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加热器

“负排放技术”的概念(网)——技术可以帮助解决气候变化问题积极地消除大气中的温室气体污染,近年来快速发展的学术关注。在爱尔兰,EPA最近资助一个小初步研究的现实潜力网有助于我们国家的公平份额减缓气候变化的承诺(基于巴黎协议)。

这个项目叫做IE-NETs,是都柏林城市大学之间的合作都柏林城市大学()和都柏林三一学院(TCD)。都柏林城市大学的Barry McMullin教授随着项目团队的其他成员,在12月爱尔兰工程师提出了一些初步结果。在这篇文章中,项目团队探索动机和背景的概念支撑网最近的兴趣,和初步的机会和风险,与网部署在爱尔兰。

气候变化:真实的,直接和潜在的压倒性的


《联合国气候变化框架公约》巴黎协议各方,包括爱尔兰,致力于的目标限制全球平均温度增加,引起的人类活动(特别是不可控释放的温室气体到大气中),远低于2℃的工业化前的水平,和采取行动试图尊重+ 1.5℃的下限在工业化前的水平。

这些目标是根据可获得的最佳科学评估可能的严重危险的气候变化的风险在一个非常广泛的全球范围内接近或超过这些温度的限制。的确,重大影响已经清晰可见在世界的许多地方,包括爱尔兰。

未能坚持这些目标温度将提高非常真实的潜力的气候变化的影响,可以压倒任何有效的适应的可能性。这些影响将最初体现在大多数气候脆弱地区本地化的基础上,但很快将扩大毁灭性的全球影响。这种分析准确地反映当前世界各地的气候政策反应的轨迹,它代表了最严格的磨练的结果科学认识人类历史上所取得的成就。

这不再是一个不确定的问题,遥远的未来:气候变化严重威胁到年轻一代的安全和福利已经生活在今天,在爱尔兰和全球。
当然,气候变化是一个全球问题,需要全球回应:但是有些人比其他人更有助于这个问题,也有更大的能力(物质财富,基础设施等等)采取行动。

因此,一些需要响应中发挥更大的作用。鉴于此,在人均基础上,爱尔兰的年度排放总量是世界上目前最高的,公平和正义建议我们有特定的义务努力工作(和)在减少。

“负排放”的角色(温室气体)


毫无疑问,大大减少温室气体的排放是不可避免的,如果我们现在有一个有效的,管理,应对全球气候变化在未来的几十年。但这是非常具有挑战性的,正是因为我们目前的工业化国家的生产和消费模式与过程深深纠缠在一起,内在生成这些排放。

出于这个原因,看来,即使我们迅速减少的排放(我们必须做),这可能不是足够的使爱尔兰的过渡到一个低碳的社会与巴黎协议的目标。在这种情况下,现在认为,我们也必须试着主动删除一些,还是很多,的温室气体,大气中已经积累到危险水平:也就是说,通过实现某种程度的“负排放”。这是真正的在全球范围内,但特别是像爱尔兰这样的国家,具有非常高的电流(人均)排放。

这很好理解,最近爱尔兰国家减排计划(NMP)不(还)布置足够减少排放保持在我们的公平份额排放预算的直接多年(几十年):事实上,有一个很大的差距扩大我们的现行政策和愿望。这方面的一个可能的解释是,这个计划是默认假设负排放将达到足够的规模来填补这个空缺。但这些所谓的技术和如何可行或实际部署吗?吗?

生物能源和碳捕获和储存(BECCS)


负排放最常提出的方法之一是基于使用生物能源作物,在大规模的。植物通过光合作用,吸收二氧化碳,产生氧气自动移除大气中的二氧化碳和储存碳的生物组织。通常植物,死后被分解,或者是收获和吃(人或动物饲料),或者其他“消耗”(如燃烧取暖或做饭)。在所有情况下,碳捕获的生物量是释放回大气中有限公司2.

然而,如果我们介入这个周期,而处理植物生物量的方法得当,我们仍然可以利用的能量体现在,但是,与此同时,(重新)捕获有限公司2这是释放,到某种形式的稳定,长期来看,存储。这样的安排被称为“生物能源和碳捕获和存储”或BECCS。

但是,虽然原则上BECCS当然是可能的,各种元素现在仍然很不清楚这样的安排可以有效地扩大,代价是什么。特别是,它可能涉及的土地面积逐渐扩大的分配生物能源作物的种植,因此与其他土地使用潜在的冲突,特别是粮食生产。

与任何一个问题提出了扩大生物能源植物的选择,特别是成长和收获的时间周期。例如,森林可能会花上几十年增长,但木材可能收获并烧毁的几周;而短旋转生物能源作物(如芒草或柳树)在种植和收获周期更密切匹配的时间消耗。植物的选择受制于当地的土壤和气候条件和竞争的土地使用,在爱尔兰甚至相差很大。

当然,在当前的情况下,“有增无减”,生物能源使用(没有碳捕获和储存),有一个明显的优势集中在短旋转能源作物。

另外,必须考虑是否种植生物能源能够或应该取代现有的农业系统。然而,目前爱尔兰农业是由牛肉和乳制品生产、本质上这是温室气体密集(相对于净营养输出)。

因此,特别是通过农业补贴的变化,一个重大转变土地利用从牛肉和奶制品到生物能源(,特别是,BECCS)可能提供一个“三赢”的减少甲烷和一氧化二氮的排放量(假设反刍动物的数量和总减少化肥使用),同时实现净去除有限公司2并显著提高国家能源安全。

在任何情况下,很明显,生物能源资源(全国和全球),将有限和限制。因此,为了获得最大的气候从资源中获益,这将是有意义的,以确保它的方式开发兼容BECCS部署尽快实用。这是一个重要的直接的政策考虑,因为BECCS通常是唯一可行的燃烧(直接或间接)生物质中发生大规模的植物,也就是说,在实际安装碳捕获和储存技术。

通常这意味着用于发电或其他大型工业设置——特别反对分配小规模或移动燃烧(小型加热或运输中使用“生物燃料”的形式)。但至少有一些目前爱尔兰的政策似乎直接运行相反。例如,似乎最近宣布可再生热激励方案(这将支持新设备和基础设施在未来可能将运营数十年)将特别有利于生物能源的使用在许多较小的植物,188betsport不适合CCS。

“直接”有限公司2删除吗?吗?


负排放第二个可能的方法是与植物光合作用的角色在BECCS机械过滤和集中的有限公司2直接从空气中。这就是所谓的“直接空气捕捉(有限公司2]“或DAC。当然,这也必须结合长期储存,也就是说,直接空气碳捕获和储存或通道。

原则上,通道可以操作不使用大陆地面积(空气可能卷入一个相对较小的,固定区域使用大粉丝)。然而,与BECCS不同,而不是产生可用的能量输出,通道需要非常重要的净能量输入:因此,除非这种能量可以从极低的碳源(可再生能源,或者也许,核),那么它不会导致网络有限公司2去除。即使它可以提供合适的低碳能源,能源需求就会使其相对较高的成本:一个商业模式支持它必须被创建。

尽管如此,对一个国家像爱尔兰大型可再生能源低碳资源(特别是海上风力),通道可以提供一个很好的方式,动态平衡的间歇性等资源,如果它可以部署大规模的可分派的负载(在能源消耗可以快速增加向上或向下,以弥补可变性可再生发电,因此,发援会使用的低碳能源的边际成本仍然相对较低,与效益在促进可再生能源的高渗透到整体发电)。

因此,爱尔兰可能有一个特定的,战略、国家利益在促进和主要通道部署。

其他负排放的可能性


有各种各样的其他候选人的想法实现负排放:增加自然积累碳在土壤(土壤碳封存,SCS),增加总碳储存在森林站(但必须因此,新形式的,另外,林业种植、和左未收获的,再次与土地利用重大潜在冲突),利用生物质生产木炭的一种形式叫做生物炭可以添加回土壤,或“增强风化”(EW)碎硅酸盐矿物可能传播在地表自然会吸收有限公司2(然而,与通道,这将是高能源密集型)。

在短期内,爱尔兰确实有一些潜在的增加碳封存站在森林和土壤,甚至有证据表明,草地土壤已经这样做;但这种影响仍然需要进一步的研究来评估其潜在的能力(饱和之前),及其部署可能需要非常广泛的监测和验证碳股票,以确保重要的额外的碳储存。此外,我们必须仔细地承认,土壤和森林碳本质上都是无常的,容易受到损失,尤其是在全球变暖和由此产生的气候变化压力的背景下。

因此,尽管所有这些值得研究的潜力在爱尔兰,他们通常是更多的投机,更少的永久或有更多的限制扩大能力可靠,地质稳定、减缓气候变化与BECCS或通道。桌上,对的,给出了定性的总结所有的网技术被认为是在这里。

结论:铅的机会


很明显,的确是有一些潜在的负排放技术的开发和部署在爱尔兰;尽管如此,同样清楚的是,他们目前在调查的早期阶段,有大量的不确定性可伸缩性、成本,和潜在的相互作用与其他重要活动或冲突(特别是粮食生产)。

虽然政府应该明确当前的假设和计划是什么网在爱尔兰的政策,是不明智的在这一点上依赖基本上大规模投机前景网部署在某个不确定的未来。在这一点上,工作政策假设应该适当的缓解(温度符合巴黎协议目标)必须达到没有蚊帐的重大贡献。

因此,对爱尔兰玩任何接近一个公平份额的全球努力,在这一部分我们现在可能需要持续减少温室气体排放的总值(特别是但不仅限于有限公司2)至少百分之七,每一年,直到他们已经有效地为零(即。远低于自然,背景下,公司的过程2删除)。

与现行政策相比,这将代表,实际上,更像是一种“国家紧急状态”规模反应——但必须持续的应急响应,事实上可能加剧,几十年来,走向未来。然而,鉴于迅速有效的行动(例如,关闭窗口可靠地实现温度的巴黎协议目标一致),显然,如此大规模的减排承诺现在可以代表国际领导的规模相适应的气候变化的挑战。

其次(在某些方面)的补充,爱尔兰显然有机会通过提前部署来显示气候行动的领导地位,在巨大的规模,碳捕获和存储(CCS),包括第一个国家的发展有限公司2存储设施。CCS技术是一个关键支撑技术立即中止传统化石燃料燃烧排放,工业排放,并为未来部署BECCS或通道。

负排放技术部署,与能源脱碳一般,可能是强烈促进早期电气化,在大规模,加热和运输。

总之,虽然我们建议明确,开放和透明的考虑所有适用的网到爱尔兰的国家气候减排计划,他们现在没有万能药或替代的艰难抉择需要实现早期,深和永久总值减少排放,立即开始:

”负排放技术不是一个保险政策,而是一个不公正的和高风险的赌博。有一个真正的风险,他们将无法兑现其承诺的规模。如果强调股票和风险规避体现在巴黎协议牵引,负排放技术不应该缓解议程的基础。这并不是说他们应该放弃。他们可以非常合理的主题研究,的发展,和潜在的部署,但缓解议程应该进行大规模他们不会工作的前提。否则失败的影响是一个道德风险。”” 安德森和彼得斯,2016年,“负排放的麻烦” 科学354(6309):182 - 83。http://tinyurl.com/hc8k6zm

作者:巴里McMullin都柏林城市大学()都柏林城市大学保罗价格(),迈克•琼斯(TCD)Alwynne McGeever(TCD)

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