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美国国家科学院发布《海洋二氧化碳去除和封存研究战略》报告

编译者:liguiju发布时间:2021-12-31点击量:1209 来源栏目:采集报告

美国国家科学院(National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine)的一份新报告称,为了更好地了解基于海洋的干预措施清除封存大气中二氧化碳的潜在风险,譬如通过大规模培育海藻或在海水中人为控制营养物含量等,美国应该开展一项新的研究项目,以更多地了解如何使用这些方法来减轻气候变化的影响。

一项基于海洋的二氧化碳清除和封存的研究战略研究声称,目前的二氧化碳排放水平大大超过了大自然将其从环境中清除的能力,单靠减少碳排放可能不足以稳定气候。美国国家科学院2019年的一份研究报告表明,到2050年,二氧化碳清除技术和战略需要每年去除大约100亿吨二氧化碳,才能实现人类制定的气候目标。虽然一些基于陆地的战略?如在农业土壤中储存碳或改变森林管理方式?可能已经准备好部署和实施,但人们对实施基于海洋的固碳战略的风险、益处和利弊了解较少。

这份新报告建议厘定一项1.25亿美元的研究项目,以更好地了解以海洋为基础的二氧化碳清除方法面临的主要挑战,包括潜在的经济与社会影响。报告认为这项研究应该从现在就开始,并在未来10年持续进行,这将有益于系统地审查以海洋为基础的方法与其它负排放技术以及其它减缓气候变化的努力之间的利弊和相互作用。

委员会评估了六种具体的方法,评估了它们的功效、可持续性、可扩展性、潜在的环境风险、社会风险,以及迄今为止对每种方法的了解程度等因素。对于每种方法,该报告建议了研究重点,并估计了未来5至10年研究过程中的成本预算,具体如下。

营养施肥法:通过人工施肥的方法增加海水表面的磷或氮浓度,以此来增加浮游植物的光合作用,从而增强海洋对二氧化碳的吸收作用,并将这部分碳转移到深海储存。报告认为此方法具有较高的有有效性和可扩展性,环境风险中等,除了环境监测成本外,规模扩大的成本较低。报告估算这项重点研究将需要2.9亿美元,用于研究包括碳捕集现场试验和跟踪。

人工上升流和下升流:通过上升流将寒冷、富含营养和二氧化碳的深水带到海洋表面,刺激海洋表面浮游植物生长并吸收大气二氧化碳。下降流将则将表层海水和碳转移到深海。报告认为,目前各界人士对此类方法的有效性和可扩展性缺乏信心,环境风险和碳核算成本也较高。未来将需要2500万美元用于研究优先事项,用于技术设备研发和现场试验。

海藻培殖:报告认为,通过大规模的海藻养殖将碳转移到深海或沉积物中的碳捕集方法,具有中等的有效性和中等到高等可持续性,但环境风险高达中到高等。该报告估计需要1.3亿美元用于重点研究,用于大规模高效养殖技术、海藻生物量的长期跟踪以及环境评估研究。

生态系统修复:报告称,通过保护和恢复沿海生态系统以及恢复鱼类、鲸鱼和其他海洋野生动物来实现碳封存,具有最低的环境风险和较高的现实效益。该报告预计2.2亿美元将用于此项研究重点,研究包括对大型藻类、海洋动物和海洋保护区的影响。

增加海水碱度:报告认为,通过化学方法增加海水碱度,从而增强海水对大气二氧化碳的吸收,具有较高的可行性。海洋碱度增强具有中等的环境风险和中至高等的预算成本。该报告估计需要1.25亿到2亿美元用于重点研究,包括实验室和野外实验,以及海洋生物影响研究。

电化学方法:这种通过电流产生电化学反应的方法,既通过增加海水的酸度释放二氧化碳,也可以增加海水的碱度捕集二氧化碳,可行性高和可拓展性强,但与其他方法相比,成本最高,并且具有中等到高度的环境风险。该报告估计有3.5亿美元用于重点研究,包括用于示范项目建设、材料开发和评估。

该项目应制定并遵守一套共同的行为准则,强调透明度和公众参与,提升海洋固碳对社会影响的认识,为允许进行负责任的研究奠定基础并建立新的监管环境,与本土社区和其他社区合作,推动研究和治理领域的国际合作。这项研究的目标应该是开发一个关于基于海洋的二氧化碳清除的中立的和更深入的知识平台,以供公众、利益攸关方和决策者使用,而不是提倡或确定任何具体方法的部署。

该委员会主席、弗吉尼亚大学环境科学教授Scott Doney表示,科学家、非政府组织和企业家已经在讨论将海洋固碳策略作为潜在的气候应对策略。但现在,公众和政策制定者没有足够的信息渠道来评估这些气候应对措施的影响和利弊。如果想要对海洋和气候的未来做出充分、全面的判断,就需要在未来十年完成一些非常关键的研究。(熊萍 编译)

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