7 Möglichkeiten, CO₂ aus der Atmosphäre zu saugen

7 Möglichkeiten, CO₂ aus der Atmosphäre zu saugenShutterstock

Der australische Bundesenergieminister Angus Taylor ist am Dienstag. 22. September 2020 erwartet zu skizzieren die erste Erklärung der Regierung von Morrison zu emissionsarmen Technologien, in der der Weg Australiens in Bezug auf Klimaschutzmaßnahmen dargelegt wird. Es ist wahrscheinlich Technologien für „negative Emissionen“, die Kohlendioxid (CO () aus der Luft entfernen.

Der zwischenstaatliche Ausschuss für Klimawandel sagt Technologien für negative Emissionen werden benötigt, um das Ziel des Pariser Übereinkommens zu erreichen, die Erwärmung auf weit unter 2 ° C zu begrenzen. Mit anderen Worten, es reicht nicht aus, nur die Emissionen zu senken - wir müssen auch vorhandene Treibhausgase aus der Luft entnehmen.

Letzte Woche hat die Regierung den Aufgabenbereich der australischen Agentur für erneuerbare Energien (ARENA) und der Clean Energy Finance Corporation (CEFC) erweitert. Negative Emissionstechnologien wie Kohlenstoff im Boden wurden als ein Weg für Investitionen gekennzeichnet.

Einige Unternehmen mit negativen Emissionen sind in geringem Umfang in Australien tätig, darunter Kohlenstoffabscheidung, Wiederaufforstung Kohlenstoffmanagement im Boden. Hier untersuchen wir sieben Möglichkeiten, um CO₂ aus der Atmosphäre zu entfernen, einschließlich ihrer Vor- und Nachteile.

Grafik mit sieben Technologien für negative Emissionen. (sieben Möglichkeiten, CO2 aus der Atmosphäre abzusaugen)Grafik mit sieben Technologien für negative Emissionen. Anders Claassens

1. Umgang mit Bodenkohlenstoff

Bis zu 150 Milliarden Tonnen Der Kohlenstoffgehalt im Boden ist weltweit verloren gegangen, seit die Landwirtschaft begonnen hat, natürliche Wälder und Wiesen zu ersetzen. Ein verbessertes Landmanagement könnte bis zu speichern oder "beschlagnahmen" neun Milliarden Tonnen von CO₂ jedes Jahr. Es könnte sich auch verbessern Bodengesundheit.

Bodenkohlenstoff kann durch Methoden wie:

  • "No-TillLandwirtschaft mit Techniken, die den Boden nicht stören
  • Pflanzung Deckfrüchte, die den Boden zwischen normalen Erntezeiten schützen
  • Weidevieh auf mehrjährige Weiden, die länger halten als einjährige Pflanzen
  • Anwendung von Kalk zur Förderung des Pflanzenwachstums
  • mit Kompost und Mist.

Es ist jedoch wichtig zu bedenken, dass Kohlenstoff über lange Zeiträume schwer in Böden zu speichern sein kann. Dies liegt daran, dass Mikroben organische Stoffe verbrauchen, die Kohlenstoff an die Atmosphäre abgeben.

2. Biokohle

Biokohle ist ein kohleähnliches Material, das aus organischen Stoffen wie Grünabfällen oder Stroh hergestellt wird. Es wird dem Boden zugesetzt Kohlenstoffspeicher stärkendurch Förderung mikrobielle Aktivität Anhäufung (Bodenklumpen), die verhindern, dass organische Pflanzenstoffe abgebaut werden und Kohlenstoff freigesetzt wird.

Biokohle wurde von verwendet Ureinwohner im Amazonas die Lebensmittelproduktion zu steigern. Seit 14,000 wurden mehr als 2005 Biokohle-Studien veröffentlicht Arbeit von australischen Forschern zeigt, wie Biokohle mit Bodenmineralien, Mikroben und Pflanzen reagiert, um den Boden zu verbessern und das Pflanzenwachstum zu stimulieren.

Im Durchschnitt erhöht Biokohle die Ernteerträge um etwa 16% und halbiert die Emissionen von Lachgas, einem starken Treibhausgas. Bei der Herstellung von Biokohle werden Gase freigesetzt, die erneuerbare Wärme erzeugen können Strom. Untersuchungen legen nahe, dass Biokohle weltweit gespeichert werden könnte bis zu 4.6 Milliarden Tonnen von CO₂ jedes Jahr.

Sein Potenzial hängt jedoch von der Verfügbarkeit von organischem Material und dem Land ab, auf dem es angebaut werden soll. Außerdem muss die Art der verwendeten Biokohle für den Standort geeignet sein, da sonst die Ernteerträge sinken können.

Biokohle wird dem Boden zugesetzt und erhöht die Kohlenstoffspeicher. (sieben Möglichkeiten, CO2 aus der Atmosphäre abzusaugen)Biokohle wird dem Boden zugesetzt und erhöht die Kohlenstoffspeicher. Shutterstock

3. Wiederaufforstung

Das Pflanzen von Bäumen ist der einfachste Weg, um CO₂ aus der Atmosphäre zu gewinnen. Die Wiederaufforstung ist nur durch die Verfügbarkeit von Land und Umweltbeschränkungen für das Wachstum begrenzt.

Wiederaufforstung könnte bis zu binden zehn Milliarden Tonnen pro Jahr von CO₂. Durch Wiederaufforstung gebundener Kohlenstoff ist jedoch anfällig für Verluste. Zum Beispiel die verheerenden Buschfeuer des letzten Sommers 830 Millionen Tonnen CO₂.

4. Bioenergie mit Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (BECCS)

Pflanzenmaterial kann zur Energiegewinnung verbrannt werden - bekannt als Bioenergie. In einem BECCS-System wird das resultierende CO₂ tief unter der Erde erfasst und gespeichert.

Derzeit ist die Abscheidung und Speicherung von Kohlenstoff (CCS) nur in großem Maßstab möglich, und es bestehen Möglichkeiten zur Speicherung begrenzt. Nur wenige CCS-Einrichtungen sind in Betrieb international.

BECCS hat das Potenzial zu binden 11 Milliarden Tonnen jährlich. Dies ist jedoch durch die Verfügbarkeit von Material zum Verbrennen begrenzt - das theoretisch aus Forst- und Pflanzenabfällen sowie zweckgebundenen Pflanzen stammen könnte.

Die groß angelegte Bereitstellung von CCS muss ebenfalls erfolgen überwinden Hindernisse wie hohe Kosten, Herausforderungen beim Umgang mit Lecks und die Bestimmung, wer langfristig die Verantwortung für den gespeicherten Kohlenstoff übernimmt.

Bioenergie hat ein großes Potenzial, ist jedoch durch die Menge des zum Verbrennen verfügbaren Materials begrenzt. (sieben Möglichkeiten, CO2 aus der Atmosphäre abzusaugen)Bioenergie hat ein großes Potenzial, ist jedoch durch die Menge des zum Verbrennen verfügbaren Materials begrenzt. Shutterstock

5. Verbesserte Verwitterung von Steinen

Silikatgesteine ​​fangen CO₂ auf natürliche Weise ein und speichern es aus der Atmosphäre, wenn sie aufgrund von Regen und anderen natürlichen Prozessen wetterfest werden. Diese Erfassung kann beschleunigt werden durch “verbesserte Verwitterung”- Stein zerkleinern und an Land verbreiten.

Der bevorzugte Gesteinstyp für diese Methode ist Basalt - nährstoffreich und in Australien und anderswo reichlich vorhanden. Ein kürzlich Studie Schätzungen zufolge könnten durch eine verbesserte Verwitterung weltweit jährlich bis zu vier Milliarden Tonnen CO₂ gespeichert werden.

Niedrige Niederschläge in vielen Teilen Australiens begrenzen jedoch die Kohlenstoffabscheidungsrate durch Basaltverwitterung.

6. Direkte Abscheidung und Speicherung von Luftkohlenstoff (DACCS)

Bei der direkten Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (DACCS) werden Chemikalien verwendet, die sich an die Umgebungsluft binden, um CO₂ zu entfernen. Nach der Abscheidung kann das CO₂ unterirdisch injiziert oder in Produkten wie Baumaterialien und Kunststoffen verwendet werden.

DACCS befindet sich in einem frühen Stadium der Kommerzialisierung mit wenige Pflanzen global operieren. Theoretisch ist sein Potenzial unbegrenzt. Zu den größten Hindernissen zählen jedoch hohe Kosten und die große Energiemenge, die für den Betrieb großer Lüfter benötigt wird.

7. Befruchtung und Alkalisierung der Ozeane

Der Ozean absorbiert herum neun Milliarden Tonnen von CO₂ aus der Luft jedes Jahr.

Die Aufnahme kann durch Düngung verbessert werden - durch Zugabe von Eisen wird das Wachstum von Meeresalgen stimuliert, ähnlich wie bei der Wiederaufforstung an Land. Der Ozean kann auch mehr CO₂ aufnehmen, wenn wir alkalische Materialien wie Silikatmineralien oder Kalk hinzufügen.

Die Befruchtung der Ozeane wird jedoch als Risiko für Meereslebewesenund wird schwierig zu regulieren in internationalen Gewässern sein.

Mit Blick auf eine Welt ohne Kohlenstoff

Die vorausschauenden staatlichen Investitionen in Technologien für negative Emissionen sind ein positiver Schritt und werden dazu beitragen, einige der von uns beschriebenen Herausforderungen zu bewältigen. Jede der von uns beschriebenen Technologien kann zur Eindämmung des Klimawandels beitragen, und einige bieten zusätzliche Vorteile.

Aber alle haben Grenzen, und allein werden sie die Klimakrise nicht lösen. Eine tiefgreifende Emissionsreduzierung in der gesamten Wirtschaft wird ebenfalls erforderlich sein.

Korrektur: Eine frühere Version dieses Artikels besagte, dass Biokohle jedes Jahr bis zu 4.6 Millionen Tonnen CO₂ speichern könnte. Die korrekte Zahl liegt bei 4.6 Milliarden Tonnen.

Über die Auuthors

Annette Cowie, außerordentliche Professorin, Universität von Neu-England;; Han Weng, Forschungswissenschaftler, Die Universität von Queensland;; Lukas Van Zwieten, außerordentlicher Professor, Southern Cross Universität;; Stephen Joseph, Gastprofessor an der School of Material Science and Engineering, UNSWund Wolfram Buss, Postdoktorand, Australische Nationale Universität

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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