De globala utsläppen når cirka 40 miljarder ton varje år. Ett så stort antal kan vara svårt att föreställa sig, men kemiingenjören Jennifer Wilcox erbjuder ett sammanhang:Cirka 10 miljarder av dessa kommer enbart från transportsektorn.

"För att ta bort eller undvika en fjärdedel av våra årliga utsläpp, i stort sett varje flygplan, varje bil, allt detta måste sluta helt, säger Wilcox, en professor vid Worcester Polytechnic Institute i Massachusetts, och en gästforskare vid Penns Kleinman Center for Energy Policy. "Ingen körning, ingen flygperiod."

En sådan dramatisk förändring är inte trolig inom kort. Och generellt sett, Wilcox säger att ingen enskild lösning faktiskt kommer att lösa klimatkrisen. "Det finns ingen silverkula, " hon säger.

Havet och vissa landområden absorberar naturligt ungefär hälften av atmosfärens kol. Men utöver den organiska hjälpen, det återstår en hel del att kämpa med, något som Wilcox och andra forskare har tagit upp med ett koncept som kallas negativa utsläpp.

Brett, detta innebär att dra CO ₂ ur luften och permanent lagra den, ofta under jorden, var den har sitt ursprung. Wilcox arbetar på en typ av negativ emission som kallas direkt luftinfångning, som använder kemikalier som reagerar med kol för att underlätta denna process för att beslagta och lagra.

På Kleinman Center, hon höll ett föredrag om direktfångst med mera för studenter och forskare. Här är fyra takeaways från det föredraget och ett samtal med Penn Today som följde.

1. Ett viktigt steg för att uppfylla de globala klimatförändringsmålen är att minska utsläppen – men det i sig är inte längre tillräckligt.

Som en del av Parisavtalet, 175 länder har skrivit på för att hjälpa till att begränsa den globala temperaturökningen med högst 2 grader Celsius. Koldioxidhalten i atmosfären, ofta beskrivet i termer av delar per miljon (ppm), är en viktig orsak till denna uppvärmning.

Dessa ppm fortsätter att öka. Faktiskt, National Oceanic and Atmospheric Administration rapporterade nyligen att i januari 2020, luftkoncentrationer av CO ₂ hade nått 413 ppm, upp från 410 ppm bara ett år tidigare. Före den industriella revolutionen, det antalet svävade runt 280 ppm. Ett viktigt första steg är att sänka den nuvarande koldioxidhalten ₂ avger, säger Wilcox. "Men det kommer inte att räcka. Vi har inte agerat tillräckligt snabbt, så vi behöver också negativa utsläpp."

2. "Negativa utsläpp" beskriver en rad lösningar.

Utöver den direkta luftfångsten som Wilcox studerar, det finns kolavskiljning som mest grundläggande:Plantera ett träd, och det trädet kommer naturligt att dra CO ₂ från luften. Den där, självklart, kräver många, många träd och fortfarande förmodligen inte skulle göra tillräckligt. I en annan process, mineraler som kalcium och magnesium som finns i stenar reagerar med och lagrar koldioxid. Tidsskalan här är för lång i sig, i storleksordningen tusentals år, så forskare försöker påskynda det.

"Det finns också bioenergi med kolavskiljning, " Wilcox säger. "Det här är ganska coolt." Med mycket hög värme, organiskt material som härrör från växter och djur – foder, säg – bli förvandlade till små pellets lika stora som kolpartiklar. Eftermonterade koleldade anläggningar kan bränna biomassan och fånga upp kolet. "Du måste fortfarande göra något med CO ₂ , " tillägger hon, "så det är verkligen kolavskiljning och lagring."

3. Havet kan bara göra så mycket.

Ja, havsvattnet suger upp mycket av den koldioxid som människor sätter i luften varje år. Men, som Wilcox noterar, det kommer till en kostnad. "Vi ser korallblekning, havsförsurning. Det är skrämmande." För att inte nämna det faktum att på grund av hur vattencirkulation och tidvatten fungerar, djuphavet "vet" ännu inte riktigt hur illa det har blivit.

"Djupa havet kommer inte att se dessa utsläppsnivåer på decennier. I delar av djuphavet, djur och växter tror fortfarande att vi är på 270 ppm, " förklarar Wilcox. Vissa i forskarvärlden tittar på kolavskiljning från haven. Högre CO ₂ koncentrationer kan göra det lättare att utvinna kol, men det finns fortfarande mycket att lära och tänka på.

4. Att skala upp till en punkt som kommer att göra verklig skillnad är kostsamt och kräver inköp från den federala regeringen.

Just nu, till exempel, direkt luftavskiljning kostar cirka 600 USD per ton CO ₂ . Under de kommande fem åren, som kan sjunka till $300 per ton eller så, men, med tanke på behovet av att ta bort miljarder ton kol, det är fortfarande en för hög prislapp. Regeringen har erbjudit skattelättnader för att använda CO ₂ på ett specifikt sätt eller förvara det under jord, men, enligt Wilcox, krediterna är inte tillräckligt höga för att kompensera företagens kostnader, än mindre ge dem en vinst.

Mer pengar investerade och fördelade på negativa utsläppsprojekt kan göra skillnaden, säger Wilcox. "Jag tänker på det här i termer av en moonshot-idé, " hon säger, "vissa projekt globalt där regeringen har varit villig att spendera en betydande del av BNP. Ett av dem var 1966, Apollo-programmet – USA investerade hälften av 1 % av BNP. Det var ett lopp för att komma till månen. Nu är detta en klimatkris, men det var bara spännande:Den första att komma till månen och säkert tillbaka till jorden. I dag, det skulle motsvara cirka 100 miljarder dollar."

En annan sorts tävling pågår nu, hon säger. "Eftersom, faktiskt, vi har aldrig skalat upp så här förut."