多样化的二氧化碳去除方法可以减少对能源-水-土地系统的影响
二氧化碳清除(CDR)是所有将气温升高限制在1.5°C以下的计划中的关键工具,但只有少数CDR路径被纳入国际气候政策审议所依赖的综合评估模型中。一套更加多样化的CDR方法可能会对能源-水-土地系统产生重要的效益和成本。该研究使用综合评估模型来评估一整套CDR方法,包括碳捕获和储存的生物能源、造林、碳储存的直接空气捕获、增强风化、生物炭和碳储存的直接海洋捕获。每种方法提供的CDR跨越三个数量级,部署和相关影响因地区而异。
研究使用了全球变化分析模型(GCAM)评估这六种CDR方法在雄心勃勃的缓解下的效果,这些缓解措施与《巴黎气候协定》将本世纪末变暖限制在1.5℃的目标相一致。
研究考虑了三种主要情景,其中(1)不应用气候政策,(2)CO2排放受到限制,以将2100年气温升高限制在1.5℃以下,(3)应用情景2中的1.5℃排放限制,但通过技术和行为的改变,可以实现独立于碳政策的温室气体减排。情景3(“部门强化”)遵循Gambhir等人的1.5℃情景。假设通过降低人口增长、提高能源和材料效率、快速电气化、减少非CO2温室气体、限制生物能源使用和地质储存以及逐步植树造林来减少需求。这种情景代表了减少残余温室气体排放的努力,这些排放必须在以后通过现在扩大的CDR组合来抵消或减少。




生物能源作物灌溉在CDR部署的水影响中占主导地位,在情景2中占全球用水量的3%。在情景3中,这一百分比约为1%,主要是由于对生物能源和相关灌溉的假定限制。在两种1.5°C情景中,DOCCS与海水淡化相结合可提供高达70%的淡化水需求,并且相对于无气候政策情景,淡化水总产量有所增加。这是因为碳去除补贴使该技术比不与DOCCS配套的海水淡化技术更具经济吸引力(图4a)。CDR推广对区域水资源的影响是不均匀的:在俄罗斯、美国、墨西哥和阿根廷,生物能源作物灌溉、BECCS冷却水和DACCS工艺用水占用水量的10%以上(图4b)。在干旱的西奈半岛和阿拉伯半岛、智利北部以及地中海和里海沿岸,淡化水占总取水量的很大一部分(2-9%)(图4c)。
综上,研究结果表明,在1.5℃的全球气候目标下,各种CDR方法的组合各自贡献的清除量差异很大,二氧化碳排放量从每年百万吨到十亿吨不等。雄心勃勃的跨部门努力减少残余温室气体排放,减少但不消除对CDR的要求。这在很大程度上是由非二氧化碳温室气体驱动的,在所有情景下,到2050年,每年约有10亿吨二氧化碳的CDR抵消其年二氧化碳当量排放量的90%以上。因此,非二氧化碳温室气体是未来负排放要求的一个关键组成部分,迄今为止,它的评估不足,即使所有剩余的二氧化碳排放都可以归零。为非二氧化碳温室气体的缓解和消除开发技术和改进IAM框架,可有助于使解决方案进一步多样化。逐步减少化石燃料,避免过度依赖任何一种CDR途径(以及更普遍的地质碳储存),可以在任何一种CDR途径未能如预期实现的情况下降低风险。 来源:E文载道
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