22/03/2023
0По данным МГЭИК, для борьбы с изменением климата может потребоваться высасывание углерода из атмосферы. Джоселин Тимперли рассматривает, как могут работать эти «отрицательные выбросы».
Человечество находится на тонком льду . Согласно новому отчету, опубликованному Межправительственной группой экспертов ООН по изменению климата ( МГЭИК ), только быстрое сокращение использования ископаемого топлива, повышение эффективности и значительное сокращение выбросов парниковых газов во всех секторах могут помочь нам избежать худших последствий изменения климата.
По словам главы ООН Антониу Гутерриша, новый отчет должен служить «руководством по выживанию для человечества». К действиям по борьбе с изменением климата надо преступать немедленно используя подход, который глава ООН определил в тех словах: «все, везде и сразу».
Наряду с мерами по сокращению количества углерода, выбрасываемого в атмосферу, этот подход, вероятно, должен будет включать еще одно действие, которое ученые считают все более и более необходимым: удаление двуокиси углерода (CO2) из атмосферы.
Не заблуждайтесь, нам нужно удалить нагар; но мы должны делать это ответственно — Роб Беллами
Этот термин относится к множеству механизмов и технологий, которые будут вытягивать CO2 из воздуха и улавливать его, чтобы он не мог способствовать парниковому эффекту, нагревающему нашу планету. Идея состоит в том, чтобы активно обращать вспять выбросы, которые люди закачивают в атмосферу. Предлагаемые методы включают в себя все: от прямого улавливания воздуха или биоэнергии с улавливанием и хранением углерода (CCS) до биоугля или усиленного выветривания горных пород.
Но насколько реально масштабировать различные предлагаемые методы удаления CO2 до уровней, которые будут иметь существенное значение для климата? Являются ли некоторые варианты лучше, чем другие? И какие схемы рискуют оказаться слишком сумасшедшими, чтобы когда-либо иметь шанс?
Поскольку в течение десятилетий миру не удавалось обуздать рост выбросов парниковых газов , многие ученые теперь считают некоторые формы удаления CO2 необходимыми для ограничения опасного изменения климата. ( Подробнее о климате в 2023 году ).
ЧТО ТАКОЕ УДАЛЕНИЕ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА?
Удаление углекислого газа (CDR), также называемое «отрицательными выбросами», — это общий термин для ряда методов, с помощью которых люди могут либо напрямую удалять CO2 из атмосферы с помощью технологий, либо влиять на его удаление через естественные системы, такие как леса.
Роб Беллами, лектор по общественно значимым климатическим проблемам в Манчестерском университете, говорит, что отчет МГЭИК ясно дает понять , что удаление CO2 из воздуха — это «не просто вариант, а необходимость». Однако он предупредил, что методы удаления углерода также несут значительный риск как для людей, так и для окружающей среды.
«Теперь нам нужен широкий общественный диалог о том, какие методы следует использовать, как их стимулировать и, в конечном итоге, как ими управлять. Не заблуждайтесь, нам нужно удалять углерод, но мы должны делать это ответственно».
В частности, в новом отчете МГЭИК отмечается, что удаление CO2 потребуется для уравновешивания «трудно поддающихся сокращению остаточных выбросов парниковых газов», чтобы достичь их нулевых выбросов. В нем отмечается, что к секторам с такими трудно поддающимися сокращению выбросами относятся сельское хозяйство, авиация, судоходство и промышленные процессы (эти сектора считаются трудными для сокращения выбросов либо из-за отсутствия технологий, либо из-за высоких затрат на обезуглероживание).
Но не все ученые согласны. Некоторые обеспокоены возможностью удаления CO2 в больших масштабах и говорят, что было бы ошибкой полагаться на это слишком сильно . Они также предупреждают, что это может стать неоправданным и рискованным оправданием для правительств, чтобы избежать значительного сокращения выбросов, необходимого для борьбы с изменением климата.
«Отчеты МГЭИК показывают, что мы можем предотвратить необратимый ущерб людям и планете, если мы расширим масштабы проверенных решений, доступных сейчас: замена ископаемого топлива возобновляемыми источниками энергии, повышение энергоэффективности и сокращение использования энергии и ресурсов — это самый верный путь к ограничению глобального потепления до 1.5C», — говорит Лили Фур, заместитель директора программы по климату и энергетике Центра международного экологического права (Ciel), некоммерческой юридической фирмы по вопросам окружающей среды, базирующейся в Женеве, Швейцария.
«Построение наших стратегий смягчения последствий на моделях, которые вместо этого фиксируют несправедливый рост и удобно исключают риски технических решений, таких как улавливание и хранение углерода и удаление CO2, игнорирует это громкое сообщение и увеличивает вероятность превышения», — говорит Фур.
Сколько нам нужно?
Ранее в этом году в отчете, подготовленном исследователями из Оксфордского университета, впервые была дана полная оценка текущего состояния удаления CO2 людьми во всем мире . Подсчитано, что это число составляет около двух миллиардов тонн (GT) CO2 в год. Это примерно равно 5% от 36,6 Гт CO2 , выброшенных в атмосферу в результате использования ископаемого топлива и цемента в 2022 году.
Но в настоящее время у стран мало планов по увеличению удаления CO2 выше текущих уровней, говорится в отчете.
В своих собственных оценках МГЭИК рассматривает различные пути достижения сокращения выбросов в соответствии с разной степенью амбициозности. Большинство этих путей в настоящее время требуют определенного уровня методов удаления CO2, и практически все сценарии, соответствующие целям Парижского соглашения по ограничению потепления до 1,5°C или намного ниже 2°C, включают, по крайней мере, некоторое удаление CO2. В настоящее время мир находится на пути к повышению температуры на 2,4 градуса Цельсия к 2100 году, если все климатические обязательства стран ООН будут полностью выполнены, или на 2,8 градуса Цельсия к 2100 году, если учитывать только уже проводимую климатическую политику.
Однако точный объем удаления, необходимый для достижения этого уровня, сильно зависит от того, какие сокращения выбросов были сделаны, что затрудняет определение точной цифры. Сценарии, демонстрирующие резкое и быстрое сокращение выбросов, требуют минимального удаления CO2.
Некоторые из сценариев МГЭИК также допускают «климатический выброс» — период, когда целевые глобальные температуры временно превышаются, прежде чем вернуться к целевому значению. По словам МГЭИК, такое снижение температуры потребует некоторого удаления CO2.
Какие есть варианты?
Существует огромное количество различных способов потенциального удаления CO2 из воздуха. Однако стоит отметить, что никакие технологические методы не были проверены в больших масштабах.
На приведенном ниже графике показан расчетный потенциал сокращения выбросов для нескольких различных технологий, полученный в результате оценки удаления CO2 Оксфордского университета.
Биоэнергетика с улавливанием и хранением углерода является наиболее известным технологическим методом в отчете МГЭИК. Здесь деревья выращивают для улавливания CO2, а затем сжигают на заводе для получения энергии. Выбросы завода улавливаются и постоянно хранятся под землей, что известно как улавливание и хранение углерода (CCS).
Еще одним широко обсуждаемым технологическим методом удаления CO2 из атмосферы является прямой захват воздуха (DAC). В этом методе используются машины для извлечения CO2 непосредственно из воздуха . Если этот CO2 постоянно хранится под землей с использованием CCS, общие выбросы будут отрицательными. Подавляющее большинство инвестиций в период с 2020 по 2022 год было сосредоточено на этой форме удаления CO2. ( Узнайте больше об устройстве, которое реверсирует выбросы CO2 .)
Между тем, использование биоугля для удаления CO2 будет включать использование биомассы, такой как деревья или растительный материал, который улавливает углерод во время роста, подвергается пиролизу (нагреву в отсутствие кислорода) для получения черного, похожего на уголь вещества, которое состоит в основном из углерода. Затем этот биоуголь можно добавить в почву, теоретически блокируя углерод.
Усиленное выветривание горных пород также было предложено в качестве способа удаления CO2 из атмосферы . Он будет заключаться в распространении большого количества мелкоизмельченной силикатной породы, такой как базальт, на суше, чтобы имитировать естественное выветривание горных пород, что в конечном итоге приведет к тому, что CO2 окажется в океане в виде бикарбоната или запертым на морском дне.
Наконец, подщелачивание океана является еще одним предлагаемым процессом, который будет включать добавление в океан щелочных материалов, таких как силикатные или карбонатные породы, для увеличения количества поглощаемого им CO2. Аналогичным образом, удобрение океана будет включать стимулирование роста фитопланктона в океане для увеличения секвестрации углерода.
Несмотря на то, что эти «новые» методы связывания CO2 были широко разрекламированы, на самом деле они все еще находятся в зачаточном состоянии. Стив Смит, исполнительный директор Oxford Net Zero и CO2RE в Оксфордском университете и ведущий автор оценки удаления CO2, отмечает, что даже сочетание всех вышеперечисленных методов удаляет всего два миллиона тонн CO2 в год (Мт CO2/год). Это количество равно 0,005% мировых выбросов ископаемого топлива и цемента в 2022 году.
Согласно оценке удаления CO2, улавливание с помощью этих методов должно вырасти на четыре-шесть порядков к середине века, чтобы соответствовать температурным целям Парижского соглашения.
Но есть и другие способы улавливания и хранения углерода, которые уже используются гораздо шире, отмечается в оценке. На самом деле, 99,9% из 2 Гт антропогенного удаления CO2, которое происходит каждый год, приходится на то, как мы управляем землей – в частности, управление лесным хозяйством, облесение и лесовосстановление . Восстановление других экосистем, которые хранят много углерода, таких как торфяники и мангровые заросли , также являются важными источниками.
Восстановление этих экосистем также дает огромные сопутствующие выгоды, поскольку оно необходимо для повышения устойчивости к последствиям изменения климата и преодоления кризиса биоразнообразия .
Пределы отрицательных выбросов
Тем не менее, существуют пределы того, насколько эти естественные системы могут улавливать углерод. Ученые предупредили, что мы не должны слишком верить в то, что деревья спасут нас , и что они, безусловно, не могут обратить изменение климата вспять сами по себе. Также существует риск того, что восстановление этих экосистем может оказаться недолгим, особенно при повышении температуры, поэтому накопленный в них CO2 может в конечном итоге снова попасть в атмосферу.
Ученые предупреждают, что могут возникнуть серьезные проблемы с масштабированием многих новых технологий.
Например, многие эксперты считают подщелачивание океана и внесение удобрений слишком опасными для морской среды и думают, что они в любом случае могут не сработать.
В то же время для крупномасштабного внедрения биоэнергетики с использованием CCS потребуется передать огромные площади земли под биоэнергетические культуры, что, в свою очередь, может поставить под угрозу продовольственные системы и сохранение экосистем.
Существуют аналогичные опасения по поводу большого количества земли, которая потребуется для производства биоугля ( долгосрочные последствия широкомасштабного использования биоугля также неизвестны ), а высокие температуры, необходимые для производства биоугля, требуют много энергии .
Точно так же измельчение горных пород для улучшения их выветривания также потребует много энергии и может быть очень дорогим.
Dac с CCS также является энергоемким и может оказаться чрезвычайно дорогим для развертывания в больших масштабах, хотя некоторые ученые работают над новыми методами, которые, как они надеются, могут быть дешевле.
ПОЧЕМУ УЛАВЛИВАНИЕ УГЛЕРОДА НЕ ВСЕГДА УДАЛЯЕТ CO2
Некоторые способы использования этих технологий не приводят к отрицательным выбросам. Если CO2 улавливается из атмосферы с помощью DAC или биоэнергии, а затем превращается в топливо или используется в других продуктах, в результате чего он в конечном итоге выбрасывается обратно в атмосферу , общее количество углерода в атмосфере остается прежним, и это только “углеродно-нейтральный” результат. Только если углерод хранится в течение длительного времени, например, с помощью CCS, он способствует отрицательным выбросам.
Точно так же, если выбросы от ископаемого топлива, сжигаемого на заводе, улавливаются и хранятся с помощью CCS, это не удаляет CO2 из атмосферы. Это только предотвращает попадание этих выбросов в атмосферу в первую очередь.
По всему миру растет число объектов CCS , но накопление углерода еще не достигнуто в больших масштабах, и, как отмечает МГЭИК, в настоящее время оно намного ниже необходимого. Тем не менее, МГЭИК говорит, что в мире достаточно технических геологических хранилищ для всех хранилищ CO2, необходимых до 2100 года, чтобы ограничить глобальное потепление до 1,5°C.
По словам Смита , хотя ученые пришли к выводу о необходимости отрицательных выбросов в будущем, львиная доля разрыва выбросов до 2030 года все еще должна быть закрыта за счет сокращения выбросов.
Однако в отсутствие новой политики по борьбе с изменением климата мы лишь приблизительно стабилизируем глобальные выбросы в течение 2020–2030 годов. По его словам, удаление CO2 становится критически важным, особенно в долгосрочной перспективе.
Отвечая на новый отчет МГЭИК, активистка по климату Грета Тунберг назвала бездействие власть имущих в связи с климатическим кризисом «беспрецедентным предательством». К сожалению, сейчас мир может столкнуться с необходимостью устранять ущерб с помощью методов, которые намного сложнее и рискованнее, чем это было бы, прежде всего, при прекращении выбросов.
