Forskning afslører potentialet i en overset klimaændringsløsning

Tidligere på måneden, Præsident Biden opfordrede andre lande til at slutte sig til USA og EU i en forpligtelse til at reducere metanemissioner. To nye Stanford-ledede undersøgelser kunne hjælpe med at bane vejen ved at lægge en plan for koordinering af forskning om metanfjernelsesteknologier, og modellering af, hvordan fremgangsmåden kunne have en overdimensioneret effekt på at reducere fremtidige spidstemperaturer.

Analyserne, udgivet 27. september i Philosophical Transactions of the Royal Society A , afsløre, at fjernelse af omkring tre års værdier af menneskeskabte emissioner af den kraftige drivhusgas ville reducere de globale overfladetemperaturer med cirka 0,21 grader Celsius og samtidig reducere ozonniveauer nok til at forhindre cirka 50, 000 for tidlige dødsfald årligt. Resultaterne åbner døren for direkte sammenligninger med fjernelse af kuldioxid - en tilgang, der har modtaget betydeligt mere forskning og investeringer - og kan være med til at forme national og international klimapolitik i fremtiden.

"Tiden er moden til at investere i metoder til fjernelse af metan, "sagde Rob Jackson, hovedforfatter på det nye forskningsdagsordenpapir og seniorforfatter på modelleringsstudiet. Jackson er Michelle og Kevin Douglas provinsprofessor i energi og miljø på Stanford's School of Earth, Energi- og miljøvidenskab.

Sagen om fjernelse af metan

Den relative koncentration af metan er vokset mere end dobbelt så hurtigt som for kuldioxid siden begyndelsen af ​​den industrielle revolution. Fjernelse af metan fra atmosfæren kan reducere temperaturerne endnu hurtigere end fjernelse af kuldioxid alene, fordi metan er 81 gange mere potent med hensyn til at varme klimaet i løbet af de første 20 år efter dets frigivelse, og omkring 27 gange mere potent over et århundrede. Metanfjernelse forbedrer også luftkvaliteten ved at reducere koncentrationen af ​​troposfærisk ozon, eksponering, som forårsager anslået en million for tidlige dødsfald årligt på verdensplan på grund af luftvejssygdomme.

I modsætning til kuldioxid, hovedparten af ​​metanemissionerne er menneskedrevne. Primære syndere omfatter landbrugskilder som husdyr, som udsender metan i deres ånde og gødning, og rismarker, som udsender metan ved oversvømmelse. Bortskaffelse af affald og udvinding af fossilt brændstof bidrager også med betydelige emissioner. Naturlige metankilder, herunder jordmikrober i vådområder, tegner sig for de resterende 40 procent af de globale metanemissioner. De komplicerer billedet yderligere, fordi nogle af dem, såsom optøning af permafrost, forventes at stige, når planeten varmer.

Selvom udviklingen af ​​metanfjernelsesteknologier ikke vil være let, de potentielle økonomiske gevinster er store. Hvis markedspriserne for kulstofkompensationer stiger til $ 100 eller mere pr. Ton i dette århundrede, som forudsagt af de mest relevante vurderingsmodeller, hvert ton methan fjernet fra atmosfæren kan så være mere værd end $ 2, 700.

At forestille sig metanfjernelsens virkninger

Modelleringsundersøgelsen anvender en ny model udviklet af Det Forenede Kongeriges nationale vejrtjeneste (kendt som UK Met Office) til at undersøge metanfjernelsens potentielle virkninger, mens den tegner sig for dens kortere levetid end kuldioxid - en nøglefaktor, fordi noget af den fjernede metan ville have forsvandt alligevel. Forskerne skabte et sæt scenarier ved enten at variere mængden fjernet eller tidspunktet for fjernelse for at generalisere deres resultater over en lang række realistiske fremtidige emissionsveje.

Under et scenarie med høje emissioner, analysen viste, at en reduktion på 40 procent i de globale metanemissioner i 2050 ville føre til en temperaturreduktion på cirka 0,4 grader Celsius i 2050. Under et scenarie med lave emissioner, hvor temperaturen topper i løbet af det 21. århundrede, fjernelse af metan af samme størrelse kunne reducere spidstemperaturen med op til 1 grad Celsius.

"Denne nye model giver os mulighed for bedre at forstå, hvordan metanfjernelse ændrer opvarmning på global skala og luftkvalitet på menneskelig skala, "sagde modelstudie hovedforfatter og forskningsagenda medforfatter Sam Abernethy, en ph.d. studerende i anvendt fysik, der arbejder i Jacksons laboratorium.

Fra forskning til udvikling

Vejen til at opnå disse klima- og luftkvalitetsforbedringer er stadig uklar. For at bringe det i fokus, forskningsdagsordenen sammenligner og kontrasterer aspekter ved fjernelse af kuldioxid og metan, beskriver en række teknologier til fjernelse af metan og skitserer en ramme for koordinering og fremskyndelse af dens opskalering. Rammen vil hjælpe med at lette en mere præcis analyse af metanfjernelsesfaktorer lige fra stedsspecifikke simuleringer til potentielle interaktioner med andre tilgange til begrænsning af klimaændringer.

Metan er udfordrende at indfange fra luft, fordi dens koncentration er så lav, men spirende teknologier - såsom en klasse af krystallinske materialer kaldet zeolitter, der er i stand til at opsuge gassen - holder løftet om en løsning, ifølge forskerne. De argumenterer for øget forskning i disse teknologiers omkostninger, effektivitet, skalering og energikrav, potentielle sociale barrierer for indsættelse, co-fordele og mulige negative biprodukter.

"Fjernelse af kuldioxid har modtaget milliarder af dollars af investeringer, med snesevis af virksomheder dannet, "sagde Jackson." Vi har brug for lignende forpligtelser til fjernelse af metan. "