作物产量下降在变暖可能看到的快速下降,生物能源的潜力必威体育在线注册

全球变暖对粮食产量的影响可以减少生物能源和碳捕获和存储的有效性——技术经常被吹捧为必威体育在线注册关键为会议巴黎协定变暖的限制,新的研究发现。

生物能必威体育在线注册源和碳捕获和存储(BECCS)包括燃烧生物质能源和捕获产生的排放。必威体育在线注册这有争议的“负排放”技术是目前限制在几个试点项目,但是特性在模型路径限制全球变暖到1.5 c或2摄氏度以上工业化前的温度。

这项新的研究,发表在自然,认为生物燃料和粮食作物残留物都是用于BECCS。作者发现,随着全球气温的升高,农作物产量将会下降,导致减少残留。这将会限制BECCS效率,减少技术的能力消除大气中的排放。

研究发现,如果变暖是允许交叉2.5摄氏度的“阈值”变暖,BECCS可以“迅速下降”的有效性。这可能使其无法使用BECCS将全球变暖控制在2摄氏度以内,作者发现。

研究表明,模型依靠BECCS限制全球气温上升”可能过于乐观”,发表的一篇评论文章说。分析“展示了令人信服地”,“等待救赎很可能加速我们的灭亡,因为延误可能会限制美国技术”,它补充说。

这篇论文也警告说,粮食安全作物产量下降。发展中国家——经常看到变暖的最严重的影响——将是第一批受到影响。这加强了早期减缓气候变化的紧迫性”,以避免不可逆转的气候变化和严重的粮食危机”,研究补充道。

生物能必威体育在线注册源

以满足变暖限制在巴黎协议出发,大多数排放场景严重依赖负排放技术移除大气中的碳在本世纪晚些时候,在短期内快速脱碳。

生物能必威体育在线注册源和碳捕获和存储(BECCS)就是这样的一个技术。它包括燃烧生物质——从农业废弃物和/或种植专用生物能源作物产生能量,并为长期存储捕获产生的排放。必威体育在线注册

在最新的政府间气候变化专门委员会报告在减缓气候变化,所有通路限制全球变暖到1.5或2 c依赖陆基二氧化碳去除方法,如植树和BECCS——在某种程度上。报告估计,大规模BECCS可以删除59亿吨二氧化碳当量(GtCO2e)每年超过2020 - 50。然而,它补充说,这种技术已经引起了”热烈的争论近年来”。

BECCS目前只在少数的操作试点项目并将需要扩大显著降低大气中的二氧化碳水平。它经常被吹捧为一种生产碳中和能源必威体育在线注册食物浪费。但在实践中,扩大该技术可能需要留出大面积的土地种植生物能源作物,可能必威体育在线注册减少的土地可以种植食物供人类食用。

荣王教授从复旦大学新研究的作者。他告诉碳简短,本文必威手机官网侧重于“场景粮食作物增加在全球范围内,以确保粮食安全在使用有限的土地种植能源作物专用”。必威体育在线注册

研究假设农田将扩大——从森林转换或边际土地——帮助满足不断增长的全球人口。它进一步假设一半的土地被用来种植新能源作物,另一半用于粮食作物BECCS。给出的残留物必威体育在线注册

这项研究揭示了一个潜在的缺陷与依赖BECCS——全球变暖对作物产量的影响。作者探索的最优生长条件小麦、水稻和玉米,主要农作物的残渣可以用于BECCS——通过观察作物生长数据来自13个国家分布在世界各地。

他们发现作物实现最优增长当在生长季节平均气温25度左右,但收益率下降很快在更高的温度。二氧化碳受精——更高的大气二氧化碳水平促进了植物的生长,在一定程度上抵消这种效果,也是土壤氮水平的增加。

总的来说,作者得出结论,温度是作物产量的更重要的驱动程序,它随着气候变暖将会下降。这意味着以后BECCS实施,有效的将会越少,创建一个“反馈回路”,作者警告。

新闻与观点文章伴随研究——写Gernot瓦格纳博士气候经济学家哥伦比亚大学商学院,Wolfram Schlenker教授从哥伦比亚大学——巧妙地总结这一发现:

“时间是一个关键因素:我们等待的时间越长在实施大规模BECCS之前,更多的负面将气候对作物产量的影响——气候变化进一步恶化。”

反馈回路

确定这个反馈回路在未来气候变暖的影响,作者调查全球气温将如何演变从现在到2200年,如果普遍减缓和BECCS实现从2040年开始,2050年或2060年。

他们使用的奥斯卡地球系统模型——校准结果的第五和第六阶段耦合模型相互比对项目——确定气候变化和全球碳循环之间的相互作用。玉米、水稻和小麦生长期的平均温度为被国家基于估计全球农作物日历数据。

摘要项目非常高的排放情况(ssp5 - 8.5),直到实现缓解和BECCS后排放下降来满足当前的减排承诺温和的气候变暖情况(ssp2 - 4.5)。

作者还包括两个不同的BECCS反应——不包括农业“反馈回路”——和其他包括它。下图,从新闻和观点,显示了这些结果。

虚线显示模型运行没有农业反馈回路,而实线显示模型包括反馈循环运行。红色,蓝色和黄色线表示的实现减缓和BECCS从2040年开始,2050年和2060年,分别。

作者发现,包括BECCS的反馈循环降低了效率,导致更大的变暖BECCS相同数量的。一个关键因素是2.5摄氏度的“气候阈值”,上面“BECCS农业残留物的收益率太低会满足巴黎2摄氏度的目标到2200年”,这项研究说。

研究结果突出的担忧过度温度限制和“单纯依赖BECCS”将全球气温回落,该报补充说,这种方法假定BECCS生产仍然“对气候变化”。

王告诉碳短暂工作”大大必威手机官网削弱了高许用化石燃料排放的可行性在延迟缓解过度场景,值得关注和更多的研究”。

与此同时,安迪·威尔特郡-研究经理的陆地碳循环组英国气象局,他并没有参与这项研究,告诉碳简短论文”强调了增加的风险等级,来自依赖技术选项,可能直接必威手机官网影响气候变化以不可预见的方式”。

和新闻与观点总结道:

“[研究]提供了进一步的证据,依靠技术突破是一个动荡不安的奋进号。作为他们的分析展示了令人信服地,等待救赎可以加速我们的灭亡,因为延误可能会限制技术提供给我们了。”

粮食危机

作物产量下降也会影响粮食安全,该报说。许多国家,特别是发展中国家位于低纬度地区,可能会看到粮食不安全的粮食产量下降。

作者评估未来的粮食不安全使用价值叫做“粮食缺口”——比较了人均可用的卡路里数量每天在不同的国家推荐的每日数。

下面的地图显示了2100年全球“粮食缺口”,如果大规模的减排和BECCS从2040年开始实施。积极的粮食缺口(红色)表明卡路里的赤字,而一个负值(蓝色)表明盈余。在这种情况下,全球变暖将达到2.5摄氏度,2050年到2100年2.7摄氏度。

地图显示,尽管大多数发达国家将剩余的食物,许多发展中国家,特别是在非洲,将面临食物短缺。作者发现穿过2.5摄氏度变暖阈值将“危及粮食安全在大多数发展中国家,对发达国家的潜在影响”。

推迟缓解直到2060年将加剧全球粮食不安全。发展中国家积极的粮食缺口的数量将从81年到90年,根据这项研究。与此同时,印度的粮食缺口,非洲和中东地区将上升50%以上,如果没有食品贸易补充作物区域。

王告诉碳简要分析可能低必威手机官网估了未来的粮食产量,因为它不包括得益于技术进步。然而,他补充说,极端天气事件的破坏性影响,如极端热或洪水,也不占,这可能抵消这种效应。

与此同时,琼娜葡萄牙佩雷拉博士——一个研究员里约热内卢联邦大学他并没有参与这项研究,突显出二氧化碳受精会引起作物的营养密度的“稀释”。这意味着即使是那些得到每日的卡路里获得更少的营养从他们的食物。

用土地种植粮食之间的权衡和种植生物能源作物必威体育在线注册分裂的问题。新闻与观点的文章说:

“许多相互竞争的利益有限土地-食物其中最主要实施严厉限制的可能性,它可以扩大有时假设。”

娜奥米·沃恩博士在气候变化高级讲师吗东英吉利大学,并没有参与这项研究。她告诉碳可持续地短暂必威手机官网,当采购,BECCS”有一个潜在的重要作用在解决hard-to-abate排放和长期网-全球温室气体排放,以及其他形式的碳移除”。

教授Felix Creutzig工作组负责人——土地利用、基础设施和运输的墨卡托研究所全球公共资源和气候变化,也没有参与这项研究,他说,“尽快扩大BECCS不是必要的”。

Creutzig告诉碳简短,“必威手机官网全球土地必须减少压力”和支持措施,包括减少红肉生产,而不是扩大BECCS留在”行星的界限”。