چشم انداز مقیاس گذاری فناوریهای حذف کربن

  این تحقیق روشن می کند که تضمین رفاه پایدار سیاره ما مستلزم تعهد جدی تری نسبت به فناوری های جدید حذف دی اکسید کربن و افزایش سریعتر تولید آنها است.

فن‌آوری‌های حذف دی‌اکسید کربن (CDR) که می‌توانند ابزارهای حیاتی برای مبارزه با تغییرات آب‌وهوایی باشند، همسو با سایر فناوری‌های قرن گذشته توسعه یافته‌اند. با این حال، طبق مطالعات جدید به رهبری گریگوری نمت، استاد دانشگاه ویسکانسین-مدیسون، این فناوری‌ها باید سریع‌تر توسعه یابند تا به اهداف سیاستی با هدف محدود کردن گرمایش جهانی دست یابند.

در حالی که سیاست گذاران، محققان و فعالان آب و هوا از سراسر جهان برای دیدار برای کنفرانس تغییرات آب و هوایی سازمان ملل که در 30 نوامبر 2023 آغاز می شود، آماده می شوند، یک سوال باقی مانده این است که آیا فناوری های آب و هوایی به اندازه کافی سریع در حال توسعه و گسترش هستند تا خواسته های توافقنامه پاریس را برآورده کنند.

تحقیقات جدید به رهبری نمت، که استاد دانشکده روابط عمومی لا فولت است، نشان می‌دهد که روش‌های جدید CDR باید با سرعت بسیار بیشتری مقیاس شوند تا به هدف دمایی توافق پاریس برای محدود کردن گرمایش به ۲ یا ۵/۱ درجه سانتی‌گراد برسند.

این هدف مستلزم حذف صدها گیگاتن دی اکسید کربن از اتمسفر در طول قرن است که مقیاس گذاری فناوری های جدید CDR را از اهمیت ویژه ای برخوردار می کند.

CDR شامل گرفتن CO2 از جو و ذخیره آن به روش های مختلف است.

نمونه هایی از CDR معمولی شامل احیای جنگل، احیای تالاب و بهبود مدیریت جنگل است.

تمام روش های دیگر CDR فقط در مقیاس کوچک به کار گرفته شده اند و در مجموع به عنوان CDR جدید شناخته می شوند.

به عنوان مثال می توان به انرژی زیستی با جذب و جداسازی کربن، جذب و ذخیره مستقیم کربن هوا و بیوچار اشاره کرد.

این روش‌های جدید ممکن است بتوانند ذخیره‌سازی کربن بادوام‌تری نسبت به روش‌های معمولی که بر درختان و خاک‌ها متکی هستند، ارائه دهند.

نمت و تیم تحقیقاتی خود در یکی از مقالات اخیر خود که در 30 اکتبر 2023 در Communications, Earth & Environment منتشر شد، مجموعه داده های پذیرش تاریخی فناوری (HATCH) را معرفی کردند – پروژه ای نوآورانه که انواع کشاورزی، صنعتی و کشاورزی را ردیابی و تجزیه و تحلیل می کند. فن‌آوری‌های مصرف‌کننده که در قرن گذشته به کار گرفته شده‌اند و می‌توانند بینشی در مورد مقیاس فناوری‌های جدید مانند حذف کربن ارائه دهند.

این مطالعه ظهور و رشد 148 فناوری را در 11 دسته مورد تجزیه و تحلیل قرار داد که به اوایل قرن بیستم ^{بازمی‌گردد} .

سپس این داده ها را با سناریوهای مدل CDR که توسط هیئت بین دولتی تغییرات آب و هوا (IPCC) ایجاد شده بود، اعلامیه های شرکت در مورد طرح های افزایش مقیاس CDR و اهداف CDR در اعلامیه های سیاست ارجاع داد.

در حالی که این مقاله شواهدی پیدا کرد که نشان می‌داد مقیاس مورد نیاز فناوری‌های حذف کربن با محدوده تاریخی تلاش‌های قبلی مطابقت دارد، اعلامیه‌های شرکت و اهداف دولتی حاکی از آن است که رشد بسیار سریع‌تری نسبت به سناریوهای مدل‌سازی شده با سابقه تاریخی و IPCC CDR وجود خواهد داشت.

نمت می‌گوید: «نرخ‌های افزایش مقیاس مورد نیاز برای حذف کربن برای رسیدن به اهداف 2 و 1.5 درجه سانتی‌گراد در محدوده تجربه تاریخی است، حتی اگر در حد بالایی باشد».

ما می‌توانیم از این تجربه یاد بگیریم که حذف کربن را در مقیاس مرتبط با آب و هوا در سه دهه آینده تسهیل کنیم.»

در مقاله دیگری که در 15 نوامبر 2023 در Joule منتشر شد ، نمت و تیم تحقیقاتی او دریافتند که در حال حاضر سالانه 2 گیگاتن دی اکسید کربن حذف می شود.

تقریباً تمام این حذف با کاشت درختان بیشتر و تنها 0.1٪ از CDR جدید انجام می شود.

همه اینها علیرغم سناریوهای مدل سازی است که نشان می دهد ما باید در طول قرن صدها گیگاتن دی اکسید کربن را از جو حذف کنیم تا به توافق نامه پاریس برسیم و از رفاه پایدار سیاره خود اطمینان حاصل کنیم.

این مطالعه نشان می‌دهد که تقریباً تمام سناریوهایی که گرمایش را به 1.5 یا 2 درجه سانتیگراد محدود می‌کنند به CDR جدید نیاز دارند.

به طور متوسط، سناریوها CDR جدید را تا اواسط قرن 1300 افزایش می دهند.

با نگاهی به دوره زمانی بین زمانی که یک فناوری به بازار معرفی می‌شود و زمانی که افزایش سریع تولید آن رخ می‌دهد – به نام فاز شکل‌گیری – این مقاله نشان می‌دهد که این بخش از فرآیند جذب و ذخیره‌سازی کربن مستقیم هوا و دیگر روش‌های جدید CDR باید برای برآوردن نیازهای یک سیاره در حال گرم شدن شتاب بگیرند.

سرعت بخشیدن به نوآوری که در این مرحله رخ می دهد تا حجم بالاتری از تولید زودتر آغاز شود، می تواند به بهبود پذیرش فناوری کمک کند.

یان مینکس، رئیس مؤسسه تحقیقاتی مرکاتور در مورد عوام جهانی و تغییرات آب و هوا، می‌گوید: «برای مرتبط شدن با آب و هوا، مراحل شکل‌گیری سیستم‌های فیلتر هوا و سایر روش‌های جدید حذف کربن باید حداقل به اندازه سریع‌ترین آنالوگ‌های تاریخی فعال باشند. گروه کاری علم پایداری کاربردی و یکی از نویسندگان هر دو مطالعه.

این امر مستلزم تعهدات جدی‌تری نسبت به فناوری‌های حذف جدید نسبت به آنچه که در حال حاضر وجود دارد، دارد. سطوح مورد نیاز تنها در صورتی امکان‌پذیر خواهد بود که در 15 سال آینده شاهد توسعه اساسی مرحله شکل‌گیری CDR جدید باشیم.»

نتایج این مطالعات همچنین در گزارش آینده گپ انتشارات سازمان ملل در سال 2023، که شامل فصلی در مورد حذف کربن با مشارکت Minx و Nemet است، گنجانده خواهد شد.