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Climeworks直接空气捕获装置
Climeworks直接空气捕获装置,瑞士。 信贷:©Climeworks /朱莉娅·邓洛普
负排放
2019年7月22日10点

直接二氧化碳捕获机器可以使用2100年的四分之一的全球能源必威体育在线注册

西蒙•埃文斯

十时整22.07.2019 |
负排放 直接二氧化碳捕获机器可以使用2100年的四分之一的全球能源必威体育在线注册

机器直接从空气中吸收二氧化碳的成本可以减少全球气候会议的目标,一项新的研究发现,但他们需要多达2100年全球能源供应的四分之一。必威体育在线注册

这项研究发表在自然通讯,是第一个探索使用直接空气捕捉(DAC)在多个计算机模型。它表明“大规模”和能源密集型推广的技术可以降低的成本将变暖限必威体育在线注册制在1.5或2摄氏度以上工业化前的水平

但研究还强调了“明确风险”的假设DAC将在规模、全球温度的目标是突破了0.8 c如果技术未能交付。

这意味着决策者不应该看到DAC作为“灵丹妙药”,可以替代直接减排努力,该研究的作者之一告诉碳简短,并补充道:“过高的风险。”必威手机官网

DAC应被视为“具有挑战性的减排支撑”,减排太复杂或太昂贵,的首席执行官说创业发展的技术。他告诉碳短暂,不过必威手机官网他的公司“不断推动“神奇的子弹”头条新闻”。

负排放

2015年的巴黎协议限制人为气候变暖的设定一个目标远低于2摄氏度和保持低于1.5摄氏度的野心。会议这个野心将需要使用“负排放技术“以去除多余的二氧化碳从大气中,根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)。

这个统称涵盖了广泛的方法,包括植树,恢复泥炭地和其他“自然气候解决方案”。然而,模型的途径开发人员最依赖生物能源和碳捕获和存储(必威体育在线注册BECCS)。这就是生物量、木球、燃烧发电产生的二氧化碳捕获和存储。

BECCS引发了许多重要的潜在作用的问题,土地的地区五倍印度致力于发展生物质能的大小需要在一些模型的途径。

另一个选择是直接空气捕捉,机器是用来吸收大气中的二氧化碳。如果二氧化碳埋地下,这个过程有时被称为直接空气碳捕获和储存(通道)。

今天的新研究探索DAC如何帮助满足全球气候目标与“降低成本”,使用两种不同的综合评估模型(艾玛)。研究报告的作者Ajay Gambhir博士,高级研究员格兰瑟姆气候变化研究所伦敦大学帝国理工学院碳简短解释道:必威手机官网

“这是第一个跨模型的比较…[和]迄今最详细的表示DAC用于艾玛。它包括两个DAC技术,具有不同能量输入和成本的假设,以及一系列的能源输入包括废热。必威体育在线注册这项研究使用了一个广泛的敏感性分析(测试不同的影响我们的假设)。它还包括更广泛的影响的初步分析DAC技术的发展,在物质方面,土地和水资源使用。”

两个DAC技术包括在这项研究是基于不同的方式来吸附空气中的二氧化碳,这是发达世界各地的许多创业公司。

1,通常用于大工业规模的设施,比如那些被加拿大公司驾驶碳工程氢氧化,使用的溶液来捕捉二氧化碳。这种混合然后必须加热到高温释放二氧化碳,因此它可以存储和氢氧根的重用。流程使用现有的技术,目前认为的低成本两种选择。

第二个技术使用胺吸附剂在小型模块化反应堆等发达由瑞士公司Climeworks。成本正在上升,但潜在的储蓄被认为是更大,本文建议。这是由于模块化设计,可以在一个工业生产线,在较低的温度需要释放二氧化碳进行存储,这意味着废热可以被使用。

推迟削减

总的来说,尽管“巨大的不确定性”DAC的成本,研究表明它的使用可以让早期削减全球温室气体排放有点推迟,“明显增加(ing)气候政策成本”,以满足严格的温度限制。

使用DAC意味着全球温室气体排放在2030年将保持在较高水平,研究表明,更大的使用负排放后的世纪。下面的图表所示的场景保持低于1.5摄氏度(左面板,深浅的蓝色)和2 c(对,绿色)。

路径没有DAC深色调所示。例如,固体暗蓝线显示的结果“TIAM”模式,与排放峰值约2020急剧下降到零以下2050左右。

相比之下,淡蓝色实线显示了一个途径,其中DAC允许更多的逐渐下降,在2060年代达到零和负排放约300亿吨(吨/年)每年的2080年代。这是今天的年度全球温室气体排放约40 gtco2 /年。

线图显示全球化石燃料的二氧化碳排放量(吨/年)模型路径符合本世纪气候变暖限制在1.5摄氏度(左面板,蓝色)或2 c(右面板、绿色)。结果从两个不同的艾玛- TIAM和女巫与实线和虚线所示,分别。使用直接捕获的各种行显示的场景(“DAC”,深色调)和那些不(“NoDAC”、更轻),以及通路2 c没有负排放任何形式的(“九重奏曲”,黑暗的绿色)。来源:Realmonte et al。(2019)。

全球化石燃料的二氧化碳排放量(吨/年)模型路径符合本世纪气候变暖限制在1.5摄氏度(左面板,蓝色)或2 c(右面板、绿色)。结果从两个不同的艾玛- TIAM和女巫与实线和虚线所示,分别。使用直接捕获的各种行显示的场景(“DAC”,深色调)和那些不(“NoDAC”、更轻),以及通路2 c没有负排放任何形式的(“九重奏曲”,黑暗的绿色)。来源:Realmonte et al。(2019)。

“这两种模型的结果非常相似,”说尼科·鲍尔博士,一个科学家波茨坦气候影响研究所(PIK),他并没有参与这项研究。他告诉碳简短:“这必威手机官网增加了可信度的主要结论通道技术可以发挥重要的作用在一个长期的气候变化缓解策略。”

使用DAC的建模途径延迟减排在某些领域的需要。本文解释道:“通道允许减少短期缓解碳排放的努力在一些困难的能源密集型行业,如交通和工业。”必威体育在线注册

首席执行官史蒂夫•奥尔德姆DAC启动碳工程说,他认为这是二氧化碳去除技术的主要目的,他把其他“重要基础设施”,如废物处理和污水处理。

奥尔德姆告诉碳短暂,而标准必威手机官网的方法来减少二氧化碳仍必不可少的大多数全球温室气体排放,挑战和成本在某些行业可能太大了。他说:

“DAC和其他负排放技术是正确的解决方案一旦变得太大的成本和可行性…我认为我们是具有挑战性的减排的后盾。”

比较成本

即使DAC可能相对昂贵,模型路径在今天的研究仍然认为这是更便宜的比从这些难以解决行业减排。这意味着模型部署大量的DAC,即使其成本是目前高端的估计。

这也意味着看到通路实现气候目标的模型,包括DAC具有更低的成本总体(“[d]…减少60 - 90%以上”之间)。Gambhir告诉碳简要:必威手机官网

“部署DAC意味着更少的陡峭的减排途径在近期,和降低政策成本,根据我们在本研究中使用建模场景。”

然而,文章还指出,相关的重大挑战这样一个大规模、快速部署的DAC,能源使用和对原材料的需求。必威体育在线注册

直接空气必威体育在线注册捕捉机器上运行所需要的能量在2100年是300每年穰焦,根据纸。这是超过一半的整体今天的全球需求从所有来源,尽管这个世纪不断增长的需求,它仍然是2100年预期需求的四分之一。

换句话说,相当于当前年度能源需求必威体育在线注册中国,美国,欧盟日本结合或能源的全球供应必威体育在线注册煤和天然气在2018年。

Gambhir告诉碳简要:必威手机官网

“大规模部署的DAC below-2C场景需要大量的热量和电力和二氧化碳吸附剂的主要生产制造工作。尽管DAC将使用更少的资源,比如水和土地比其他网(如BECCS),一个合适的全生命周期评估需要进行理解所有资源影响。”

部署风险

也有问题是否可以推出这种新技术在速度和规模设想,与扩张每年高达30%和部署达到30 gtco2 /年到本世纪末。这是一个“巨大的速度和规模”,Gambhir说,部署的速度是一个“关键敏感”的研究结果。

教授珍妮弗·威尔科克斯化学工程教授伍斯特理工学院说,他并没有参与这项研究,这速度扩大权证谨慎。她告诉碳简要:必威手机官网

“扩大的速度甚至是可行的吗?典型的拇指规则是每十年增加一个数量级(每年大约25 - 30%的增长)。太阳能光伏扩大比这更高,但主要是由于政府的激励措施…而不是技术进步。”

达到30 gtco2 /年的二氧化碳捕获-当前全球排放的类似的规模意味着建筑约30000大规模DAC工厂,该报说。相比之下,只有不到10000燃煤电厂在今天的世界。

如果DAC进行使用小型模块化系统,那么可能需要多达30米到2100年,该报说。它比这个数字每年建造73轻型车辆。

研究认为,扩大DAC以如此迅猛的速度堪比的速度更新的发电技术,如核能、风能和太阳能都被调动起来了。

Climeworks温室

Climeworks温室©Climeworks /朱莉娅·邓洛普

DAC的模仿速度增长是“惊人的”,但“不矛盾的历史经验”,鲍尔说。这种快速的扩大也远离DAC采用的唯一障碍。

本文解释说:“[P] olicy仪器和财政激励措施支持负排放技术在全球范围内几乎没有,但必须使网络部署有吸引力。”

碳工程的奥尔德姆同意需要政策承认负排放是独特的,不同于标准的缓解。但是他告诉碳短暂,他仍然“必威手机官网非常有信心”,他的公司的能力迅速扩大。

(今天的研究包括考虑可用的空间来存储二氧化碳地下,发现这不是一个限制因素为DAC部署)。

违反限制

该报说,挑战扩大和部署大规模带来重大风险,如果DAC不交付预期的模型。承诺加大DAC而不是减排可能意味着能源系统锁定到化石燃料,作者警告。必威体育在线注册

这可能违反巴黎温度限制风险,该研究解释道:

“假设通道的风险可以被部署在规模,并找到它随后用时,会导致全球的温度超过0.8摄氏度。”

Gambhir说这种方法的风险是“过高”:

“不恰当的解释我们的发现是,DAC是灵丹妙药,我们应该缓解短期缓解气候变化的努力,因为我们可以用它在后面的世纪。”

鲍尔表示赞同:

“决策者不应该犯这个错误相信碳删除能中和所有未来的碳排放,从化石燃料中制造出仍在地下。对化石燃料的可用性,即使在悲观假设碳移除不能也不会解决这个问题。有太多廉价化石碳,我们可以燃烧。”

尽管如此,马西莫教授Tavoni论文的作者之一、和主任欧洲经济和环境研究所(EIEE),告诉碳简短,“必威手机官网它仍然是重要的潜在DAC模型——当然突出——但也部署的许多挑战所需的规模”。

全球碳循环的最后一个,被低估了,挑战等负排放技术的大规模使用DAC:海洋反弹。这是因为二氧化碳的数量在世界上的海洋和大气是一个动态的、不断变化平衡

这个平衡意味着,目前,海洋吸收重要的比例人类造成的二氧化碳排放,每年减少留在大气中。如果使用DAC将全球温室气体排放净负电,在今天的研究,那么平衡也会逆转。

因此,报纸上说五分之一使用DAC或其他负排放的CO2移除技术可以抵消海洋释放二氧化碳进入大气,减少他们的功效。

Realmonte, g . et al。(2019)的跨模型评估的角色直接空气捕捉深度减排途径,自然通讯,http://dx.doi.org/10.1038/s41467 - 019 - 10842 - 5

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