Удаление углерода необходимо для достижения чистого нуля, но имеет свои собственные климатические риски

Люди гуляют в Дубае, месте проведения климатического саммита ООН COP28 6 декабря 2023 года, Объединенные Арабские Эмираты. (AP Photo/Рафик Макбул)

Когда делегаты собираются в Дубае на климатической конференции COP28 с целью активизировать амбиции по достижению целей Парижского соглашения , ключевым компонентом этих усилий являются обещания стран достичь нулевых выбросов примерно к середине столетия.

Чистые нулевые выбросы углекислого газа (CO₂) относятся к балансу между выбросами и удалением CO₂ , при котором чистое влияние на уровни CO₂ в атмосфере равно нулю. Часто предполагается, что если такой баланс будет достигнут, чистое воздействие на климат также будет равно нулю.

Однако в недавней статье в журнале Nature Climate Change мы показываем, что, если мы не примем во внимание ряд других факторов — таких как постоянство углерода, хранящегося в растительности и почвах, изменения в отражательной способности ландшафтов и полный набор выбрасываемых парниковых газов — балансирование выбросов и удаления CO₂ не достигнет намеченной климатической цели.

Удаление углекислого газа (CDR) относится к деятельности человека, которая намеренно удаляет углекислый газ (CO₂) из атмосферы. CDR может использовать как естественные, так и технологические системы, хотя в любом случае оно должно быть дополнительным к удалению CO₂, которое обеспечивается уже действующими пассивными поглотителями углерода , такими как существующие леса.

Примеры CDR включают посадку деревьев на ранее обезлесенных или незалесенных землях, производство биоэнергии, а также улавливание и хранение выбрасываемого углерода, удобрение океана для стимулирования биологического производства и улавливание CO₂ непосредственно из воздуха с помощью химических и технологических средств.

Каковы потенциальные проблемы?

Чтобы CDR сбалансировал климатические последствия выбросов CO₂ от сжигания ископаемого топлива, он должен привести к постоянному хранению углерода , а это означает, что углерод должен оставаться нетронутым на протяжении веков или тысячелетий. Однако углерод, хранящийся в деревьях, уязвим для природных воздействий, таких как засухи , лесные пожары , нашествия насекомых и другие биотические нарушения , и может быть повторно высвобожден гораздо раньше.

Например , углерод, улавливаемый и хранимый на лугах с водорослями или мангровых лесах, повторно высвобождается после волн морской жары. Любые изменения в решениях по землепользованию и управлению также могут повлиять на постоянство углерода, хранящегося в CDR.

Чтобы CDR сбалансировал климатические последствия выбросов CO₂ от сжигания ископаемого топлива, он должен привести к постоянному хранению углерода , а это означает, что углерод должен оставаться нетронутым на протяжении веков или тысячелетий. Однако углерод, хранящийся в деревьях, уязвим для природных воздействий, таких как засухи , лесные пожары , нашествия насекомых и другие биотические нарушения , и может быть повторно высвобожден гораздо раньше.

В октябре 2022 года можно увидеть траву, кустарник и некоторые небольшие деревья, растущие среди валунов, оставшихся после Ангорского пожара 2007 года возле озера Тахо, Калифорния. Эти пожары ставят под угрозу усилия по улавливанию углерода, вызывающего потепление климата. (AP Photo/Брайан Мелли)

Некоторые подходы CDR, при их крупномасштабном применении, влияют на потоки энергии и воды на поверхности Земли, что приводит к так называемым «биогеофизическим» эффектам на климат, которые дополняют эффекты секвестрации CO₂.

Например, крупномасштабная посадка деревьев на сельскохозяйственных территориях или лугах приводит к снижению способности поверхности земли отражать солнечный свет и, следовательно, к эффекту потепления. Этот эффект особенно силен в регионах с сезонным снежным покровом, где более темный цвет деревьев снижает высокую отражательную способность снега.

Внедрение ряда методов CDR также может привести к увеличению выбросов закиси азота и метана, двух мощных парниковых газов. Например, биоэнергетика с улавливанием и хранением углерода, а также восстановление лесов требуют использования азотных удобрений, что увеличивает выбросы закиси азота.

Восстановление прибрежных экосистем, таких как луга с водорослями или мангровые леса, также может привести к увеличению выбросов метана и закиси азота.

Из-за потенциального непостоянства углерода, накопленного CDR, а также биогеофизических и других эффектов парниковых газов, балансирование выбросов CO₂ с CDR не всегда может привести к желаемому климатическому результату.

Например, балансирование выбросов ископаемого топлива с удалением CO₂ посредством крупномасштабного лесовосстановления может привести к более сильному глобальному потеплению по сравнению со случаем, когда выбросы ископаемого топлива устраняются. Эта асимметрия может привести к превышению температурных пределов, установленных Парижским соглашением.

Что с этим делать?

По вышеуказанным причинам учет парниковых газов и политика, разработанная для компенсации выбросов парниковых газов, должны учитывать весь набор климатических последствий предлагаемого CDR, чтобы гарантировать, что намеченные климатические цели не будут поставлены под угрозу.

Подходы CDR с короткими сроками хранения углерода или с высоким риском природных и / или антропогенных нарушений (например, в пожароопасных регионах) не должны использоваться для балансировки выбросов CO₂ от ископаемого топлива.

Для удаления углерода, путем его связывания, крайне важно, чтобы протоколы с нулевым уровнем выбросов требовали избыточного количества CDR в качестве страховки на случай потерь углерода.

Даже если выбросы CO₂ были точно сбалансированы за счет удаления CO₂ (левая панель), результирующие температурные эффекты могут не сбалансироваться из-за неодинакового постоянства, биогеофизических и газовых и аэрозольных эффектов, не связанных с CO₂, выбросов и поглощений CO₂ (правая панель). Оранжевые значки обозначают согревающий эффект, синие — охлаждающий. (автор Кирстен Зикфельд)

Аналогичным образом, подходы CDR, которые приводят к биогеофизическим эффектам или высвобождают такие газы, как метан и закись азота, при развертывании рискуют полностью свести на нет климатическую выгоду от улавливания углерода. Как средство балансировки выбросов CO₂ образуемых при сжигании ископаемого топлива использовать их не следует.

В тех случаях, когда биогеофизические эффекты или выбросы ПГ частично противодействуют климатической выгоде от секвестрации углерода, для компенсации этих эффектов требуется дополнительное количество CDR. Меры, используемые для установления эквивалентности между выбросами и поглощениями CO₂, а также биогеофизическими эффектами и эффектами парниковых газов, должны быть строгими и научно обоснованными.

Сокращение выбросов остается первоочередной задачей

Климатические решения, основанные на природе, которые не подходят для балансировки выбросов ископаемого топлива из-за высокого риска потерь углерода – и/или серьезных биофизических эффектов или эффектов, связанных с выбросами парниковых газов, – все же могут быть целесообразными для внедрения из-за других преимуществ, помимо смягчения последствий изменения климата. Основные из них  сохранение или восстановление биоразнообразия и повышение устойчивости ландшафтов.

Если эти решения будут использоваться в дополнение, а не в качестве альтернативы сокращению выбросов ископаемого топлива, то они все равно могут принести климатические выгоды, даже если они относительно временные.

Удаление углекислого газа потребуется, чтобы сбалансировать выбросы, которые трудно устранить, и увеличить шансы на достижение климатической цели Парижского соглашения.

Однако, хотя CDR может сыграть решающую роль в смягчении последствий изменения климата, нынешняя неопределенность в отношении его полных последствий подчеркивает необходимость уделять первоочередное внимание сокращению выбросов как можно быстрее и в максимально возможной степени.