潜在的不可逆转的气候后果。

CDR的前进之路需要什么?

美国国家科学院关于碳排放的报告建议美国“在可行的情况下,尽快启动一项实质性的研究计划,以推进负排放技术(NETs):”

大量投资将(1)改善现有的net(即沿海蓝碳、造林/再造林、森林管理的变化、农业土壤的吸收和储存,以及具有碳捕获和封存的生物质能源),以增加能力并减少其负面影响和成本;(2)在直接空气捕获和碳矿化技术方面取得快速进展,这些技术目前尚未得到充分开发,但如果能够克服高昂的成本和许多未知因素,基本上将拥有无限的能力;(3)推进NET使生物燃料和碳封存研究成为可能,这些研究无论如何都应作为减排研究组18bet开户合的一部分进行。

如果美国要启动这样一项计划,就需要与重大利益相关者的参与相配合,制定一个治理框架,将道德风险威胁降至最低,并确保在任何研发项目中解决公平问题。

政策制定者、科学家、私营公司和民间社会需要全面了解与各种CDR方案相关的成本、收益、不确定性和潜在危害。在做出任何重大决策或大规模投资之前,应与将受到其使用影响的各种利益相关者进行接触。更多关于CDR选项的公共教育是帮助培养知情的利益相关者流程的重要步骤。

考虑到相关的社会、环境、道德和政治因素的健全和包容的治理系统可以导致对所有可能产生深远影响的技术和实践做出更明智的决定。