为什么我们不能用“负排放”技术来扭转气候变化

在一个万众期待的报告,政府间气候变化专门委员会他说，世界需要采取戏剧性和极端的措施，以避免气候变化的灾难性影响。

报告重点讨论了从空气中去除二氧化碳的一系列技术，称为二氧化碳去除(CDR)技术或负排放技术(NETs)。政府间气候变化专门委员会说(PDF)与工业化前的水平相比，为了避免地球温度上升到1.5摄氏度(2.7华氏度)以上，世界将需要极大地依赖这些技术。

鉴于温室气体排放水平持续上升，全球减排努力远未达到气候科学家建议的目标，我们能从蚊帐中期望得到什么贡献正成为一个关键问题。它们真的能在足够大的规模下工作吗?

什么是负排放技术?

对于这些技术在应对气候变化方面能产生多大的影响，存在着广泛的意见。我之所以参与到这场辩论中来，是因为其中有两种最著名的负排放技术二氧化碳捕获与储存(CCS)我已经研究了近30年的这项技术。

许多网通过光合作用从生物上去除大气中的二氧化碳——最简单的例子是植树造林，或者种植更多的树木。根据具体的技术，从大气中移走的碳可能最终进入土壤、植被、海洋、深层地质构造甚至岩石中。

渔网的成本、规模(可能从大气中去除多少吨)、技术准备程度、环境影响和效率各不相同。造林/再造林是唯一的网部署商业(PDF)尽管其他的已经在小范围内进行了测试。例如，有许多生产的努力生物炭这是一种由植物制成的木炭，其碳含量为负。

最近的一次学术论文(PDF)讨论了各种蚊帐的“成本、潜力和副作用”。造林/再造林是最便宜的选择之一，每吨二氧化碳的成本大约为数十美元，但与其他蚊帐相比，碳去除的范围很小。

另一个极端是直接空气捕捉，它涵盖了一系列旨在从空气中去除二氧化碳的工程系统。在小范围内测试过的直接空气捕捉的成本是每吨二氧化碳几百美元或更多，但就可去除的潜在二氧化碳量而言，是最高的。

一些商业公司正在测试直接空气捕捉技术，这种技术可以将二氧化碳从空气中分离出来。意大利的这个项目最终将利用二氧化碳生产天然气，为汽车提供动力。Climeworks

在一个2014年IPCC的报告这项技术被称为生物能源与碳捕获和储存(BECCS)得到了最多的关注。这需要燃烧植物物质或生物质能，然后收集二氧化碳排放并将其泵入地下。它的成本很高，但并不过分，每吨二氧化碳的去除成本在100-200美元之间。

其部署规模的最大限制与“低碳”生物质的可用性有关。碳排放与生物质能的生长、收获和运输有关，也与潜在的碳排放有关土地利用变化-例如，如果森林被砍伐以支持其他形式的生物量。这些排放都必须保持在最低限度，以使生物量“低碳”，并使整个计划产生负排放。潜在的“低碳”生物质包括柳枝稷和火炬松，而不是玉米，后者目前已被转化为液体燃料，并被公认具有高碳足迹。

一些提议的网是高度推测的。例如,海洋施肥一般不认为是一种现实的选择，因为它对海洋的环境影响可能是不可接受的。此外,有关于它去除二氧化碳的有效性的问题(PDF)。

学术需要

一个2017在密歇根大学学习做了一个关于网络的文献综述。一方面，他们表明了文学对网的非常乐观。报告总结说，这些技术每年可以捕获相当于370亿吨(10亿吨)的二氧化碳，每公吨的成本低于70美元。相比之下，世界目前的排放量约为每年产生380亿吨二氧化碳。

然而，我认为这个结果应该持怀疑态度，因为他们只将一种净列为已建立的(造林/再造林)，另外三种列为已证明的净(BECCS、生物炭和改良农业做法)，其余都是推测性的。换句话说，这些技术是有潜力的，但它们的有效性还有待证明。

其他研究对网的看法要严厉得多。《自然气候变化》上的一项研究从2015年开始，“目前没有可用的净网(或网的组合)可以在不对土地、能源、水、养分、反照率或成本产生重大影响的情况下实现不超过2摄氏度的目标，因此‘A计划’必须是立即和积极地减少温室气体排放。”在一个nother study from 2016, researchers凯文·安德森和格伦·彼得斯最后，“负排放技术不是一种保险政策，而是一场不公平的高风险赌博。他们可能无法兑现自己的承诺，这是一个切实的风险。”

底线是，必须证明蚊帐在可承受的成本和不造成严重环境影响的情况下在10亿吨的规模上有效。但这还没有发生。从上面可以看出，对于这是否会发生，存在着广泛的意见。

安全网?

一个关键的问题是，在我们努力将全球平均气温稳定在一个可接受的水平时，从政策和经济的角度来看，网络能发挥什么作用。

网队的一个潜在角色是作为一种补偿。这意味着从大气中移走的二氧化碳量会产生信用额度，抵消其他地方的排放。以这种方式使用负排放可以成为一种强有力的政策或经济杠杆。

例如，对于航空旅行来说，实现净零排放的最好方法可能是让该行业继续排放二氧化碳，但使用net的信用来抵消这些排放。从本质上说，这些负排放是一种补偿飞行排放的方式，因为飞行需要多年的化石燃料。

我们目前大约25%的碳排放可以被归类为难以缓解。当负排放的成本低于从源头削减排放的成本时，这种抵消模式就具有经济意义。因此，如果我们可以通过BECCS产生负排放，每吨二氧化碳大约150美元，它们可以经济地抵消飞机排放的二氧化碳，这将花费几百美元通过改变飞机燃料的方式来减少每吨二氧化碳的排放。

使用网来纠正“超调”的经济是非常不同的。

作为一个社会，我们似乎不愿意付出足够的努力来减少碳排放，以每吨二氧化碳几十美元的代价来保持大气中足够的二氧化碳以达到稳定的1.5或1.5的目标2摄氏度。然而，纠正“超标”意味着我们期望子孙后代清理我们的烂摊子，从大气中清除二氧化碳，每吨二氧化碳的成本为数百美元或更多，这是未来部署蚊帐可能要付出的代价。

无论是经济上还是其他方面，这都毫无意义。如果我们不愿意使用相对便宜的缓解技术来降低目前可用的碳排放，比如提高效率，增加可再生能源，或者从煤炭改用天然气，那又有什么理由认为未来几代人会使用价格昂贵得多的网呢?

这就是为什么我认为网络作为一种补偿的作用是非常稳固的，今天已经有一些部署发生了，而且未来还会有更多的部署。相比之下，将蚊帐作为一种补偿方式，以弥补碳预算的超支和稳定目标的超支，与其说是现实，不如说是希望。网络的技术、经济和环境障碍是非常真实的。在制定气候政策时，我认为我们不能指望未来使用蚊帐来弥补我们今天未能采取足够的缓解措施。

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