从大气中抽出二氧化碳的7种方法

从大气中抽出二氧化碳的7种方法存在Shutterstock

澳大利亚联邦能源部长安格斯·泰勒(Angus Taylor)周二出席会议。 22年2020月XNUMX日 预计会 轮廓 莫里森政府的第一份《低排放技术声明》,描绘了澳大利亚在气候行动方面的前进方向。 它的 容易 包括“负排放”技术,可从空气中去除二氧化碳(CO XNUMX)。

政府间气候变化专门委员会 为了实现《巴黎协定》将升温限制在2℃以下的目标,将需要采用负排放技术。 换句话说,仅仅减少排放是不够的-我们还必须从空气中吸收现有的温室气体。

上周,政府扩大了澳大利亚可再生能源机构(ARENA)和清洁能源金融公司(CEFC)的职权范围。 它把负排放技术(例如土壤碳)标记为一种投资途径。

一些负排放企业正在澳大利亚小规模经营,包括 碳捕获, 造林土壤碳管理。 在这里,我们研究了从大气中去除CO XNUMX的七种方法,包括它们的优缺点。

该图显示了七种负排放技术。 (从大气中吸收二氧化碳的七种方法)该图显示了七种负排放技术。 安德斯·克拉森斯

1.管理土壤碳

最高 150十亿吨 自从农业开始取代天然森林和草原以来,全球的土壤碳损失已经减少。 改进的土地管理可以存储或“排序”多达 XNUMX亿吨 每年的二氧化碳排放量。 它也可以改善 土壤健康.

可以通过以下方法建立土壤碳:

  • 免耕农业,使用不会干扰土壤的技术
  • 种植 覆盖作物,可以在正常种植期之间保护土壤
  • 放牧牲畜 多年生牧场,其使用寿命比一年生植物更长
  • 撒石灰以促进植物生长
  • 使用堆肥和 肥料.

不过,重要的是要记住,碳可能很难长期储存在土壤中。 这是因为微生物会消耗有机物质,从而将碳释放到大气中。

2.生物炭

生物炭是由有机物(如绿色废物或稻草)生产的木炭状材料。 它被添加到土壤中 增加碳储存,通过促进 微生物活性聚合 (土壤团块)可防止有机植物分解并释放碳。

生物炭已被使用 亚马逊土著人 增加粮食产量。 自14,000年以来,已经发表了2005多种生物炭研究。 澳大利亚研究人员的工作 展示生物炭如何与土壤矿物质,微生物和植物发生反应,从而改善土壤并刺激植物生长。

平均而言,生物炭使作物产量提高约 16% 并将一氧化二氮(一种有力的温室气体)的排放量减半。 生物炭的生产释放出可产生可再生热能的气体。 电力。 研究表明,全球生物炭可以储存 高达4.6亿吨 每年的二氧化碳排放量。

然而,其潜力取决于有机材料的可利用性以及在其上生长的土地。 另外,所用生物炭的类型必须适合该场所,否则农作物产量可能下降。

添加到土壤中的生物炭增加了碳储量。 (从大气中吸收二氧化碳的七种方法)添加到土壤中的生物炭增加了碳储量。 存在Shutterstock

3.植树造林

植树是从大气中吸收二氧化碳的最简单方法。 植树造林仅受土地供应和环境对增长的限制。

植树造林可以隔离 每年一百亿吨 的CO XNUMX。 但是,通过重新造林而固存的碳很容易流失。 例如,去年夏天毁灭性的森林大火 830百万吨 CO XNUMX。

4.具有碳捕获和储存的生物能源(BECCS)

可以燃烧植物材料以获得能量-称为生物能。 在BECCS系统中,所产生的CO XNUMX被捕获并储存在地下深处。

当前,碳捕集与封存(CCS)仅在大规模中可行,并且存储的机会是 有限。 只有少数CCS设施在运作 国际.

BECCS具有隔离的潜力 11十亿吨 每年。 但这受到可燃材料可用性的限制-理论上,这些材料可能来自林业和农作物废料以及目的植物。

CCS的大规模部署还必须 克服 诸如高成本,应对泄漏的挑战以及确定谁对储存的碳负长期责任之类的障碍。

生物能源具有巨大的潜力,但受可燃烧材料数量的限制。 (从大气中吸收二氧化碳的七种方法)生物能源具有巨大的潜力,但受可燃烧材料数量的限制。 存在Shutterstock

5.增强岩石的风化

硅酸盐岩石由于下雨和其他自然过程而自然地从大气中捕获和储存CO XNUMX。 可以通过“增强风化” –压碎岩石并将其传播到陆地上。

此方法的首选岩石类型是玄武岩–澳大利亚和其他地方营养丰富且丰富。 最近 研究 据估计,增强的耐候性每年可在全球范围内储存多达XNUMX亿吨的二氧化碳。

但是,澳大利亚许多地区的降雨量很少,限制了通过玄武岩风化作用捕获碳的速度。

6.直接空气碳捕集与封存(DACCS)

直接空气碳捕集与封存(DACCS)使用与周围空气结合的化学物质去除CO XNUMX。 捕获后,可将COXNUMX注入地下或用于建筑材料和塑料等产品。

DACCS处于商业化的早期阶段, 几株植物 在全球运营。 从理论上讲,它的潜力是无限的。 然而,主要障碍包括高成本,以及操作过程中所需的运行大风扇所需的大量能量。

7.海洋施肥和碱化

海洋吸收周围 XNUMX亿吨 每年来自空气中的二氧化碳

可以通过施肥来增加摄取量–添加铁以刺激海藻的生长,类似于在陆地上进行植树造林。 如果我们添加诸如硅酸盐矿物或石灰之类的碱性物质,海洋也会吸收更多的二氧化碳。

然而,海洋施肥被认为是 危害海洋生物,并且在国际水域进行监管将具有挑战性。

展望零碳世界

政府预先计划的对负排放技术的投资是积极的一步,将有助于克服我们已经描述的一些挑战。 我们概述的每种技术都有潜力帮助缓解气候变化,其中一些还具有其他好处。

但是所有这些都有局限性,仅靠它们本身并不能解决气候危机。 还需要在整个经济中大幅度减少排放。

更正:本文的先前版本称生物炭每年可储存多达4.6万吨的CO4.6。 正确的数字是XNUMX亿吨。

关于Auuthors

Annette Cowie,兼职教授, 新英格兰大学; 韩翁,研究学者, 昆士兰大学; 兼职教授Lukas Van Zwieten 南十字星大学; 斯蒂芬·约瑟夫(Stephen Joseph),材料科学与工程学院客座教授, 新南威尔士大学和博士后研究员Wolfram Buss, 澳大利亚国立大学

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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