Emisiones negativas

Las tecnologías de emisión negativa o tecnologías de emisión negativa ( escuche ? / I , tecnologías de emisión negativa en inglés , NET o NET para abreviar ), también conocidas como eliminación de dióxido de carbono (CDR) , son tecnologías para recuperar dióxido de carbono (CO 2 ) de la atmósfera . Se cuentan entre las tecnologías de geoingeniería , pero también se describen como "protección climática no convencional". El flujo de carbono de la atmósfera hacia los sumideros de carbono permanentes provocados por las TNE también se conoce como emisiones negativas . En el contexto de los objetivos de cero emisiones netas de gases de efecto invernadero, la eliminación de CO 2 es cada vez más importante en la política climática.Archivo de audio / muestra de audio

Su eficacia a largo plazo, sus efectos secundarios y sus efectos marginales son científicamente controvertidos. Las emisiones negativas solo tienen un impacto en el clima si el carbono unido en el proceso no regresa a la atmósfera como CO 2 . La deposición requiere depósitos para cantidades similares de carbono extraído de la tierra, en cualquier modificación o combinación química.

antecedentes

Los climatólogos asumen un presupuesto de CO 2 que, de superarse, tendría consecuencias imprevisibles, como el estado de la tierra de invernadero , que daría lugar a condiciones hostiles para la vida humana. Con una emisión promedio de alrededor de 40 gigatoneladas de CO 2 equivalente (Gt CO 2 eq) por año en 2017, la humanidad tendrá alrededor de 20 a 30 años a partir de este año si no hay cambios en las emisiones, dependiendo del presupuesto de CO 2 asumido hasta este presupuesto está agotado; a partir de entonces, debido a la absorción a muy largo plazo de los gases de efecto invernadero por el sistema terrestre, no deberían emitirse gases de efecto invernadero durante milenios. Por tanto, para mantener el sistema climático de la especie humana dentro de un marco adecuado a largo plazo, es necesario prescindir de los gases de efecto invernadero lo antes posible. Sin embargo, en el contexto de la crisis climática , se puede suponer que la descarbonización muy rápida y el ahorro de energía no son suficientes para estabilizar el calentamiento global a 1,5 ° C ( objetivo de 1,5 grados ), como se pretende en el Acuerdo de París , pero el dióxido de carbono también tiene que ser extraído de la atmósfera con emisiones negativas. No se trata de evitar emisiones futuras, sino de "revertir" las emisiones pasadas. Mientras tanto (2016), las emisiones negativas y, por lo tanto, el uso a gran escala de las TNE también son necesarias en la mayoría de los escenarios para cumplir con el objetivo de dos grados .

El científico climático Glen Peters resume los desafíos que las emisiones negativas plantean a los tomadores de decisiones de la siguiente manera: “Los medios de comunicación están llenos de imágenes de turbinas eólicas y paneles solares. Eso está muy bien, pero si queremos lograr los objetivos establecidos en el Acuerdo de París , se requieren las llamadas emisiones negativas, de modo que eliminemos el CO 2 ya liberado a la atmósfera y lo eliminemos a gran escala. Pero poco se dice al respecto, aunque los políticos empiezan a comprender la enorme tarea que esto representa ".

tecnicas

Hay propuestas de métodos biológicos, químicos y físicos para eliminar el CO 2 de la atmósfera. Muchos de los procesos propuestos hasta ahora son lentos; requerirían un uso a gran escala de probablemente más de 100 años para reducir significativamente las concentraciones atmosféricas de CO 2 :

  • Forestación y reforestación
  • Generación de bioenergía con captura y almacenamiento de CO 2 (BECCS)
  • almacenamiento subterráneo de madera
  • Producción de biocarbón
  • Fertilización del océano z. B. por medio de hierro
  • Captura y almacenamiento pirogénico de CO 2 ( PyCCS ) (también se puede utilizar a pequeña escala)
  • procesos de meteorización modificados (meteorización mejorada )
  • Extracción de carbono del aire ambiente, separación y almacenamiento ( DACCS )
  • Uso de madera y materiales de carbono en lugar de hormigón y acero en la construcción de nuevos edificios.

En determinadas circunstancias, las emisiones negativas también se pueden lograr con la tecnología power-to-gas . Este es el caso, por ejemplo, cuando el dióxido de carbono para la metanización se obtiene del aire y el metano sintetizado se quema posteriormente en una central eléctrica con separación y almacenamiento de CO 2 .

Los principales científicos del clima suponer que con el fin de cumplir con el objetivo de dos grados a partir de 2030, todas las construcciones de edificios tendrían que ser CO 2 -Diseño Neutro o CO 2 -negativos. Para ello, la industria de la construcción tendría que utilizar hormigón o acero libres de emisiones o sustituir estos materiales por sustancias libres de emisiones o con emisiones negativas como la madera (ver construcción con madera ) o la piedra. También es concebible que el uso de hormigón pueda dar lugar a emisiones negativas a largo plazo, ya que el hormigón absorbe dióxido de carbono del aire con el tiempo. Sin embargo, esto solo es posible si el suministro de energía para la producción de cemento se cambia a fuentes libres de emisiones y el dióxido de carbono que se produce durante el proceso de producción de cemento se separa y se almacena permanentemente.

oportunidades y riesgos

Actualmente, los océanos y la biosfera están absorbiendo rápidamente alrededor de la mitad de las emisiones humanas de CO 2 de la atmósfera. Por un lado, esto frena el aumento de las concentraciones atmosféricas de CO 2 ; por otro lado, los océanos se vuelven ácidos y tienen efectos sobre el crecimiento de las plantas. Las tecnologías de emisión negativa también contrarrestan estos dos efectos: si las concentraciones de CO 2 disminuyen, los océanos y la biosfera liberarían parte del CO 2 almacenado a la atmósfera. Debido a este efecto de rebote tiene con la eliminación de dióxido de carbono (CDR) pero para una reducción deseada de CO 2 en la atmósfera en aproximadamente el doble de CO 2 se eliminan.

Dependiendo de la tecnología, diferentes depósitos sirven para almacenar el carbono extraído de la atmósfera. Los reservorios difieren en su capacidad de almacenamiento y el tiempo que almacenan carbono. Los reservorios en los que el carbono ha estado atrapado durante al menos decenas de miles de años se denominan permanentes . El almacenamiento de carbono en reservorios no permanentes tiene un efecto retardador más que preventivo sobre el calentamiento global. Los reservorios geológicos podrían almacenar el carbono de forma permanente, mientras que los reservorios terrestres u oceánicos no se consideran permanentes. En el caso de los reservorios terrestres (suelos, biosfera) en particular, también existe el riesgo de que el CO 2 se libere más rápidamente en caso de que se produzca un mayor cambio climático . Los reservorios geológicos y oceánicos podrían contener varios miles de gigatoneladas (Gt) de carbono, reservorios terrestres de aproximadamente 200 Gt. A modo de comparación: las emisiones de CO 2 relacionadas con la energía , es decir, sin producción de cemento, cambios de uso de la tierra y sin otros gases de efecto invernadero, ascendieron a alrededor de 32,5 Gt en 2017, lo que corresponde a alrededor de 8,9 Gt de carbono.

Un problema importante con las estrategias de política que se basan en grandes cantidades de emisiones negativas en el futuro es el hecho de que estas tecnologías apenas se han probado hoy y es incierto si alguna vez estarán disponibles en cantidades significativas. Para los políticos de hoy es mucho más atractivo esperar emisiones negativas en el futuro que iniciar una política de descarbonización rápida y de largo alcance en este momento. Sin embargo, existe un gran riesgo de que las tecnologías de emisiones negativas, como BECCS en particular , den como resultado una variedad de problemas como: B. el enorme consumo de tierra no se puede utilizar a gran escala y, por lo tanto, la vacilante política de protección del clima de hoy enviaría al mundo a un fuerte calentamiento global en el rango de 4 ° C. Esto afectaría particularmente a sociedades que causan pocas emisiones en sí mismas, pero que al mismo tiempo son particularmente susceptibles al rápido cambio climático. Por lo tanto, investigadores climáticos como Kevin Anderson y Glen Peters enfatizan que las tecnologías de emisiones negativas no son una estrategia de seguro, sino más bien un juego de azar injusto y de alto riesgo que no debería ser la base de una estrategia de protección climática.

Un estudio de revisión publicado en 2016, que examinó sistemáticamente los potenciales y riesgos de varias tecnologías de emisión negativa, afirma que es muy arriesgado luchar por el uso de tecnologías de emisión negativa desde el principio, ya que actualmente no existen tales tecnologías con las que los dos -La meta de graduación se puede lograr sin efectos negativos significativos en el consumo de tierra , energía , agua , nutrientes o en los costos o interfiriendo con el albedo . Por lo tanto, el plan A debe ser siempre la reducción inmediata y rápida de las emisiones de gases de efecto invernadero de hoy mediante la descarbonización de la economía y sin esperar emisiones negativas en el futuro. Porque si la esperanza de futuras emisiones negativas es el plan A desde el principio, entonces ya no existe un plan B en el caso de que las emisiones negativas no puedan lograrse lo suficiente debido a diversos límites ecológicos o económicos.

Si las tecnologías de eliminación de CO 2 realmente se van a utilizar en la escala que se puede ver en muchos escenarios de protección climática, entonces se debe haber logrado un mayor progreso en las áreas de innovación, lanzamiento de mercado y penetración de mercado que hasta ahora. Sin embargo, según Jan Minx, esta urgencia no se refleja en la literatura académica ni en el discurso político.

costos

En una revisión publicada en Nature Climate Change en 2016 , se analizaron los costos de diversas tecnologías de emisión negativa, con anchos de banda considerables dependiendo de la tecnología. Los costos para la captura directa de dióxido de carbono del aire ( DAC ) se estimaron en 1.600-2.080 dólares estadounidenses por tonelada de CO 2 eq, mientras que para la BECCS para el año 2100, con grandes fluctuaciones, un valor promedio de 132 dólares estadounidenses por tonelada de CO 2 se determinó eq. La forestación y reforestación de bosques también ocasionará entre 65 y 108 dólares estadounidenses por tonelada de CO 2 eq para el año 2100 , con un valor promedio de 87 dólares estadounidenses, mientras que los costos de la meteorización artificial rondarán los 88 a 2120 dólares estadounidenses. Dólares por tonelada de CO 2 eq. Un estudio de 2018 llegó a la conclusión de que los costos de las emisiones negativas de la meteorización artificial de la dunita eran de 60 dólares estadounidenses por tonelada de CO 2 y en el caso del basalto de 200 dólares estadounidenses por tonelada de CO 2 .

Los investigadores de Carbon Engineering calcularon los costos del proceso DACCS en 2018 de 94 a 232 dólares estadounidenses por tonelada de CO 2 absorbida . Previo a este cálculo, según reportes de medios como Nature, entre otros, se asumían mayores costos para la remoción de CO 2 del aire normal, es decir, 600 dólares, calculado en 2011 por la American Physical Society . Se cree que a medida que la tecnología se vuelva más avanzada, el costo disminuirá. Otra empresa, Climeworks , afirma que su tecnología podría conseguirlos por debajo de los 100 dólares en cinco a diez años; actualmente todavía están en $ 600. Sin embargo, el costo de 94 dólares estadounidenses está por encima del precio actual de mercado para el ahorro de CO 2 y no es rentable.

literatura

Evidencia individual

  1. ↑ Oliver Geden, Felix Schenuit, Stiftung Wissenschaft und Politik: Protección climática no convencional: extracción selectiva de CO2 de la atmósfera como un nuevo enfoque en la política climática de la UE . En: estudio SWP . 2020, doi : 10.18449 / 2020S10 ( swp-berlin.org [consultado el 15 de enero de 2021]).
  2. ↑ Leon Clarke, Kejun Jiang et al.: Evaluación de las vías de transformación . En: Otmar Edenhofer et al. (Ed.): Cambio climático 2014: Mitigación del cambio climático. Contribución del Grupo de Trabajo III al Quinto Informe de Evaluación del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático . 2014, pág. 433, 485 .
  3. ↑ Felix Schenuit, Rebecca Colvin, Mathias Fridahl, Barry McMullin, Andy Reisinger, Daniel L.Sanchez, Stephen M. Smith, Asbjørn Torvanger, Anita Wreford y Oliver Geden: Política de eliminación de dióxido de carbono en proceso: Evaluación de desarrollos en 9 casos de la OCDE . En: Fronteras en el clima . cinta 3 , 2021, ISSN  2624-9553 , doi : 10.3389 / fclim.2021.638805 ( frontiersin.org [consultado el 8 de marzo de 2021]).
  4. ↑ Schwan, Gesine, Katja Treichel y Sarah Schmauk. "Evaluar y utilizar correctamente el potencial bioenergético, reducir los efectos secundarios".
  5. ↑ Social voluntario sí: ¡Conviértete en un partidario! En: El diario: taz . 8 de mayo de 2013, ISSN  0931-9085 ( taz.de [consultado el 10 de febrero de 2021]).
  6. ↑ Vicki Duscha, Alexandra Denishchenkova, Jakob Wachsmuth: Alcanzabilidad de los objetivos del Acuerdo de París en la UE: potenciales de reducción del lado de la demanda en una perspectiva de presupuesto de carbono. En: Política climática. Volumen 19, No. 2, 2018. doi: 10.1080 / 14693062.2018.1471385
  7. ↑ Will Steffen , Johan Rockström , Katherine Richardson , Timothy M. Lenton , Carl Folke , Diana Liverman , Colin P. Summerhayes, Anthony D. Barnosky , Sarah E. Cornell, Michel Crucifix, Jonathan F. Donges, Ingo Fetzer, Steven J. Lade, Marten Scheffer, Ricarda Winkelmann, Hans Joachim Schellnhuber : Trayectorias del sistema terrestre en el Antropoceno. En: Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 6 de agosto de 2018 doi: 10.1073 / pnas.1810141115
  8. ↑ Joeri Rogelj u a:.. Escenarios hacia limitar el aumento de temperatura media global por debajo de 1,5 ° C . En: Nature Climate Change . cinta 8 , 2018, pág. 325-332 , doi : 10.1038 / s41558-018-0091-3 .
  9. ↑ a b c Pete Smith et al.: Límites biofísicos y económicos de las emisiones negativas de CO2 . En: Nature Climate Change . cinta 6 , 2016, pág. 42-50 , doi : 10.1038 / nclimate2870 .
  10. ↑ Tenga cuidado al apostar por las emisiones negativas. (PDF) Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change, consultado el 3 de abril de 2018 .
  11. ↑ Si ha imaginado tecnologías que deberían ser redde. VG, 17 de septiembre de 2017, consultado el 2 de febrero de 2019 (noruego).
  12. ↑ a b c Philippe Ciais, Christopher Sabine et al.: Carbono y otros ciclos biogeoquímicos . En: TF Stocker et al. (Ed.): Cambio climático 2013: La base de la ciencia física. Contribución del Grupo de Trabajo I al Quinto Informe de Evaluación del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático . 2013, pág. 469 y 546–552 ( ipcc.ch [PDF; 24.4 MB ]). Carbono y otros ciclos biogeoquímicos ( Memento del 3 de octubre de 2018 en Internet Archive )
  13. ↑ a b c d e f La eliminación de CO2 de la atmósfera es inevitable para un objetivo de 1,5 grados. Varios estudios recientes de MCC descubren diferencias significativas en el potencial y los riesgos de las emisiones negativas. Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change (MCC) gGmbH, 22 de mayo de 2018, consultado el 24 de mayo de 2018 .
  14. ^ F. Scholz, U. Hasse, Secuestro permanente de madera: la solución al problema global del dióxido de carbono. ChemSusChem 2008, 1, págs. 381-384 doi: 10.1002 / cssc.200800048
  15. ^ A b Hans-Peter Schmidt: Biochar y PyCCS incluidos como tecnología de emisión negativa por el IPCC. En: the Biochar Journal (tBJ), Arbaz, Suiza. 19 de octubre de 2018, consultado el 16 de junio de 2019 . ISSN 2297-1114 .  
  16. ↑ Constanze Werner, Hans-Peter Schmidt, Dieter Gerten, Wolfgang Lucht , Claudia Kammann : Potencial biogeoquímico de los sistemas de pirólisis de biomasa para limitar el calentamiento global a 1,5 ° C. En: Environmental Research Letters . Volumen 13, No. 4, 2018. Artículo 044036. doi: 10.1088 / 1748-9326 / aabb0e
  17. ↑ Capturar CO2 directamente del aire: eso tiene futuro. Consultado el 6 de marzo de 2019 .
  18. ↑ Michael Sterner , Ingo Stadler (ed.): Almacenamiento de energía. Necesidad, tecnologías, integración. 2ª Edición. Berlín / Heidelberg 2017, pág.457.
  19. ^ Johan Rockström , Owen Gaffney, Joeri Rogelj , Malte Meinshausen, Nebojsa Nakicenovic, Hans Joachim Schellnhuber : una hoja de ruta para la descarbonización rápida . En: Ciencia . cinta 355 , no. 6331 , 2017, pág. 1269-1271 , doi : 10.1126 / science.aah3443 .
  20. ↑ Stephen J. Davis et al.: Sistemas de energía con cero emisiones netas . En: Ciencia . cinta 360 , no. 6396 , 2018, doi : 10.1126 / science.aas9793 .
  21. ^ A b c Leon Clarke, Kejun Jiang et al.: Evaluación de las vías de transformación . En: Otmar Edenhofer et al. (Ed.): Cambio climático 2014: Mitigación del cambio climático. Contribución del Grupo de Trabajo III al Quinto Informe de Evaluación del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático . 2014, 6.9 Gestión del carbono y la radiación y otras opciones de geoingeniería, incluidos los riesgos medioambientales, pág. 484-489 .
  22. ↑ Agencia Internacional de Energía (Ed.): Informe de estado global de energía y CO 2 2017 . Marzo de 2018 ( iea.org [PDF; 389 kB ]).
  23. ↑ Kevin Anderson , Glen Peters: El problema con las emisiones negativas . En: Ciencia . cinta 354 , no. 6309 , 2016, pág. 182 f ., doi : 10.1126 / science.aah4567 .
  24. ↑ Jan Minx en conversación con Ralf Krauter : Emisiones negativas: Hay una falta de trabajo científico sobre la extracción de CO2. Las tecnologías que pueden extraer CO2 del aire no aparecen lo suficiente en el discurso científico y político: "Hay mucho que hacer aquí", dijo Jan Minx del Instituto Mercator para la Investigación del Cambio Climático en el Dlf. Esto también incluye un debate abierto sobre las oportunidades y riesgos de estas tecnologías. www.deutschlandfunk.de, 24 de mayo de 2018, consultado el 25 de mayo de 2018 .
  25. ↑ Strefler et al. (2018). (iopscience.iop.org)
  26. ^ Robinson Meyer: El cambio climático se puede detener convirtiendo el aire en gasolina . En: El Atlántico . 7 de junio de 2018 ( theatlantic.com [consultado el 8 de junio de 2018]).
  27. ↑ Jeff Tollefson: Chupar dióxido de carbono del aire es más barato de lo que pensaban los científicos . En: Naturaleza . 7 de junio de 2018, ISSN  0028-0836 , doi : 10.1038 / d41586-018-05357-w ( nature.com [consultado el 8 de junio de 2018]).