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碳捕获和常见误解:乔·罗姆(Joe Romm)的问答

在与《今日宾夕法尼亚》的对话中,乔·罗姆(Joe Romm)对遏制的“解决方案”进行了清醒的思考
气候变化

Aerial landscape view of a large coal fired power plant with storage tanks for Biofuel burning instead of coal

在世界各国领导人和气候政策制定者为即将到来的COP28做准备之际,宾夕法尼亚大学科学、可持续发展和媒体中心的高级研究员乔·罗姆(Joe Romm)提出了两篇新的研究论文,对备受吹捧的遏制气候变化的“解决方案”进行了清醒的阐述。

这些论文——“为什么直接空气碳捕获和储存(DACCS)是不可扩展的,’净零’只是一个危险的神话”和“为什么通过碳捕获和储存(BECCS)扩大生物能源和生物能源是不切实际的,并且会加速全球变暖”——提醒人们,在避免气候灾难的竞赛中,所有闪闪发光的都不是绿色的。

11月9日,他将在美利坚大学举行的第三届年度二氧化碳去除法律与政策在线会议上发表主题演讲。

在活动开始之前,罗姆会见了 《今日宾夕法尼亚 》,讨论了二氧化碳去除 (CDR) 的复杂性,并揭露了可能破坏气候行动的谬论。

是什么促使您将研究重点放在CDR技术及其在气候政策中的作用上?

自 1993 年至 1998 年在美国能源部工作并于 1997 年担任能源效率和可再生能源代理助理部长以来,我一直专注于气候变化的解决方案。在过去的四分之一个世纪里,我们当时投入巨资的技术——太阳能、风能、地热先进电池、替代燃料汽车以及建筑和工业中的各种能源效率技术——已成为满足减少全球温室气体排放迫切需求的可扩展解决方案。

但在过去十年中,随着全球排放量飙升至 500 亿吨 (Gt) 二氧化碳当量,二氧化碳去除策略引起了人们的极大兴趣。分析和建模最广泛的三种是直接空气碳捕获和储存,它直接从空气中吸收二氧化碳并将其储存在地下;植树;以及具有碳捕获和储存功能的生物能源,通过种植生物质从空气中去除二氧化碳,生物能源工厂的CCS系统可以永久掩埋二氧化碳。

许多人甚至认为,由于这些CDR策略,我们不必如此迅速地减少温室气体排放。但我一直担心DACCS和BECCS甚至还没有商业化,所以依赖它们是有风险的。所以,这就是我仔细研究CDR的原因。

您确定的 DACCS 可扩展性的主要障碍是什么?

第一个障碍就是从空气中大量提取二氧化碳的难度。DACCS的整体效率非常低(5%至10%),价格非常高,因为空气中的CO2被稀释了420ppm。就上下文而言,整个休斯顿天文馆仅含有约1吨二氧化碳。

每捕获和储存一吨二氧化碳,目前的成本从 600 美元到 1,000 美元或更多不等。然而,作为一份文件,许多业内外专家认为,很难将成本大幅降低到每吨300美元以下。

此外,您必须使用大量可再生能源运行系统,以实际减少二氧化碳净排放量。2020 年的一项审查得出结论,“可再生能源供电的 DAC 将需要 2018 年美国产生的所有风能和太阳能仅捕获 1/10 Gt 的二氧化碳。

但是,所有这些资金和可再生能源的机会成本是巨大的,因为你可以用它们来取代电网上现有的化石燃料工厂,并为电动汽车提供动力,以取代汽油动力汽车,从而以更低的成本实现更多的二氧化碳减排。因此,研究清楚地表明,在你消除大部分化石燃料的使用之前,这不太可能在2050年之前发生,DACCS是一个代价高昂的分心。

“净零”意味着什么,为什么它成为气候讨论的焦点?

科学表明,为了将全球气温稳定在避免危险的气候变化所需的水平,我们需要在2050年之前将排放量从50 GT /年减少到零。但是,从理论上讲,通过扩大 CDR 的努力,如果我们能消除 50 GT/年,我们可能只需要减少 10 GT/年。

这是一个危险的神话,因为它很容易推迟或阻止未来十年或二十年的真正减排。2020 年的一项研究认为,如果事实上所有的 CDR 都没有成功,那么这可能会导致“高达 1.4°C (2.5°F) 的额外温度上升”。

许多人甚至认为,如果有足够的CDR,我们可以想象到本世纪中叶超过温度目标,然后将全球排放量大幅转为负值,从而迅速降温。但这是危险的神奇想法,因为实际上,我们没有那么多可扩展的CDR。

鉴于气候模型的复杂性,如何在不丢失基本细节的情况下为更广泛的受众简化碳捕获的概念?

我认为人们理解一个基本理念,即我们必须在本世纪中叶大幅减少二氧化碳排放总量,以避免灾难性的气候影响。CCS的基本思想是,减少排放的一种方法是在现有的燃煤电厂上安装一个系统,以捕获电厂废气中的CO2,然后将捕获的CO2埋在地下。到目前为止,这样做的努力未能使这成为一种实用、负担得起和可扩展的策略。美国政府根据《通胀削减法案》为CCS提供了大量补贴,看看这是否能解决问题。

使用BECCS,您所要做的就是将CCS系统安装在生物能源工厂上。DACCS 更复杂,因为您必须建造一个巨大的设备来将 CO2 从空气中抽出,然后使用 CCS 系统来捕获和掩埋它。

你提到大规模植树不是一个实用的气候解决方案。这种策略的局限性是什么?

基本问题是,它需要大量的土地才能实现哪怕是适度的影响。

正如我在8月份与Climate Interactive执行董事安德鲁·琼斯(Andrew Jones)共同撰写的一篇文章中所解释的那样,他们的模型“发现,在乐观的条件下,种植1万亿棵树只能减少6%的二氧化碳排放( 将总变暖限制在1.5°C)。这将需要非常不切实际的土地,超过20亿英亩,也就是说超过20亿个足球场 – 比美国本土的土地总面积还要大。

如果碳捕获不是灵丹妙药,您认为我们应该关注哪些替代方案来减少二氧化碳排放?

减少二氧化碳排放的核心战略是众所周知的。您需要通过用太阳能和风能以及其他可用的可再生能源取代燃煤和天然气电厂,从而快速实现电网脱碳。您还必须增加存储技术和策略,以应对许多可再生能源具有可变排放的事实。您还需要继续开发不需要存储的新型无碳电源。

同时,您需要用依赖电力的技术取代依赖化石燃料进行运输和供暖以及工业过程的技术。这些包括电动汽车、用于加热的电热泵等。

这样一来,到本世纪中叶,你最终会得到一个零碳电网,绝大多数经济都依靠电力运行。

展望 COP28 之后,您对我们应对气候危机的能力抱有希望的是什么?

最让我充满希望的是,在过去二十年中,在降低各种技术的成本方面取得了巨大进步,这些技术对快速减少排放至关重要。这些包括太阳能和风能、电池、电动汽车以及各种形式的能源效率,如 LED 灯。应对气候危机所需的绝大多数技术已经商业化,其余技术已接近商业化。我们现在缺乏的只是足够快地部署这些技术的政治意愿,以尽量减少气候变化的最坏影响。

新闻旨在传播有益信息,英文版原文来自https://penntoday.upenn.edu/news/carbon-capture-and-common-misconceptions-qa-joe-romm