美国留学:美国科学利用海洋去除空气中的碳
美国国家科学院、工程院和医学院的一份新报告说,美国应该开展一项大型研究项目,研究如何人工利用海洋来消除空气中的二氧化碳。
科学家们越来越倾向于这样一种观点:减少碳排放可能无法稳定气候,可能需要技术来积极去除空气中的碳。新报告建立在国家科学院2019年的一项研究发现之上:为了实现国际商定的气候目标,世界各国需要从空气中每年删除大约100亿吨的二氧化碳。其作者说,虽然有几种战略计划——如在农业土壤中储存碳或改变森林管理——现在可能已经准备好部署,但人们对海洋战略的风险、利益和权衡知之甚少。一些有前景的方法可能包括大规模种植海藻,操纵海水营养,甚至在水中通过电流。
该报告建议建立一个1.25亿美元的研究项目,以更好地了解技术挑战以及潜在的经济和社会影响。这项研究应该从现在开始,并在未来10年持续下去。
“所有基于陆地的方法都有局限性,所以评估使用海洋的可能性是很重要的,”合著者Romany Webb说,他是哥伦比亚大学萨宾气候变化法律中心的高级研究员和副研究学者。“重要的是,该报告不仅确定了需要回答的关键科学问题,而且还确定了社会、法律、监管和政策问题。”
该委员会主席、弗吉尼亚大学环境科学教授Scott Doney说:“科学家、非政府组织和企业家已经在讨论将海洋二氧化碳去除策略作为潜在的气候应对战略。”“现在,社会和决策者没有他们需要的信息来评估影响和权衡。”
报告探讨了六种基本方法:
营养施肥。这将涉及向海洋表面添加磷或氮等营养物质,以增加浮游植物的光合作用。一部分浮游植物死后下沉,这将增加碳向深海的转移,在那里它们可以停留一个世纪或更长时间。该报告说,有中等到高度的信心认为,这种方法将是有效的和可扩展的,具有中等的环境风险,并且在环境监测成本之外的扩大成本较低。该报告估计,需要2.9亿美元用于研究,包括实地实验和追踪碳封存量。
海藻栽培。该报告说,将碳输送到深海或沉积物中的大规模海藻养殖对于消除大气中的二氧化碳具有中等功效和中等到高持久性。但会有中到高的环境风险。该报告估计,用于了解高效大规模耕作和收获技术、海藻生物量的长期命运以及环境影响的研究将耗资1.3亿美元。
生态系统恢复。保护和恢复沿海生态系统,以及随后鱼类、鲸鱼和其他海洋野生动物的恢复,可能有助于捕获和封存碳。这组作者说,在所有被评估的方法中,它的环境风险最低,而且具有很高的共同效益。该报告称,它可能有低到中等的功效。它估计有2.2亿美元用于研究,包括研究对大型藻类、海洋动物和海洋保护区的影响。
海洋碱性增强。这种方法通过化学方法改变海水以增加其碱度,从而增强吸收大气二氧化碳的反应。报告称,人们对其有效性有很高的信心。提高海洋碱度会带来中等的环境风险和中到高的规模化成本。报告估计有1.25亿到2亿美元用于研究,包括实地和实验室实验,以探索气候变化对海洋生物的影响。
电化学过程。当电流通过水中时,要么会增加海水的酸度以释放二氧化碳,要么会增加海水的碱度以增强其保留二氧化碳的能力。人们对其有效性有很高的信心,对其可伸缩性有中等到较高的信心。然而,这种方法在所有被评估的方法中具有最高的扩展成本,并且具有中到高的环境风险。该报告估计有3.5亿美元用于研究,包括示范项目以及开发和评估所需的改良材料。
人工上升流和下升流。将温度较低、营养丰富、二氧化碳含量较高的深水移至水面,刺激浮游植物的生长。下沉将地表水和碳转移到深海。报告说,人们对这些方法的有效性和可扩展性缺乏信心,它们带来中到高的环境风险,同时成本高,碳核算面临挑战。该报告估计,在技术准备和有限和受控的海洋试验等研究方面,将需要2500万美元。
新闻来源:https://news.climate.columbia.edu/2021/12/09/oceans-could-be-harnessed-to-remove-carbon-from-air-say-u-s-science-leaders/
编译:Amy国王
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