從大氣中抽出二氧化碳的7種方法

從大氣中抽出二氧化碳的7種方法SHUTTERSTOCK

22年2020月XNUMX日 期待 概要 the Morrison government's first Low Emissions Technology Statement, plotting Australia's way forward on climate action.莫里森政府的第一份《低排放技術聲明》,描繪了澳大利亞在氣候行動方面的前進方向。 It's它的 容易 包括“負排放”技術,可從空氣中去除二氧化碳(CO XNUMX)。

政府間氣候變化專門委員會 negative emissions technologies will be needed to meet the Paris Agreement goal of limiting warming to well below 2℃.為了實現《巴黎協定》將升溫限制在XNUMX℃以下的目標,將需要採用負排放技術。 In other words, just cutting emissions is not enough – we must also take existing greenhouse gases from the air.換句話說,僅僅減少排放是不夠的-我們還必須從空氣中吸收現有的溫室氣體。

Last week, the government broadened the remit of the Australian Renewable Energy Agency (ARENA) and the Clean Energy Finance Corporation (CEFC).上週,政府擴大了澳大利亞可再生能源機構(ARENA)和清潔能源金融公司(CEFC)的職權範圍。 It flagged negative emissions technologies, such as soil carbon, as one avenue for investment.它把負排放技術(例如土壤碳)標記為一種投資途徑。

一些負排放企業正在澳大利亞小規模經營,包括 碳捕獲, 植樹造林 亦於 土壤碳管理。 Here, we examine seven ways to remove CO₂ from the atmosphere, including their pros and cons.在這裡,我們研究了從大氣中去除CO XNUMX的七種方法,包括它們的優缺點。

(從大氣中吸收二氧化碳的七種方法)該圖顯示了七種負排放技術。 安德斯·克拉森斯

1.管理土壤碳

最多 150十億噸 of soil carbon has been lost globally since farming began to replace natural forests and grasslands.自從農業開始取代天然森林和草原以來,全球的土壤碳損失已經減少。 Improved land management could store or “sequester” up to改進的土地管理可以存儲或“排序”多達 XNUMX億噸 of CO₂ each year.每年的二氧化碳排放量。 It could also improve它也可以改善 土壤健康.

可以通過以下方法建立土壤碳:

  • 免耕農業,使用不會干擾土壤的技術
  • 種植 覆蓋作物,可以在正常耕作期間保護土壤
  • 放牧牲畜 多年生牧場,其使用壽命比一年生植物更長
  • 施用石灰以促進植物生長
  • 使用堆肥和 肥料.

It's important to remember though, that carbon can be hard to store in soils for long periods.不過,重要的是要記住,碳可能很難長期儲存在土壤中。 This is because microbes consume organic matter, which releases carbon back to the atmosphere.這是因為微生物會消耗有機物質,從而將碳釋放到大氣中。

2.生物炭

Biochar is a charcoal-like material produced from organic matter such as green waste or straw.生物炭是由有機物(如綠色廢物或稻草)生產的木炭狀材料。 It is added to soil to它被添加到土壤中 增加碳儲存,通過促進 微生物活性 亦於 聚合 (土壤團塊)可防止有機植物分解並釋放碳。

生物炭已被使用 亞馬遜土著人 to increase food production.增加糧食產量。 More than 14,000 biochar studies have been published since 2005. This includes自XNUMX年以來,已經發表了XNUMX多種生物炭研究。 澳大利亞研究人員的工作 展示生物炭如何與土壤礦物質,微生物和植物發生反應,從而改善土壤並刺激植物生長。

平均而言,生物炭使作物產量提高約 16% and halves emissions of nitrous oxide, a potent greenhouse gas.並將一氧化二氮(一種有力的溫室氣體)的排放量減半。 The production of biochar releases gases that can generate renewable heat and生物炭的生產釋放出可產生可再生熱能的氣體。 電力。 Research suggests that globally, biochar could store研究表明,全球生物炭可以儲存 高達4.6億噸 每年的二氧化碳排放量。

However its potential depends on the availability of organic material and land on which to grow it.然而,其潛力取決於有機材料的可利用性以及在其上生長的土地。 Also, the type of biochar used must be suitable for the site, or crop yields may fall.另外,所用生物炭的類型必須適合該場所,否則農作物產量可能下降。

(從大氣中吸收二氧化碳的七種方法)添加到土壤中的生物炭增加了碳儲量。 SHUTTERSTOCK

3.植樹造林

Planting trees is the simplest way to take CO₂ from the atmosphere.植樹是從大氣中吸收二氧化碳的最簡單方法。 Reforestation is limited only by land availability and environmental constraints to growth.植樹造林僅受土地可利用性和環境對增長的限制。

植樹造林可以隔離 每年一百億噸 的CO XNUMX。 但是,通過重新造林而固存的碳很容易流失。 例如,去年夏天毀滅性的森林大火 830百萬噸 CO XNUMX。

4.具有碳捕集與封存的生物能源(BECCS)

可以燃燒植物材料以獲得能量-稱為生物能。 在BECCS系統中,所產生的COXNUMX被捕獲並儲存在地下深處。

當前,碳捕集與封存(CCS)僅在大規模中可行,並且存儲的機會是 有限。 只有少數CCS設施在運作 國際.

BECCS具有隔離的潛力 11十億噸 每年。 但這受到可燃燒材料可用性的限制-從理論上講,這些材料可能來自林業,農作物廢料以及目的植物。

CCS的大規模部署還必須 克服 諸如高成本,應對洩漏的挑戰以及確定誰對儲存的碳負長期責任之類的障礙。

生物能源具有巨大的潛力,但受到可燃燒材料數量的限制。 (從大氣中吸收二氧化碳的七種方法)生物能源具有巨大的潛力,但受到可燃燒材料數量的限制。 SHUTTERSTOCK

5.增強岩石的風化

矽酸鹽岩石由於下雨和其他自然過程而自然地從大氣中捕獲和儲存CO XNUMX。 可以通過“增強風化” –壓碎岩石並將其傳播到陸地上。

此方法的首選岩石類型是玄武岩–澳大利亞和其他地方營養豐富且豐富。 最近 研究 據估計,增強的耐候性每年可以在全球範圍內儲存多達XNUMX億噸的CO XNUMX。

但是,澳大利亞許多地區的降雨不足,限制了通過玄武岩風化作用捕獲碳的速度。

6.直接空氣碳捕集與封存(DACCS)

直接空氣碳捕集與封存(DACCS)使用與周圍空氣結合的化學物質去除CO XNUMX。 捕穫後,可以將COXNUMX注入地下或用於建築材料和塑料等產品。

DACCS處於商業化的早期階段, 幾株植物 在全球運營。 從理論上講,它的潛力是無限的。 然而,主要障礙包括高成本以及操作過程中所需的運行大風扇所需的大量能量。

7.海洋施肥和鹼化

海洋吸收周圍 XNUMX億噸 每年從空氣中吸收二氧化硫。

可以通過施肥來增加攝取量–添加鐵以刺激海藻的生長,類似於在陸地上進行植樹造林。 如果我們添加諸如矽酸鹽礦物或石灰之類的鹼性物質,海洋也會吸收更多的二氧化碳。

然而,海洋施肥被認為是 危害海洋生物,並且在國際水域進行監管將具有挑戰性。

展望零碳世界

政府預先計劃的對負排放技術的投資是積極的一步,將有助於克服我們已經描述的一些挑戰。 我們概述的每種技術都有潛力幫助緩解氣候變化,其中一些還具有其他好處。

但是所有人都有局限性,僅靠它們自己並不能解決氣候危機。 還需要在整個經濟中大幅度減少排放量。

更正:本文的先前版本稱生物炭每年可儲存多達4.6萬噸的CO4.6。 正確的數字是XNUMX億噸。

關於Auuthors

Annette Cowie,兼職教授, 新英格蘭大學; 韓翁,研究學者, 昆士蘭大學; 兼職教授Lukas Van Zwieten 南十字大學; 斯蒂芬·約瑟夫(Stephen Joseph),材料科學與工程學院客座教授, 新南威爾士大學和博士後研究員Wolfram Buss, 澳大利亞國立大學

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

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