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Leo Hickman.

Leo Hickman.

13.04.2016 |上午8:00
58必威网 时间表:Beccs如何成为气候变化的“救世主”技术
58必威网 |2016年4月13日。8点
时间表:Beccs如何成为气候变化的“救世主”技术
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生物能必威体育在线注册源与碳捕获和储存——更广为人知的是首字母缩写“BECCS”——已被视为最可行和最具成本效益的负排放技术之一。

尽管负排放技术(通常是BECCS)尚未在商业规模上得到证明,但气候科学家现在已经将其纳入了大多数显示世界如何避免负排放的“路径”模型中国际商定的自工工业前时代以来,全球变暖的2C待命“远低于”。

简而言之,在从中世纪开始的全球范围内没有部署BECC,大多数莫德尔斯认为我们可能会在本世纪末违反这个限制。

但这个想法在哪里“救世主“技术来自?谁想出了它?然后谁开发并推广了这个概念?

继续我们为期一周的系列文章在负排放方面,碳简报回顾了过去20年,并将具有必威手机官网开创性的时刻——会议、对话和文件——拼凑在一起,这些时刻见证了BECCS发展成为避免危险气候变化的关键假设选项之一。

上面的交互时间表以顺序显示这些时刻。但碳简短必威手机官网也与科学家们发言,他们首先对概念进行了工具......

BECCS的开始

2001年4月,来自瑞典的博士生前往剑桥大学,向第12届全球变暖国际会议和世博会展示他的最新未发表的工作。正在斯德哥尔摩皇家理工学院学习的KennethMöllersten在过去的12个月中度过了大部分时间,思考瑞典造纸行业如何通过捕获其工厂排放和追消来源的瑞典纸业如何从京都碳排放交易系统中受益他们地下。

KennethMöllersten.

KennethMöllersten.

坐在Möllersten演讲现场的是一位名叫迈克尔奥伯斯坦位于奥地利国际应用系统分析研究所(IIASA)。Obersteiner之后接近Möllersten。

“他非常兴奋,想要合作,所以我们决定尝试一起做某事,”Möllersten说,他现在是瑞典能源机构的高级科学顾问。必威体育在线注册

奥伯斯坦纳解释说,几周后,两人在电话里聊了起来:

“肯尼斯有一天打电话给我,问我是否可以因为使用CCS(碳捕获和存储)的纸浆和造纸厂避免的排放而获得双倍的碳信用额。当时,我很恼火,因为综合评估模型(IAMs)无法预测低于百万分之450 (CO2大气浓度)的目标,就被接受为气候目标。当时,我们意识到,原则上可以使用工业过程大规模产生负排放,我们很兴奋,并在两周内写了一篇论文。”

科学论文biwei6868

迈克尔Obersteiner。信贷:IISD

迈克尔Obersteiner。信贷:IISD

Möllersten和Obersteiner最终写作的短暂而有影响力的论文以及各种各样的其他科学家们在近方面的杂志科学中发表了以下9月。biwei6868标题为“管理气候风险“,这是第一次概念和潜力的概念和潜力 - 尽管它没有被命名,但在同行评审的论文中提出。(“最初,我们呼吁BCRD - 生物质能量与碳拆卸和处置,”Möllersten记得。)必威体育在线注册

本文令人瞩目的索赔:

“可以从大气中迅速移除GHG的技术将发挥重要作用,特别是如果预计未被预见的灾难性损害,预计会显着降低人类福利和自然资本。地面沉积物受到土地要求和饱和的限制,令人担忧限制了他们的吸引力。However, biomass energy can be used both to produce carbon neutral energy carriers, e.g., electricity and hydrogen, and at the same time offer a permanent CO2 sink by capturing carbon from the biomass at the conversion facility and permanently storing it in geological formations…The cumulative carbon emissions reduction in the 21st century may exceed 500 gigatons of carbon, which represents more than 35% of the total emissions of the reference scenarios, and could lead, in cases of low shares of fossil fuel consumption, to net removal of carbon from the atmosphere (negative emissions) before the end of this century. The long-run potential of such a permanent sink technology is large enough to neutralize historical fossil fuel emissions and satisfy a significant part of global energy and raw material demand.”

但奥伯斯坦纳说,该论文后来被一些人误解了:“我想我是BECCS这个词的发明者,它是用来实现雄心勃勃的气候目标的工具。”但不幸的是,BECCS的概念被误用在常规(排放路径)情景中,而不是风险管理意义上。”

词汇表
综合评估模型IAM是分析广泛数据的计算机模型 - 例如物理,经济和社会 - 制作可用于帮助决策的信息。对于气候研究,具体而言,......阅读更多

他补充说:“2001年纸的论点是使用BECCS作为一个反斜杠技术,以防来自气候系统的坏消息(例如,突然气候变化,令人不愉快的碳循环反馈)。因此,该战略应该是为了规划仍然雄心勃勃的气候目标的气候缓解,而无需BECC,但如果需要,仍然在大规模造林和再生方面为其进行准备,如果需要。所有综合评估模型(IAM)是确定性的[即,每种型号的单一结果],不允许风险管理思维。“

瑞典的造纸厂

Möllersten表示,当他正准备在澳大利亚凯恩斯凯恩斯第五届两年的温室气体控制技术(GHGT)会议上发表了2000年的2000年来对他来到他的第一个火花。通过Jinyue Yan,他的博士学位主导,Möllersten宣称今天,他今天“不记得我们想到这一点的确切时刻”,但他可以回忆起背景:

“当我开始攻读博士学位时,这一切就开始了。我关注的重点是纸浆和造纸工业作为瑞典能源系统中一个非常重要的工业分支。必威体育在线注册可以采取哪些措施来实现成本效益高的减排或二氧化碳减排?在研究这个课题一段时间后,我的教授和我注意到在这个相当新的令人兴奋的领域有很多工作正在进行,这个领域被称为“碳捕获和存储”。我们还注意到,就我们所知,所有的工作都集中在化石使用的排放上。我们只是决定调查CCS在纸浆和造纸厂的意义。当我们做这项工作时,我们看到的是二氧化碳负平衡的能量系统。必威体育在线注册对我个人来说,看到这种情况很激动。”

接下来是计算,Möllersten说:

“我们定义了一些可以在纸浆厂使用的基本动力循环。我们研究了各种动力循环和集成燃料来捕获这些动力循环并获得初步性能数据。然后我们试图估算成本。这是在2000年完成的。2001年初,我们有一些东西要展示这就是我带到剑桥的材料。在我遇到迈克尔之前,我一直在看纸浆厂,以及你如何能从中得到两到三种商品——电力、工业热量和负排放,这些我从未听其他人谈论过。当我准备为剑桥会议写论文的时候,我做了一些学术文献调查,我只能找到两到三篇论文是关于生物质和CCS的动力循环或能源循环的。必威体育在线注册[Möllersten说,因为上面时间线中提到的1998年的那本书没有经过同行评审,所以没有出现在他的搜索结果中。它们主要是关于化石和生物质的共同燃烧。把碳捕集与化石燃料的使用结合起来,碳排放将接近于零,但不可能真正达到零排放。我所做的是将这个想法更进一步,在一个纯粹的基于生物量的系统上测试这个想法,并承认一个事实,负排放是好的,它应该在某种程度上得到奖励。 When I wrote the paper for my conference in Cambridge and later on for the World Resource Review journal [see timeline above], I was trying to look at some kind of model that rewarded the pulp mill for negative emissions. I realised when I wrote that paper I didn’t fundamentally understand how an emissions system rating would work, but that doesn’t really matter. The principle that you could create an incentive for a power producer, or an industry, to generate negative emissions by allowing them to sell an emission code, or something like that, that still holds.”

Möllersten在理论上有一个具体的应用,但他说,他说,他是奥伯斯坦者,他将这种毒菌促进了这一毒品,并为他们的科学论文制定了气候缓解风险战略:biwei6868

“这只是一个页面左右,但它背后有很多工作。从那篇文章中的大多数名称来回看来,我看到了很广泛的电子邮件,讨论了如何呈现这个想法。主要是,概念必须管理行星风险;如果有人意识到,可以响应传统技术可能不被认为是足够的。然后,您可以作为一种风险管理工具实施BECC。我的印象是,一群人一起工作,共同尝试以紧凑的方式展示这一概念。“biwei6868

基思和罗得岛

但是,曼德坦及其同事们在同一时间同时,正在开发欧洲贝尔斯·贝尔锡的逃离思想,这是宾夕法尼亚州卡内基梅隆大学的两位科学家 - 在宾夕法尼亚州匹兹堡的私人研究大学 - 也在沿着类似的线路思考。

词汇表
碳捕获和储存:工厂或发电站使用技术捕获他们的一些二氧化碳并将其存储在地下,减少排放。阅读更多

大卫基思

大卫基思

2000年,大卫基思是大学工程系和公共政策系的助理教授。除了一个叫詹姆斯罗得岛的博士学位,他也开始肉体通过生物能源和CC的组合实现消极排放的潜力。必威体育在线注册

“我一直在考虑CCS和Biofuels,这两次是,”Keith说(他还在2000年凯恩斯的GHGT-5会议上提出了一篇论文)。“我会说这个想法在空中。我开始谈论90年代后期生物量和CC的组合。在那一点上,我记得,我们正在考虑暗示否定排放的生物量。我不记得的是,当我第一次开始为电力成本的绘图绘制生物量的成本线 - 碳价格 - 生物量线开始高且斜坡下降。“

詹姆斯罗得岛

詹姆斯罗得岛

Keith has trawled through his archives for Carbon Brief, but says he can only find a single Powerpoint presentation from 2000 which mentions biomass with CCC: “I remember that we were talking about it in the Carnegie Mellon’s Center for Integrated Study of the Human Dimensions of Global Change in 1999 or 2000, but don’t have any slides in a readable format. I have an email to Jamie Rhodes sent on 7 November 2000. That’s the first mention of biomass and capture in an email with him.”

现在是一位基于加利福尼亚州的私人顾问和发明家的罗德斯,也与他的记忆说:

我记得大卫和我开始讨论BECCS是在2000年的秋天,也就是我进入研究生院不久的那个9月。从我的角度来看,这个概念最初是在讨论几个可能的研究课题时提出的。然而,我的感觉是,这个话题已经作为一个潜在的有趣的研究领域讨论了几个教员早在那个时候。我没有接触到这些早期的讨论。在与David的早期讨论中,一个初步的分析框架很快出现,并逐渐成为我博士研究的基石。我对BECCS的大部分分析是从2000年末到2002年初进行的。分析框架是在2000年冬天和接下来的整个春天开发出来的。核心模型是在2001年夏天开发的,并在整个秋季和冬季进行了改进。这项工作构成了我2002年初资格考试的研究部分,其中的一部分在我们提交给日本GHGT-6会议的论文中得到了阐述(并反映在我们的2002/2003论文中)。(见上面的时间表。] The work was further developed in a 2005纸 在生物质和生物能源和我的博士论文中。必威体育在线注册[再次,见上面的时间表。]我记得Obersteiner和Möllersten于2001年底发表了他们的科学作品。我相信这是我认为其他人在这方面积极参与技术评估的第一个证据。biwei6868我记得我对它是一个坚实的分析和对我们当时发展的方法的有用验证。“

罗得岛表示,当“贝尔斯”首次采用时,他不能记得:

“我不知道目前使用的术语的起源。我回忆的是,在我早期的研究期间,我们使用了一些标签,描述和首字母缩略词,这些标签,随着时间的推移和跨越概念和技术途径而变化。例如,在我的注意事项中,速记“BE-CCS”可能与CCS(与化石能量与CCS形成鲜明对比),与CCS的生物乙醇,或两者。必威体育在线注册当广泛的研究界围绕BECCS的比赛社区结合时,我不会再回忆起。“

'粗略工程分析'

2001年4月 - 同月Möllersten正在剑桥演出他的谈话 - Keith表示他迄今为止的思考编辑评论为了期刊变革。他认为,“需要综合分析来考虑水槽使用与生物质能量的使用之间的强烈联系,在大多数估计CO2缓解成本的估计中不充分地解决的联系”。必威体育在线注册本文继续采取“粗略工程分析”,使用“生物量”在捕获二氧化碳的发电厂中发电,并以地质学形成螯合“。他得出结论:

“这样的植物约为17美元/ GJ,净碳排放量为-55千克/ gj(排放为消极,因为系统从生物质中串碳)。目前的电力平均生产率约为8美元/ GJ,美国的电力产量平均碳强度为47千克/ GJ,因此碳缓解成本为~90美元/吨。同样,100美元/吨滴税将有利于此选项对远程封存。“

但基思也利用这篇文章提出了对大规模使用生物能源缓解气候变化的担忧:必威体育在线注册“我的期望是,注重制止或扭转最近开发所造成的一些环境破坏的生物量的经测量的使用- -例如,制止和扭转全球森林砍伐和改善被掠夺的土壤- -将提供环境和社会效益,但大规模使用农作物作为能源则不会。”必威体育在线注册

词汇表
CO.2相等的:温室气体可以以二氧化碳当量或CO2EQ表示。对于给定的金额,不同的温室气体在大气中捕获不同的热量,这是一种称为...的数量阅读更多

即使在这个早期阶段,科学家们也看到了大规模部署BECCS所带来的问题,以及积极的一面。

在接下来的几年里,作为上述时间表,Beccs在学术文学和会议时间表中的突出突出 - 并非最不重要的是,通过这些开创性科学家的努力。例如,Keith承认他“花了一个公平的时间推动抵制气候变化(IPCC)的政府间议会委员会关于CCS的特别报告“成功”,2005年9月出版。

综合评估模型

Detlef Van Vuuren.

Detlef Van Vuuren.

但是,当气候科学家开始越来越多地将BECCS纳入他们对低于2摄氏度排放路径情景的建模时,BECCS的故事出现了一个关键转折点,往往到了他们越来越依赖它的地步。

“模型团队在2005年左右拿起BECC,”Detlef Van Vuuren.是PBL Netherlands环境评估机构的高级研究员,并且是IPCC使用的许多低碳排放情景的关键数字。他说:

第一批是 基督教阿扎尔的 和我自己使用IMAGE(综合评估模型)的工作。事实上,后者是最早使BECCS更大规模地为人所知的出版物之一。直到2005年左右,文献中最低的情况是只考虑450ppm的CO2,即550ppm的CO2eq。这被认为是与2摄氏度一致的。然而,在那个时候,人们开始指出,有了新的见解 气候敏感性 ,估算的分布将在最佳限制温度升高到2℃提供50%的几率。因此,需要提供更好的2C机会的新情景。我们发布了一套缓解方案,使用图像查看各种选项,包括BECC,方案从2.6 W / M2到5-6 W / M2 [四个中的两个 代表性浓度途径 ,或rcps,由IPCC使用;RCP2.6是作为提供最佳停留机会的情况。这 吸引了兴趣,因为它是看这种低温室气体强迫目标的多气体模型。这项工作在2007年在气候变化中发表。但是,它在此期间变得更加众所周知 联合国政府间气候变化专门委员会专家会议 在2007年Noordwijkerhout的新缓解场景。当时文学中的两个最低的多消毒情景来自该图像气候变化纸,即2.9 W / M2场景,没有负排放和2.6 W / M2场景,具有负排放。在会议上,选择该情景用于对IPCC有关气候影响的后续研究(RCP2.6)。In subsequent years, most other teams started to look into the question of how to reproduce the IMAGE forcing scenario – adding negative emissions also to these system, by AR5 [the IPCC’s fifth assessment report published in 2014] resulting in 114 scenarios similar to RCP2.6 with the far majority including negative emissions.”

In little more than a decade, BECCS had gone from being a highly theoretical proposal for Sweden’s paper mills to earn carbon credits to being a key negative emissions technology underpinning the modelling, promoted by the IPCC, showing how the world could avoid dangerous climate change this century.

因此,范维伦现在认为,气候科学家和决策者正处于一个关键的十字路口:

“我相信到目前为止,目前最重要的问题是如何在2020年在下一个世纪的缓解策略期间做出决定,鉴于文献中的大多数情景依赖于下半年的负面排放的事实世纪以满足严格的目标。决策者应该遵循这些模型的结果,并承担这些技术可能不会出现的风险,从而将我们锁定在更高的浓度水平?或者决策者是否应该实施更强大的短期减排 - 即使是“与BECCS”情景也是雄心勃勃的 - 因此保持期权开放?如果科学可以帮助决策者与这一关键问题有助biwei6868于决策者会很好。“

使用Timeline.js的碳简介必威手机官网进行时间表。

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