新研究称采取多样化的方法是碳去除的关键

多元化可降低风险。这是能源部太平洋西北国家实验室的科学家领导的一项新研究的一个关键要点的精神。到本世纪末将全球变暖限制在1.5摄氏度的有效途径可能需要多种能够从地球大气和海洋中吸收二氧化碳的技术。

作者警告说，过度依赖任何一种碳去除方法都可能带来不必要的风险。我们可能需要它们来去除必要数量的二氧化碳 - 每年10亿吨 - 以确保到1年仅变暖5.2100度。

今天发表在《自然气候变化》杂志上的这项新工作概述了六种不同方法的碳去除潜力。它们的范围从恢复被砍伐的土地到在景观中散布碎石，这种方法被称为增强风化。

这项研究标志着首次尝试将美国立法中认可的所有二氧化碳去除方法整合到一个单一的综合模型中，该模型预测了它们的相互作用如何在全球范围内进行测量。它这样做的同时展示了这些方法如何影响用水、能源需求或可用农田等因素。

作者通过模拟脱碳情景来探索这些碳去除方法的潜力：假设的未来，证明如果这些技术在不同的条件下部署，可能会出现什么样的相互作用。例如，他们探索了不应用气候政策的途径(结果变暖上升到3.5度)。

第二种途径表明，在一项雄心勃勃的政策下，使用这些技术需要去除多少碳，在该政策中，碳排放量被限制在本世纪中叶降至净零，到本世纪末降至净负，以将世纪末变暖限制在1.5度以下。

第三种情况遵循相同的排放路径，但与行为和技术变革相结合，例如低材料消耗和快速电气化。在这种情况下，这些社会变化转化为更少的总排放量，这有助于减少残余温室气体排放量，这些残余温室气体排放量需要通过碳去除来抵消，以实现 1.5 度的目标。

为了达到这个目标 - 巴黎协定的最初目标 - 作者发现每年必须去除大约10亿吨二氧化碳。即使各国加强努力减少所有来源的二氧化碳排放量，这一数额仍然保持不变。

“到本世纪末将我们降低到1.5度将需要一种平衡的方法，”PNNL科学家Jay Fuhrman说，他的工作源于联合全球变化研究所。“如果这些技术之一未能实现或扩大规模，我们不希望篮子里有太多鸡蛋。如果我们使用全球多样化的碳去除策略组合，我们可以在减轻排放的同时降低风险。

其中一些技术将做出很大贡献，每年有可能去除数亿吨的二氧化碳。其他人提供的较少，但仍能发挥重要作用。例如，到本世纪中叶，增强的风化每年可以去除多达四亿吨的二氧化碳。

在这种方法下，散布在农田上的细磨岩石将大气中的二氧化碳转化为地面上的碳酸盐矿物。这是研究中确定的最具成本效益的方法之一。

相比之下，直接海洋捕获和碳储存，其中二氧化碳从海水中剥离并储存在地球地下，可能会去除更少的碳。根据作者的说法，就其本身而言，这项新兴技术非常昂贵。然而，将这种方法与淡化水需求较高的地区的海水淡化厂相结合，可以降低成本，同时实现更有意义的碳减排。

除了上述去除方法外，正在研究的技术还包括生物炭，直接空气捕获与碳储存，以及生物能源与碳捕获和储存配对。

建模的每种技术都具有独特的优势、成本和后果。其中许多因素与特定地区有关。作者以撒哈拉以南非洲为例，生物炭、增强风化和具有碳捕获和储存的生物能源有助于显着减少。

然而，作者发现需要做很多工作来解决二氧化碳以外的温室气体，如甲烷和一氧化二氮。其中许多非一氧化碳2气体的效力是二氧化碳的几倍，同时更难瞄准。

虽然新论文中研究的一些去除方法得到了很好的研究，但它们与其他新方法的相互作用尚不清楚。这项工作起源于联合全球变化研究所，这是PNNL和马里兰大学之间的合作伙伴关系，研究人员探索人类，能源和环境系统之间的相互作用。

他们的工作重点是预测一系列可能的脱碳情景可能产生的权衡。作者试图更好地了解这些方法如何相互作用，以便政策制定者在脱碳努力中了解情况。

“这项研究强调了继续研究二氧化碳去除方法及其潜在影响的必要性，”通讯作者和PNNL科学家Haewon McJeon说。“虽然每种方法都有其独特的优势和成本，但多样化的二氧化碳去除方法组合对于有效应对气候变化至关重要。通过更好地了解每种方法的潜在影响，我们可以制定更全面，更有效的策略来减少温室气体排放和限制全球变暖。

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