政府间气候变化小组(IPCC)清楚地指出,ECR将是全球脱碳的必要组成部分,几乎所有IPCC建模的场景都将符合巴黎协定的目标,包括某种形式的ECR(图1)。此类碳去除的必要尺度是显着的,到2050年,IPCC平均脱碳途径每年需要三千加的CDR,例如DAC,BICRS或增强的岩石风化。1仅在美国,到2050年到达零净温室气体排放,每年将需要0.6–2.7千兆的CDR,这是犀牛组的脱碳场景的总体研究。2用于比较,在2022年,使用工程技术从大气中除去了大气中,只有1.3万吨二氧化碳,比世纪中叶必要的要低四个数量级。3
天然岩石风化有可能将CO 2的大约10 5吉甘作为固体碳酸盐存储。1,2然而,将硅酸盐和CO 2转化为碳酸盐的转化速度很慢,导致每年仅0.13 Gigatons的矿化。1这里,我们演示了一个连续的流量电化学反应器,能够以惰性碳酸盐矿物质的形式捕获和永久存储CO 2。通过电解质产生H +和OH - 在由Ca 2+选择性膜分隔的腔室中,这种“风化电解油”可加速岩石风化的岩石,最多3个数量级。H+将硅酸盐分解为化学室中的反应性Ca 2+物种,而OH - 与CO 2和Ca 2+反应,在相邻的阴极室中形成Caco 3矿物。我们表明,风化电解仪能够衍生自烟气和空气的矿化CO 2,同时避免将CO 2与常规捕获单元隔离开来。
根据联合国(联合国)的说法,气候变化意味着温度和天气的长期变化。由于气候变化,2022年的表面温度比20世纪的平均温度温度比13.9°C的平均温度高0.86°C,并且比工业时间(1880-1900)温暖1.06°C。导致气候变化的最重要的温室气体是二氧化碳(CO 2)和甲烷。国际能源局(IEA)报告说,CO 2和甲烷的全球排放量和工业过程中的甲烷已达到了Co 2和4.5 gigatons Co 2-同等甲烷的每年36.8 Gigatons(GTPA)的新历史记录,因此,总计41.3 GTPA CO 2- EER 2- EER 2- EQEBAITERTS [1]。截至2022年5月,大气中CO 2的平均浓度为421 ppm(0.04%),科学家估计,在工业前时代,CO 2的浓度加倍可能会将地球平均温度提高1.5-4.5°C。因此,朝着低碳未来发展的不可阻挡的愿望是基于对基于科学的气候变化证据的全球共识。京都协议(1997年)是第一个具有法律约束力的气候协议,该协议要求工业化国家平均将排放量减少5%,而1990年的水平则是5%。但是,京都议定书并未义务诸如中国和印度的发展中国家,这些国家是CO 2的主要发射者。后者是《巴黎协定》(2015年),该协议迫使所有国家(即发达国家和发展中国家)参与其中。《巴黎协定》还设定了限制未来温度升高到2°C目标是到2050年到达CO 2的零全球排放,当时温室气体的量与离开大气的量相同。
应对气候变化带来的影响和挑战需要全球各地的企业和政府采取前所未有的协调行动。联合国政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 估计,自前工业化以来,人类活动已向大气中排放了超过 2,200 千兆吨二氧化碳 (CO 2 ),而避免气候变化的最严重影响则需要将未来的二氧化碳排放量限制在 420-770 千兆吨的“预算”内。i 鉴于目前全球排放量约为每年 42 千兆吨,专家们的共识是,正如 IPCC、美国国家科学院和其他科学机构最近的报告所反映的那样,通过自然和工程解决方案(包括直接空气捕获)去除碳将是实现国际气候目标的减排战略的重要补充。ii 本白皮书主张联邦政府大力加速进一步开发和部署直接空气捕获 (DAC) 技术。此前,咨询委员会曾发布过两份白皮书,从环境和经济角度阐述了投资 DAC 作为应对气候危机的关键工具的必要性。
●土壤碳固化是捕获并存储在土壤中的大气二氧化碳的过程,形成了自然全球碳循环的一部分。●在不受干扰的天然生态系统中,碳可以存储在土壤中数千年。然而,自然土地向农田的转化使土壤有机碳库存枯竭,并将这种存储的碳释放到大气中。●牲畜放牧系统负责在过去的六十年中损失大量土壤碳。●再生放牧 - 涉及在短时间内在陆地上旋转牲畜 - 已提议作为改善土壤碳储备和抵消牲畜养殖排放的解决方案。●最近的估计表明,改善放牧管理可能会在植被和土壤中占据约63千吨(十亿吨)的碳。●但是,一旦考虑了放牧动物的甲烷和氧化氧化物的排放,估计需要135吉甘吨的碳吸收物来抵消这些排放。●依靠土壤碳固执来抵消放牧系统的排放,因为碳存储是有限的和可逆的,并且甲烷和一氧化二氮的排放量增加可能会抵消土壤中碳固相机的任何收益。再生放牧的影响也高度依赖于上下文。●尽管有不确定性,但在世界某些地区,土壤中的碳中的碳可能导致中期降低气候变化。●旨在维持或改善土壤碳的管理实践还提供其他好处,例如改善土壤健康,侵蚀控制和减少排放强度,产量和农民的收入有积极的结果。
面对气候变化的不断升级威胁需要创新和大规模的交流。本文提出了一项大胆的建议,以在遥远的玄武岩海床中采用埋藏的核爆炸,以粉碎玄武岩,从而通过造型岩石风化(ERW)加速了碳固存。通过精确定位海底下方的爆炸,我们旨在弥补碎屑,辐射和能量,同时确保在足够的地表下迅速岩石风化,以使大气中的碳含量有意义。我们的分析概述了有效的碳捕获和最小的侧支效应所必需的参数,强调对Gigatons的收益率对于全球气候影响至关重要。尽管这种方法可能看起来很激进,但我们通过检查安全因素,保存当地生态系统,政治考虑和财务生存能力来说明其可行性。这项工作主张将核技术重新构想不仅是破坏力的力量,而且是脱碳的潜在催化剂,从而邀请进一步探索针对气候变化的领域中的开拓解决方案。
这些资源可帮助实现海上石油和天然气作业脱碳,生产低碳电力和氢气,并有助于扩大和脱碳全球蓝色经济,包括海运、近海水产养殖和农业、海水淡化和制冷。据估计,到 2050 年,海上可再生能源将减少约 5.4 千兆吨 (Gt) / 天的二氧化碳排放量,占《巴黎气候协定》规定将气温升幅控制在 1.5°C 以下的全球努力的 10% ii 。如果没有气候政策,仅海上风力发电的全球气候价值(即根据气候风险和机遇调整后的财务回报价值)估计就达到 1000 亿美元,而如果有碳排放上限(即对允许的排放量进行限制),则为 1200 亿美元,如果有效实施全球碳税,则为 4500 亿美元 iii 。
可用。技术的进步和基础设施投资已转移成本曲线,并使解决方案得以优化和扩展,并提供了全新的业务模型。新兴技术的指数增长使我们能够以根本上新的和不同的方式做事 - 无论是使用高级材料,AI,高级计算,区块链,连接的设备还是生物技术。这些解决方案可以帮助以更快的速度和规模来脱碳行业。PWC/Microsoft分析表明,仅AI,并且在仅4个经济领域,每年的全球排放量就可以在2030年将CO 2 E的2.4吉甘元减少。这相当于澳大利亚,加拿大和日本的排放,相对于往常而言,相对于业务,碳强度的总体降低为4.4 - 8.0%。19
C Degrees Celsius AEO Annual Energy Outlook ANL Argonne National Laboratory AR6 Sixth Assessment Report ATB Annual Technology Baseline Bcf, BCF Billion cubic feet Bcf/d Billion cubic feet per day BECCS Bioenergy with carbon capture and storage BIL Bipartisan Infrastructure Law Btu British thermal unit CCS Carbon capture and storage CDR Carbon dioxide removal CH 4 Methane CO 2 Carbon dioxide CO 2 e Carbon dioxide equivalent DAC Direct air capture DOE Department of Energy EIA Energy Information Administration EMF Energy Modeling Forum EPA Environmental Protection Agency EJ Exajoule (10 18 joules) FECM Office of Fossil Energy and Carbon Management FID Final investment decisions FTA Free trade agreement GCAM Global Change Analysis Model GDP Gross domestic product GHG Greenhouse gas Gt Gigaton GtCO 2 Gigatons二氧化碳