Vi skal slippe af med kulstof i atmosfæren, ikke kun reducere emissioner

At få klimaændringer under kontrol er en formidabel, mangesidig udfordring. Analyse foretaget af mine kolleger og mig tyder på, at det at holde sig inden for sikre opvarmningsniveauer nu kræver fjernelse af kuldioxid fra atmosfæren, samt reducering af drivhusgasemissioner.

Teknologien til at gøre dette er i sin vorden og vil tage år, endda årtier, at udvikle, men vores analyse tyder på, at dette skal være en prioritet. Hvis skubbet, operationelle storskala systemer skal være tilgængelige inden 2050.

Vi skabte en simpel klimamodel og kiggede på konsekvenserne af forskellige niveauer af kulstof i havet og atmosfæren. Dette lader os lave fremskrivninger om drivhusopvarmning, og se, hvad vi skal gøre for at begrænse den globale opvarmning til inden for 1,5 ℃ fra præindustrielle temperaturer-en af ​​ambitionerne i Paris-klimaaftalen fra 2015.

For at sætte problemet i perspektiv, her er nogle af nøgletallene.

Mennesker har udsendt 1, 540 milliarder tons kuldioxidgas siden den industrielle revolution. For at sige det på en anden måde, det svarer til at brænde nok kul til at danne et firkantet tårn på 22 meter bredt, der når fra jorden til månen.

Halvdelen af ​​disse emissioner er tilbage i atmosfæren, forårsager en stigning af CO₂ -niveauer, der er mindst 10 gange hurtigere end nogen kendt naturlig stigning i løbet af Jordens lange historie. Det meste af den anden halvdel er opløst i havet, forårsager forsuring med sine egne skadelige virkninger.

Selvom naturen fjerner CO₂, for eksempel gennem vækst og begravelse af planter og alger, vi udsender det mindst 100 gange hurtigere, end det er elimineret. Vi kan ikke stole på naturlige mekanismer til at håndtere dette problem:Folk skal også hjælpe.

Hvad er målet?

Klimaaftalen i Paris har til formål at begrænse den globale opvarmning til langt under 2 ℃, og ideelt set ikke højere end 1,5 ℃. (Andre siger, at 1 ℃ er, hvad vi virkelig bør sigte efter, selvom verden allerede er ved at nå og bryde denne milepæl.)

I vores forskning, vi betragtede 1 ℃ som en bedre sikker opvarmningsgrænse, fordi mere ville bringe os ind på området for den eemiske periode, 125, 000 år siden. Af naturlige årsager, i løbet af denne æra opvarmede jorden med lidt mere end 1 ℃. Ser tilbage, vi kan se de katastrofale konsekvenser af, at globale temperaturer holder sig så høje over en længere periode.

Havniveauet i den Eemiske periode var op til 10 meter højere end det nuværende niveau. I dag, zonen inden for 10m fra havets overflade er hjemsted for 10% af verdens befolkning, og endda en havstigning på 2 m i dag ville fortrænge næsten 200 millioner mennesker.

Klart, skubbe mod et Eemian-lignende klima er ikke sikkert. Faktisk, hvor 2016 var 1,2 ℃ varmere end det præindustrielle gennemsnit, og ekstra opvarmning låst inde takket være varmelagring i havene, vi har muligvis allerede overskredet gennemsnittet på 1 ℃. For at blive ved med at varme op til 1,5 ℃ -målet i Parisaftalen, Det er vigtigt, at vi fjerner CO₂ fra atmosfæren samt begrænser mængden, vi putter i.

Så hvor meget CO₂ skal vi fjerne for at forhindre global katastrofe?

Er du pessimist eller optimist?

I øjeblikket, menneskehedens nettoudslip udgør cirka 37 gigatonn CO₂ om året, hvilket repræsenterer 10 gigaton brændt kulstof (en gigatonne er en milliard tons). Vi er nødt til at reducere dette drastisk. Men selv med stærke emissionsreduktioner, nok kulstof vil forblive i atmosfæren til at forårsage usikker opvarmning.

Ved hjælp af disse fakta, vi identificerede to grove scenarier for fremtiden.

Det første scenario er pessimistisk. Det har CO₂ -emissioner, der forbliver stabile efter 2020. For at holde varmen inden for sikre grænser, vi skal derefter fjerne næsten 700 gigatonn kul fra atmosfæren og havet, som frit udveksler CO₂. At begynde, genplantning og forbedret arealanvendelse kan låse op til 100 gigatoner væk i træer og jord. Dette efterlader yderligere 600 gigaton udvundet via teknologiske midler inden 2100.

Teknologisk udvinding koster i øjeblikket mindst US $ 150 pr. Ton. Til denne pris, i løbet af resten af ​​århundredet, omkostningerne ville tilføje op til $ 90 billioner. Dette svarer i omfang til de nuværende globale militære udgifter, som - hvis den holder sig på omkring 1,6 billioner dollar om året - vil udgøre cirka 132 billioner dollars i samme periode.

Det andet scenario er optimistisk. Det forudsætter, at vi reducerer emissionerne med 6% hvert år fra og med 2020. Vi skal derefter stadig fjerne omkring 150 gigatons kulstof.

Som før, genplantning og forbedret arealanvendelse kan tegne sig for 100 gigaton, efterlod 50 gigatoner teknologisk udvundet i 2100. Omkostningerne til det ville være 7,5 billioner dollars i 2100 - kun 6% af de globale militærudgifter.

Selvfølgelig, disse tal er en grov vejledning. Men de illustrerer det skillevej, hvor vi befinder os.

Jobbet der skal udføres

Lige nu er det tid til at vælge:uden handling, vi vil være låst inde i det pessimistiske scenario inden for et årti. Intet kan retfærdiggøre at belaste kommende generationer med denne enorme pris.

For succes i begge scenarier, vi skal gøre mere end at udvikle ny teknologi. Vi har også brug for ny international lovgivning, politik, og etiske rammer til håndtering af dens udbredte anvendelse, herunder de uundgåelige miljøpåvirkninger.

Frigivelse af store mængder jern eller mineralsk støv i havene kan fjerne CO₂ ved at ændre miljøkemi og økologi. Men det kræver en revision af internationale juridiske strukturer, der i øjeblikket forbyder sådanne aktiviteter.

Tilsvarende visse mineraler kan hjælpe med at fjerne CO₂ ved at øge forvitring af sten og berige jord. Men storstilet minedrift efter sådanne mineraler vil påvirke landskaber og lokalsamfund, hvilket også kræver lovlige og lovgivningsmæssige revisioner.

Og endelig, direkte CO₂-opsamling fra luften er afhængig af installationer i industriel skala, med deres egne miljømæssige og sociale konsekvenser.

Uden ny lov, politik, og etiske rammer, ingen væsentlige fremskridt vil være mulige, uanset hvor stor den teknologiske udvikling er. Progressive nationer kan komme fremad mod at levere den kombinerede pakke.

Omkostningerne ved dette er høje. Men lande, der går forrest, får teknologi, job, energioafhængighed, bedre helbred, og internationale gravitas.

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation. Læs den originale artikel.