충분한 투자 및 전략적 배치를 통해 이산화탄소 제거 및 저장은 지구 온난화를 우리가 살 수있는 수준으로 유지하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다.

Klaus Lackner는 미래의 모습을 마음에 새기고 있습니다. 100 만개의 세미 트레일러 크기의 박스로 표면을 극대화하기 위해 섀그 카펫처럼 보이는 베이지 색 패브릭으로 채워져 있습니다. 각 상자는 마치 호흡을하고있는 것처럼 공기를 끌어들입니다. 마찬가지로 직물은 이산화탄소를 흡수합니다. 이산화탄소는 나중에 콘크리트 또는 플라스틱 또는 지하로 파이프 형태로 농축 된 형태로 방출되어 효과적으로 기후 변화에 기여할 수있는 능력을 상실합니다.

이 기술은 아직 작동하지 않지만 "실험실을 벗어나기 직전이므로 소규모로 어떻게 작동하는지 보여줄 수 있습니다"라고 애리조나 주립 대학의 탄소 배출 센터 소장 인 Lackner는 말합니다. 모든 꼬임이 해결되면 그는 상자 네트워크가 톤당 미화 100 달러의 비용으로 하루 110 억 미터 톤 (2 억 30 천만 톤)의 CO2를 포착 할 수 있다고 생각합니다. 인류가 150 년 전 본격적으로 화석 연료를 태우기 시작한 이래로 공기 중에 축적 된 COXNUMX의 기후를 파괴하는 과잉.

Lackner는 대기에서 CO2를 제거하고 식물, 암석 또는 공학적 화학 반응을 사용하여 대기에서 탄소를 포집하고이를 토양, 콘크리트와 같은 제품에 저장하는 방법을 연구하고있는 전 세계 수백 명의 과학자 중 한 명입니다. 플라스틱, 암석, 지하 저수지 또는 깊고 푸른 바다.

"우리는 경제를 탈 탄소화할 수 없으며 탄소 목표를 달성하지 못할 것입니다."- 노아 디치 (Noah Deich)

이산화탄소 제거 또는 부정적 배출 기술로 통칭하는 전략 중 일부는 구경꾼의 시선에서 단지 반짝임에 불과합니다. 기타 - 숲에 심기를 더하거나 농작물 잔류 물을 농작물에 남기는 것과 같은 첨단 기술, 또는 첨단 "음의 배출물"설정 지난 봄에 온라인으로 나온 CO2 포획 바이오 매스 연료 공장 일리노이 주 디케 이터에서 이미 진행되고 있습니다. 그들의 공동 목표 : 기후 변화로부터 우리를 도우려면 우리가 스스로 해결해야합니다.

"우리는 경제를 탈 탄소화할 수 없으며 탄소 목표를 달성하지 못합니다."라고 노아 디치 (Noah Deich) 공동 창업자 겸 이사는 전하면서, 탄소 제거 센터 오클랜드, 캘리포니아. "우리는 대기에서 탄소를 제거해야한다. ... 2030이 안전하고 비용 효율적 인 실제 시장과 실제 솔루션을 사용하려면 긴급히 시작해야합니다. "

많은 접근 방식

사실상 모든 기후 변화 전문가들은 재난을 피하기 위해 무엇보다도 CO2 배출을 줄이는 데 최선을 다해야한다는 데 동의합니다. 그러나 점점 더 많은 사람들이 그것만으로는 충분하지 않다고 말합니다. 비가 역적 변화가 불가피한 수준으로 대기 온난화를 제한하려면 대기 중 CO2를 상당히 많은 양으로 적극적으로 제거해야한다고 그들은 주장합니다.

"일종의 부정적인 배출 기술없이 2 ° C, 심지어 1.5 [° C]에 이르는 것은 거의 불가능합니다."라고 Aberdeen 대학의 식물 및 토양 과학 소장 인 Pete Smith는 말합니다. 세계의 기후 변화 완화에 앞장서는 지도자.

사실, 최근에 작성한 전세계 과학자들 미래에 대한 "로드맵"은 2 ºC 임계 값 이하로 따뜻하게 유지할 수있는 좋은 기회를 제공합니다 화석 연료를 완전히 제거하여 탄소 배출량을 줄이는 데 크게 의존하지만 대기에서 CO2를 적극적으로 제거해야합니다. 그들의 계획은 0.61 년까지 연간 0.67 미터 기가 톤 (Gt로 약칭, 2 억 미터 톤 또는 2030 억톤)의 CO5.51를 격리 할 것을 요구합니다. 사람이 생성 한 CO2050 배출량은 약 17.72Gt입니다. 2100 년 국립 해양 대기 관리국 (National Oceanic and Atmospheric Administration).

"일종의 부정적인 배출 기술 없이는 2 ° C, 1.5는 거의 맞지 않습니다."-Pete Smith

보고서는 주기적으로 하나의 접근법이나 다른 방식으로 잘라내는 것이 아니라는 것을 나타냅니다. 나무는 탄소를 저장할 수 있지만 육지는 농업과 경쟁하고 토양은 충분히 저장할 수 없으며 Lackner는 너무 많은 에너지를 소비합니다. 지하 저장을위한 공학이 필요합니다.

해결책은 하나도없고 모두 장단점이 있으며 많은 사람들이 황금 시간대에 대비하기 전에 해결해야 할 버그가 있다는 것은 사실입니다. 그러나 올바른 조합과 몇 가지 진지한 연구 개발을 통해 큰 차이를 만들 수 있습니다. 그리고 기후 과학자들의 국제 팀은 최근에, 온실 가스를 감축하는 임무가 점점 더 길어질 것이고, 우리가 더 오래 지체할수록 더 위압적 일 것이기 때문에, 더 빨리 그만큼 좋다.

스미스 (Smith)는 많은 접근 방식을 재조림과 농업 실무 개선과 같은 준비가되어있는 상대적으로 낮은 기술의 "후회없는"전략과 실용화되기 위해서는 상당한 연구와 개발이 필요한 고급 옵션 두 가지 범주로 나눌 것을 제안합니다. 그런 다음 그는 제안하고 전 후자에 맞붙다. 또한 올바른 접근법과 올바른 위치를주의 깊게 조화시켜 단점을 최소화하고 이익을 극대화 할 것을지지합니다.

스미스 대변인은 "모든 일을 수행하는 좋은 방법과 나쁜 방법이있을 것"이라고 말했다. "나는 우리가 이러한 일을하는 좋은 방법을 찾아야한다고 생각한다."

Deich도 다중 옵션의 동시 추구를 지원합니다. "우리는 기술을 원하지 않는다. 많은 솔루션에 대한 새로운 정보가 나오면서 종종 업데이트되는 광범위한 포트폴리오에서 보완 솔루션을 제공합니다. "

이를 염두에두고 다음과 같은 다양한 소스에서 증류 된 CO2 저장 잠재력에 대한 현재 지식을 기반으로 한 야구장 예측을 포함하여 고려중인 몇 가지 주요 접근 방식을 간략히 살펴 보겠습니다. 미시간 대학교 예비 연구 결과 단점, 성숙함, 불확실성 및 각 상황이 가장 잘 적용될 수있는 상황에 대한 생각 등이 요약되어 있습니다.

조림 및 재조림

입회비를 지불하고 세쿼이아 국립 공원 (캘리포니아의 세쿼이아 국립 공원)을 따라 구불 구불 한 길을 걸어 숲에서 반 마일을 하이킹하면 세계에서 가장 큰 나무 인 셔먼 장군의 발걸음을 만날 수 있습니다. 나무의 52,500 세제곱 피트 (1,487 입방 미터)가 트렁크에있을 때, 거대한 짐승은 1,400 미터 톤 이상 (1,500 톤)의 CO2가 트렁크에만 갇혀 있습니다.

그 크기는 분명히 예외적이지만 장군은 나무가 공기에서 CO2를 빨아 들여 나무, 나무 껍질, 잎 및 뿌리에 저장할 수있는 잠재력에 대한 아이디어를 제공합니다. 실제로 기후 변화에 관한 정부 간 패널은 나무의 종류, 나이에 따라 2.5 헥타르 (1.5 에이커)의 산림이 연간 30 ~ 1.6 미터 톤 (33 ~ 2 톤)의 COXNUMX를 차지할 수 있다고 추정합니다. 그들은 기후 등등입니다.

전세계 숲은 현재 2 Gt CO2per 년의 순서로 격리되어 있습니다. 새로운 장소 (포레스트)에 나무를 심기위한 노력과 종묘 재배 면적 (재림)은 종, 성장 패턴, 경제, 정치 및 기타 변수에 따라 기가 톤 이상으로 증가시킬 수 있습니다. 탄소 저장 및 생물 다양성을 강조하는 삼림 관리 관행은 탄소를 흡수하고 저장하는 능력을 향상시키기 위해 나무와 다른 산림 식물을 개량 할 수있다.

탄소를 저장하는 나무의 능력을 향상시키는 또 다른 방법은 나무 프레임 건물, 책 등 나무로부터 오래 지속되는 제품을 만드는 것입니다. 예를 들어, 건설에 탄소가 풍부한 목재를 사용하면 목재 저장과 조림이 결합되어 연간 1.3 ~ 14Gt CO2를 발생시킬 수있는 숲의 경계를 넘어 나무의 저장 용량을 확장 할 수 있습니다. 기후 연구소에 따르면, 호주 기반 연구 기관.

탄소 농업

대부분의 농사는 그 땅에서 수확 된 것을 생산하기위한 것입니다. 탄소 농업은 반대입니다. 식물을 사용하여 CO2를 트랩 한 다음 전략적으로 다음과 같은 사례를 사용합니다. 경작 감소, 뿌리가 길어진 작물 재배 및 유기 물질을 토양으로 통합 갇힌 탄소가 토양에 들어가고 머무르는 것을 장려하는 것.

"현재 많은 농업, 원예, 임업 및 정원 토양이 순 탄소 원입니다. 즉,이 토양은 격리되어있는 것보다 더 많은 탄소를 잃고 있습니다. "라고 호주 소재 비영리 단체의 설립자 인 크리스틴 존스 (Christine Jones)는 말합니다. 놀라운 탄소. “개선 된 식물 및 토양 관리를 통해 CO2의 순 이동을 대기로 되돌릴 수있는 잠재력은 엄청납니다. 실제로, 많은 양의 대기 탄소를 안정된 형태로 격리하고 저장하는 토양의 능력을 향상시키는 방식으로 식물 덮개를 관리하는 것은 현재 인류가 직면하고있는 가장 어려운 문제 중 일부에 대해 실용적이고 거의 즉각적인 해결책을 제공합니다.”

토양의 탄소 저장 능력은 고급 연구 프로젝트 Agency-Energy, 혁신적인 에너지 기술에 대한 연구 지원을 제공하는 미국 정부 기관 및 탄소를 토양으로 이동시키는 작물의 능력을 향상시키는 것을 목표로하는 다른 기업도 성공적이다. 그리고 Eric Toensmeier, 탄소 농업 솔루션의 저자방정식에 나무를 포함시킴으로써 탄소를 저장하는 농지의 용량을 극적으로 증가시킬 수 있습니다.

"일반적으로 탄소 (저장)가 가장 많은 나무를 통합하는 관행입니다. 헥타르 당 탄소가 10 배 더 많아서 꽤 큰 거래입니다."라고 Toensmeier는 말합니다.

기타 식물 

숲과 농지가 가장 주목을 끌었지 만 다른 종류의 초원, 연안 식물, 이탄 습지 등도 CO2를 흡수하고 저장하므로 능력을 향상시키기위한 노력은 전세계의 탄소 저장 원인에 기여할 수 있습니다.

해안 식물, 맹그로브, 해초, 조수 습지에 ​​서식하는 초목과 같이 CO2를 격리하는 데 탁월합니다. 육상 산림보다 면적당 훨씬 더 많습니다. 메르 디스 미스에 따르면, 국립 해양 대기 관리국 (National Oceanic and Atmospheric Administration)의 국제 프로그램 매니저.

"이것들은 엄청나게 탄소가 풍부한 생태계입니다."Emily Pidgeon은 말한다. 보존 국제 전략적 해양 이니셔티브의 수석 이사. 그 이유는 그들이 자라는 산소가 부족한 토양이 CO2가 대기로 다시 방출되는 것을 억제하기 때문입니다. 그래서 탄소는 대기로 다시 순환하기보다는 단순히 수세기에 걸쳐 층별로 축적됩니다. 와 대략 헥타르 당 1,400 미터 톤 (1,500 톤)을 격리하는 맹그로브 (2. 5 에이커); 소금 늪, 900 미터 톤 (1,000 톤); 및 해초, 400 미터 톤 (400 톤)잃어버린 해안 식물 복원 및 해안 서식지 확장은 상당한 탄소를 격리 할 가능성이있다. 그리고 연구자들은 오염을 줄이고 퇴적물의 교란을 관리하는 것과 같은 전략에 주목하고있다. 이 생태계가 CO2를 훨씬 더 흡수하도록하십시오..

그리고 Pidgeon은 그러한 식물은 온난화로 인해 해수면이 상승하게됨에 따라 해안선을 침식으로부터 보호하는 데 도움이되기 때문에 이중의 기후 혜택을 제공한다고 덧붙입니다.

그녀는 "기후 변화 생태계는 특히 취약 지역의 기후 변화 생태계가 완벽합니다. "폭풍우 방지, 침식 통제를 제공하고 지역 어업을 유지합니다. 기후 변화의 측면에서 말하자면, 완화 완화 또는 적응과 관련하여 매우 중요합니다. "

바이오 에너지 및 매장

식물의 일부와 토양에 CO2를 저장하는 식물의 능력을 활용하는 것 외에도, 인간은 다른 방식으로 흡수하는 탄소 식물을 흡수하여 격리를 강화할 수 있습니다. ㅏ 올해 초 가동을 시작한 208 백만 달러 발전소 일리노이 농장 국가의 심장부에있는이 방법은 현재이 접근 방식의 확실한 예이며 현재 대기 중 많은 양의 탄소를 제거하는 가장 유망한 기술 기반 전략 인 생물 에너지 탄소 포집 및 저장 또는 BECCS로 볼 수 있습니다.

BECCS는 일반적으로 바이오 매스를 액체 연료 또는 전기와 같은 사용 가능한 에너지 원으로 변환하는 것으로 시작합니다. 그러나 그런 다음 개념을 한 단계 더 진전시킵니다. 기존의 설비처럼 공기 중으로 배출되는 CO2를 보내지 않고 콘크리트를 포획하고 농축 한 다음 콘크리트 또는 플라스틱과 같은 물질로 포집하거나 디케 이터 공장에서와 같이 암석층에 주입합니다. 지구의 표면 아래로 탄소를 가둬 라.

관련 전략은 육지 식물 대신에 다시마와 같은 해양 식물을 사용할 것을 제안합니다. 이것은 식량 생산 및 토지의 서식지 보존과 경쟁 할 필요성을 줄인다. 그러나이 옵션은 육상 기반 BECCS만큼 탐구되지 않았으므로 미지수의 수가 훨씬 더 높습니다.

사물의 저장이 끝날 때, 제안 된 많은 기술은 여전히 ​​개념 또는 초기 개발 단계에 있습니다. 그러나 정확하게 개발된다면이 접근법은 "잠재적으로 상당한 영향을 미칩니다"라고 University of Aberdeen의 Smith는 말합니다.

Biochar 

식물의 탄소 저장 능력을 향상시키는 또 다른 방법은 로깅 슬래시 나 작물 폐기물과 같은 물질을 부분적으로 연소시켜 탄소가 풍부하고 분해 속도가 느린 물질을 만드는 것입니다 바이오 숯, 그 다음 농지에 묻히거나 퍼질 수 있습니다. Biochar은 수세기 동안 농경을 위해 토양을 풍성하게하기 위해 사용되어 왔지만, 늦은시기에 탄소 격리 능력으로 인해 주목을 끌고 있습니다. 10 결선 진출 자 중 3 명이 25 만 달러 지구 도전 2007에서 Virgin이 출시 한이 방법을 활용하십시오.

해양 비옥 화 

바다에 사는 식물과 식물 같은 유기체는 매년 엄청난 양의 CO2를 흡수하는데, 그 능력은 성장하고 증식하는 데 필요한 철, 질소 및 기타 영양소의 가용성에 의해서만 제한됩니다. 그래서 연구자들은 바다를 비옥하게하거나 심해에서 영양분을 끌어 올려 탄소를 포획하고 저장하는 식물의 능력을 높이는 전략을 찾고 있습니다.

10 년 전만해도 회사는 곧 확립 될 글로벌 탄소 시장으로부터의 보상을받을 계획을 가지고이를 실현하기 시작했습니다. 이러한 계획은 탄소에 가격표를 붙이는 방법에 대한 실질적인 불확실성, 어업 및 해양 생태계의 혼란에 대한 우려, 그리고 에너지 요구량 및 비용 관련 문제로 인해 크게 어려움을 겪어왔다. 또한 우리는 갇힌 탄소가 대기에 재진입하기보다는 실제로 바다에 머물러있는 지에 대한 명확한 그림이 없습니다.

락 솔루션

CO2는 빗물과 암석의 반응을 통해 매일 대기에서 자연적으로 제거됩니다. 일부 기후 과학자들은 암석을 분쇄하여 반응 실에서 CO2에 노출 시키거나 육지 나 바다의 넓은 지역에 퍼뜨리는 등의 인공적인 조치를 통해 대기에서 CO2 제거를 증가시켜이 과정을 강화하고 표면적을 증가시킬 것을 제안합니다. 반응이 발생할 수 있습니다.

현재 상상 한 바와 같이 CO2를 암석과 반응시켜 탄소 저장을 향상시키는 전략은 대량의 무거운 물질을 운반하고 처리해야하기 때문에 비용이 많이 들고 에너지 집약적입니다. 일부는 또한 광범위한 토지 사용이 필요하므로 식량 생산 및 생물 다양성 보호와 같은 다른 요구와 경쟁 할 잠재력이 있습니다. 연구원들이 찾고있다. 광산 폐기물을 사용하고 비용을 절감하고 효율성을 높이기위한 전략을 다듬는 방법에 대해 알아보십시오.

직접 에어 캡처 및 저장

애리조나 주립 대학의 Lackner의 탄소 격리 용기는 다음과 같은 다른 프로젝트와 함께 Climeworks의 방금 열린 스위스의 탄소 포집 시설는 오늘날 널리 제안되고있는 온실 가스 포집 및 저장 기술 중 하나를 대표한다. 직접적인 공기 포집 및 저장으로 알려진이 접근 방법은 화학 물질 또는 고체를 사용하여 공기에서 가스를 포착 한 다음 BECCS의 경우처럼 지하 또는 장기간의 장거리 운송을 위해 저장합니다.

Lackner에 따르면 이미 해수면 아래 잠수함과 그 위에있는 우주선에 이미 사용 된 직접 공기 포집은 이론적으로 공기 중 CO2를 식물보다 수천 배 더 효율적으로 제거 할 수 있습니다.

그러나이 기술은 초기 단계입니다. 그리고 그것은 공기 중의 다른 모든 것에서 CO2 분자를 뽑아야하기 때문에 엄청난 에너지 돼지입니다. 반면에이 접근 방식은 지구상 어디에서나 배포 할 수 있다는 큰 장점이 있습니다.

여기서부터? 

이 요약에서 분명한 것이 있다면 다음 두 가지입니다. 첫째, 대기에서 CO2 제거를 늘리기위한 전략으로 CO2 배출량을 줄이기위한 노력을 강화할 수있는 많은 잠재력이 있습니다. 둘째, 의미있는 규모로 탄소 격차를 좁힐뿐만 아니라 환경을 보호하고보다 즉각적인 인간의 요구를 충족시키는 방식으로 그렇게하기 전에해야 할 일이 많습니다.

"현존하는 기술을 기반으로해서, 실제로 영향을 미치지 않으면 서 2 ° C 이하의 목표를 충족시킬 수있는 충분한 규모로 고용 될 수있는 현재 사용 가능한 부정적 배출 기술의 조합은 없습니다."라고 과학 및 정책 담당 이사 인 Peter Frumhoff는 말합니다. 수석 과학자 염려 한 과학자 연합. "우리는 원칙적으로 부정적 배출 기술을 적용 할 수 있지만 충분한 규모로 그렇게 할 수있는 정책이나 정책을 갖고 있지 않다."

점점 더 긴급해질 필요가 있기 때문에 연구자들은 찬반 양론과 다양한 기회의 잠재력을 면밀히 살펴보십시오. 함께 연구 의제 적절한시기에 가장 유망한 곳으로 나아갈 수 있습니다. 2017, National Academy of Sciences 연구 패널이 5 월에 개최하기 시작했습니다. 일련의 전략 세션 앞으로 나아갈 연구 우선 순위를 확인합니다.

"이위원회에 대한 우리의 임무는 이러한 많은 문제를 해결하고, 비용을 낮추며, 프로그램의 효율성을 높이고, 규모와 구현 및 관리, 특히 검증의 장벽을 극복하기위한 연구 의제를 추천하는 것입니다. 모니터링, "패널 의자 스티븐 Pacala, 프린스턴 대학과 생태 및 진화 생물학 교수, 말했다 이니셔티브를 설명하는 비디오.

즉, 기술은 장기적으로 제한 요소가 아닐 수도 있다는 것을 기억하는 것이 중요합니다.

결국 탄소 저장은 저렴하지 않다고 스미스는 인정하지만 그는 기후 변화가 아니라고 지적했다.

"기술적인 도전이라고 생각하지 않습니다."라고 Deich는 말합니다. "나는 지불 할 의사가 있으며 이러한 솔루션에 대한 명확하고 일관되고 공정한 규제를 기꺼이 받아 들여야한다고 생각한다."즉, 탄소 저장 시설을 궁극적으로 운영 및 운영한다는 것은 시장 및 / 또는 정책을 수립하는 것입니다. 고려 사회 및 환경 차원. "반드시 그런 것은 아니다. 그것은 '그들에게 비용을 지불 할 사람이 있습니까?

이 작업을 수행하는 가장 분명한 방법은 탄소 가격, 그것은 그것을 쏘아 넘어 뜨리기위한 재정적 이익으로 해석 될 것입니다.

결국 탄소 저장은 저렴하지 않다고 스미스는 인정하지만 그는 기후 변화가 아니라고 지적했다.

Lackner가 말한 방식은 다음과 같습니다. 우리는 자동차의 산에서 머리핀으로 돌아서 고속으로 여행합니다. 우리가 충분히 감속 할 수 있는지에 대한 가드 레일을 치 었는지 여부는별로 문제가되지 않습니다. 그래서 우리가 할 때 우리는 망각으로 그것을 발사하기보다는 튕겨져 나옵니다.

"CO2 포획 장치에 대해"그것이 효과가 있다는 것을 보장 할 수는 없습니다. "나는 낙관주의 자이지만, 나는 그것을 보장 할 수 없다. 그것이 작동하지 않을 수도 있다는 사실, 그것이 작동하지 않을 수도 있다는 가능성 자체가 시도하지 않는 핑계가 아닙니다. 우리가 제대로 작동하지 않는다면 우리가 매우 어려울 때가 될 것이라고 확신한다 "고 말했다. 

이 문서는 원래의 등장 Ensia

저자에 관하여

Mary Hoff는 Ensia의 편집장입니다. 수상 경력이있는 과학 커뮤니케이터로서 인쇄 매체 및 온라인 매체를 통해 환경에 대한 이해, 감사 및 청지기 증진을 돕는 20 년 이상의 경험을 보유하고 있습니다. 그녀는 위스콘신 대학교 (University of Wisconsin)에서 동물학 학사 학위를, 미네소타 대학교 (University of Minnesota)에서 과학 커뮤니케이션을 강조하여 대중 커뮤니케이션 분야의 석사 학위를 취득했습니다. mary (at) ensia (dot) com에 연락하십시오.

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