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德国碳捕获试点项目
©Nestor Bachmann / DPA / Corbis
全球气温
2015年8月3日17:05

科学家们警告说,两度气候目标不可能没有“消极排放”

Roz Pidcock.

Roz Pidcock.

08.03.15.
Roz Pidcock.

Roz Pidcock.

03.08.2015 |下午5:05
全球气温 科学家们警告说,两度气候目标不可能没有“消极排放”

根据新的研究,我们的所有选择在2级上方保持在2℃以下的预制下方,以上涉及捕获二氧化碳并将其存储在地下 - 这项技术尚未在大规模上存在的技术。

学习今天发表于自然通信,认为,在没有传统缓解的情况下,单独的“消极排放”不太可能实现2C目标。

除了最乐观的情况下,留在2C以下需要捕获和存放碳的数量超过当前技术的能力,比如研究人员。

在巴黎的一个主要国际气候峰会之前,该研究对争论对符合2C目标的争论进行了有趣的贡献。

预算

12月,全球领导人将聚集在巴黎,同意将全球温度升高的封装在初前产业前水平上方 -国际商定的目标。

对于任何给定的温度靶,存在有限量的碳,在低于目标变得最小的情况下可以燃烧。这被称为一个碳预算

在其最新报告美国政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)表示,要想把气温升幅控制在2摄氏度以下,所有人类活动的总碳排放量必须不超过1万亿吨碳(GtC)。

今天的纸质说,世界目前没有达到这个目标,并且有两个选择如何让自己回到轨道上。

首先是减少排放,这意味着燃烧更少的化石燃料。这就是通常所说的常规减排。

另一种方法是在化石燃料排放进入大气之前捕获它们,或者直接将它们从空气中吸走——一种被称为二氧化碳去除的技术。有时提出的第三种可能性是人工改造气候系统的某些部分,比如海洋,以吸收更多的碳。

统称,新纸称为这些“负发射”技术。

(请注意,IPCC指的是“净负发放”的内容并不缩写。在其最新报告中,IPCC:“当更多温室气体被隔离时,可以实现净负排放,而不是释放到大气中(例如,使用生物能与二氧化碳捕获和储存组合)。必威体育在线注册

碳汇

实验室研究通过表征某些类型的岩石暴露于二氧化碳,有助于进展碳储存领域。信誉:爱达荷国家实验室|Flickr.

权衡

对于给定的温度目标,传统的缓解和负排放紧密相关。如果我们做得更加传统缓解,我们需要依靠负排放量依赖。

基本上,今天的研究审查了这一可能性在2C预算下可以工作的可能性。

研究小组使用了复杂的气候模型地球系统模型,寻找温室气体浓度与IPCC的RCP2.6场景兼容的情景 - 唯一一个在2C低于2C以下的唯一一个。

该模型不仅考虑了空气中二氧化碳量的变化,还考虑了海洋和土地如何应对上升温度和温室气体。

然后,该团队将这些情景中的“允许”的碳排放量与传统的减缓有多远,可以逼真地削减我们目前的排放。在每种情况下,让他们弄清楚需要多少负排放来拿起松弛。

该小组研究了各种各样的减缓可能性,从不同的时间开始并以不同的速度继续减排。

下图中的厚黑线表示与2C兼容的排放轨迹。彩色线条显示了研究中的各种传统缓解率,以及不同的起点。每种彩色线和黑线之间的间隙有效地代表了在每种情况下平衡预算所需的负排放量。

净排放和缓解地板

一种与2C(厚黑线)兼容的一个排放轨迹以及在研究中考虑的各种传统缓解率(彩色线条)。来源:Gasser等人,(2015)。

捕获和存储

本文说,在这项研究中,每年的排放量为每年5%的5%,我们需要每年最多捕获0.5-3GTC至少十年来停留在2℃以下。在该研究中,最糟糕的情况下,每年的排放量为1%,该数字升至每年7-11GTC。纸质注意事项,这与2012年的全球二氧化碳排放量相同。

了解2C下需要需要多少碳捕获是至关重要的,因为这篇文章,因为这种碳也必须储存。

回到最好的缓解方案,论文计算出,到2100年,我们需要25-100GtC的存储空间,到2300年,需要50-250GtC。同样,在最坏的情况下,这些数字会大幅上升,到2100年达到450-800千吨吨当量,到2300年达到1000-1600千吨吨当量。

只是假设我们可以捕获所需的所有碳,我们会在哪里放置?

一个建议是将地下耗尽的油气储层和煤层储存二氧化碳。在全球范围内,它认为这些可以持300-350GTC。盐水含水层可以持有另外1,100-6,300GTC。这些远远超过了研究所说的金额。但是,论文警告:

“然而,这些产能值不考虑技术可行性,经济成本和社会可接受性,这表明实际的存储能力可能降低。”

可行性

根据新的研究,所有与2C一致的途径均致力于在一定程度上涉及负排放。问题不是“如果是”,而是“多少”。纸质注意到:

“如果没有任何污染的限制,可以想象从化石燃料燃烧的持续增长的积极排放,通过更强的负面排放来补偿。”

但是这组作者说,考虑到碳捕获和存储技术并没有大规模存在,关于其可行性还存在一些重要的问题。研究发现,除最乐观的情况外,所有的负排放要求“尚未被证明是可以实现的”。

出于这个原因,纸张继续:

“单独的负排放不太可能是将限制在2℃以下的全球变暖的灵丹妙药,并且传统缓解 - 即减少化石燃料的消费 - 应仍然是旨在该目标的任何气候政策的重要组成部分。”

一个鲜明的图片

关于新研究有很多重要的事情要记录。

首先,它假定潜在的蓄水池没有泄漏,如果发生泄漏,将增加负排放量,使2摄氏度的预算保持在预算内。

该研究还没有考虑甲烷的潜在释放 - 一种强大的温室气体 - 从解冻永久冻土到大气层,即使进一步收缩2C预算。作者还注意到:

“选择额外的气候目标以外的全球平均温度增加(例如,限制海洋酸化)也可能减少兼容的排放,并再次增加总负排放要求。”

所有这些都表明,今天的研究可能低估了留在2C以下所需的负排放量。本文解释说,这些数字也在综合评估模型(IAM)计算的那些下端:

“这符合我们一贯的做法,即选择常规减排而不是消极减排emissionsâ?相反,在综合评估中,任何时候都可以选择负排放而不是常规缓解,这取决于哪种发展更经济。”

换句话说,该研究对2C世界的传统缓解和负排放技术之间的折衷简单的物理分析,并没有关于不断变化的经济,技术和社会政治背景的假设。

本文还对其他研究不同的缓解假设。例如,它假设一个指数减轻率,其中首先应用最有效的方法,而其他研究每年则假设恒定的缓解率。

基于所有这些原因,重要的是不要假设任何单一的研究是我们未来现实的忠实表征。但是,为了深入了解谈论2摄氏度意味着什么,以及这个目标现在如何与负排放不可避免地联系在一起,今天的报告描绘了一幅严酷的图景。

主要图片:德国Ketzin的碳捕获试点项目(CCS)的一部分。

Gasser等人,(2015)将全球变暖控制在2°C以下确实需要负排放。自然通讯DOI: 10.1038/ncomms8958

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