I en efterlängtad rapport, mellanstatliga panelen för klimatförändringar (IPCC) sa att världen kommer att behöva vidta dramatiska och drastiska åtgärder för att undvika de katastrofala effekterna av klimatförändringar.

Framträdande i rapporten är en diskussion om en rad tekniker för att ta bort koldioxid från luften, kallad koldioxidborttagningsteknik (CDR) eller negativa utsläppstekniker (NET). IPCC sa att världen skulle behöva förlita sig avsevärt på dessa tekniker för att undvika att öka jordens temperaturer över 1,5 grader Celsius, eller 2,7 grader Fahrenheit, jämfört med förindustriella nivåer.

Med tanke på att halten av växthusgaser fortsätter att stiga och världens ansträngningar för att minska utsläppen är långt ifrån de mål klimatforskare rekommenderar, vilket bidrag vi kan förvänta oss av NET blir en kritisk fråga. Kan de verkligen fungera i tillräckligt stor skala?

Vad är teknik för negativa utsläpp?

Det finns ett stort antal åsikter om hur stor inverkan dessa tekniker kan ha för att hantera klimatförändringar. Jag engagerade mig i debatten eftersom två av de mest framträdande teknikerna för negativa utsläpp involverar koldioxid ₂ fånga och lagra (CCS), en teknik som jag har forskat i nästan 30 år.

Många NET tar bort CO ₂ från atmosfären biologiskt genom fotosyntes - det enklaste exemplet är skogsplantering, eller plantera fler träd. Beroende på den specifika tekniken, kolet som tas bort från atmosfären kan hamna i jord, vegetation, havet, djupa geologiska formationer, eller till och med i stenar.

NET varierar beroende på deras kostnad, skala (hur många ton de kan ta bort från atmosfären), teknisk beredskap, miljöpåverkan och effektivitet. Skogsplantering/återplantering är det enda NET som har distribuerats kommersiellt även om andra har testats i mindre skala. Till exempel, det finns ett antal ansträngningar för att producera biokol, ett kol tillverkat med växtmaterial som har en negativ negativ kolbalans.

I en ny akademisk uppsats diskuteras "kostnader, potentialer, och biverkningar "av de olika nätverken. Skogsplantering/återplantning är ett av de billigaste alternativen, med en kostnad i storleksordningen tiotals dollar per ton CO ₂ , men utrymmet för kolborttagning är litet jämfört med andra NET.

I den andra ytterligheten är direkt luftuppsamling, som täcker en rad konstruerade system avsedda att ta bort CO ₂ från luften. Kostnaderna för direkt luftfångst, som har testats i små vågar, är i storleksordningen hundratals dollar eller mer per ton CO ₂ , men är i den höga änden när det gäller den potentiella mängden CO ₂ som kan tas bort.

I en IPCC -rapport från 2014, en teknik som kallas bioenergi med kolavskiljning och lagring (BECCS) fick mest uppmärksamhet. Detta innebär att växtmaterial brinner, eller biomassa, för energi och sedan samla CO ₂ utsläpp och pumpning av gaserna under jorden. Kostnaden är hög, men inte överdrivet, i intervallet 100-200 US $ per ton CO ₂ tog bort.

Den största begränsningen för storleken på distributionen avser tillgängligheten av "koldioxidsnål" biomassa. Det finns koldioxidutsläpp i samband med växande, skörd, och transport av biomassa, samt potentiella koldioxidutsläpp på grund av förändringar i markanvändningen-t.ex. om skogar huggas till förmån för andra former av biomassa. Dessa utsläpp måste alla hållas på ett minimum för att biomassa ska vara ”koldioxidsnål” och för att det övergripande systemet ska resultera i negativa utsläpp. Potentiell "koldioxidsnål" biomassa inkluderar switchgrass eller loblolly tall, i motsats till att säga majs, som för närvarande förvandlas till flytande bränslen och erkänns ha ett högt koldioxidavtryck.

Några av de föreslagna nätverken är mycket spekulativa. Till exempel, havsbefruktning anses i allmänhet inte vara ett realistiskt alternativ eftersom dess miljöpåverkan på havet förmodligen är oacceptabel. Också, det finns frågor om hur effektivt det skulle vara att ta bort CO ₂ .

Akademiska tar

En studie från 2017 vid University of Michigan gjorde en litteraturöversyn av NET. Å ena sidan, de visade att litteraturen var mycket hausse på NET. Den drog slutsatsen att dessa tekniker kunde fånga motsvarande 37 gigaton (miljarder ton) CO ₂ per år till en kostnad av under $ 70 per ton. För jämförelse, världen släpper för närvarande ut cirka 38 gigaton CO ₂ ett år.

Dock, Jag tycker att detta resultat bör tas med ett stort saltkorn, eftersom de endast bedömde ett NET som etablerat (skogs-/skogsplantering), tre andra som visas (BECCS, biokol och modifierade jordbruksmetoder), och resten som spekulativa. Med andra ord, dessa tekniker har potential, men de har ännu inte visat sig vara effektiva.

Andra studier har en mycket hårdare syn på NET. En studie i Nature Climate Change från 2015 säger, "Det finns för närvarande inget NET (eller en kombination av NET) som kan implementeras för att uppfylla <2 ° C mål utan betydande inverkan på någon av markerna, energi, vatten, näringsämne, albedo eller kostnad, och så måste "plan A" vara att omedelbart och aggressivt minska växthusgasutsläppen. "I en annan studie från 2016, forskarna Kevin Anderson och Glen Peters drog slutsatsen "Negativ utsläppsteknik är inte en försäkring, utan snarare en orättvis och hög insats. Det finns en verklig risk att de inte kommer att kunna leverera i omfattning av sitt löfte. "

Slutsatsen är att NET måste visas för att fungera på en gigaton -skala, till en överkomlig kostnad, och utan allvarliga miljöpåverkan. Det har inte hänt än. Sett ovanifrån, det finns många åsikter om huruvida detta någonsin kommer att hända.

Skyddsnät?

En kritisk fråga är vilken roll NET kan spela, både ur politisk och ekonomisk synvinkel, när vi kämpar för att stabilisera den genomsnittliga globala temperaturen på en acceptabel nivå.

En potentiell roll för NET är som en offset. Det betyder att mängden CO ₂ tas bort från atmosfären genererar krediter som kompenserar utsläpp någon annanstans. Att använda negativa utsläpp på detta sätt kan vara en kraftfull politik eller ekonomisk hävstång.

Till exempel, med flygbolag kan det bästa sättet att nå nollutsläpp vara att låta branschen fortsätta att släppa ut koldioxid ₂ , men kompensera dessa utsläpp med hjälp av krediter från NET. I huvudsak är dessa negativa utsläpp ett sätt att kompensera för utsläppen från flygning, som förväntas förlita sig på fossila bränslen i många år.

Cirka 25 procent av våra nuvarande koldioxidutsläpp kan klassas som svåra att mildra. Denna kompensationsmodell ger ekonomisk mening när kostnaden för negativa utsläpp är lägre än kostnaden för att minska utsläppen från själva källan. So if we can produce negative emissions from say BECCS at about $150 per ton of CO ₂ , they can economically be used to offset emissions from aircraft that would cost several hundred dollars per ton CO ₂ to mitigate by changing how planes are fueled.

The economics of using NETs to correct an "overshoot" are very different.

We as a society seem unwilling to undertake sufficient efforts to reduce carbon emissions today at costs of tens of dollars per ton CO ₂ in order to keep enough CO ₂ out of the atmosphere to meet stabilization targets of 1.5 or 2 degrees Celsius. Dock, correcting an "overshoot" means we expect future generations to clean up our mess by removing CO ₂ from the atmosphere at costs of hundreds of dollars or more per ton CO ₂ , which is what the future deployment of NETs may cost.

This makes no sense, economic or otherwise. If we are unwilling to use the relatively cheap mitigation technologies to lower carbon emissions available today, such as improved efficiency, increased renewables, or switching from coal to natural gas, what makes anyone think that future generations will use NETs, which are much, much more expensive?

That's why I see the role of NETs as an offset being very sound, with some deployment already happening today and increased deployment expected in the future. Däremot, treating NETs as a way to compensate for breaking the carbon budget and overshooting stabilization targets is more hope than reality. The technical, economic and environmental barriers of NETs are very real. In formulating climate policy, I believe we cannot count on the future use of NETs to compensate for our failure to do enough mitigation today.

Denna artikel publiceras från The Conversation under en Creative Commons -licens. Läs originalartikeln.