A remoção de CO₂ para interromper o aquecimento em breve seria um empreendimento gigantesco

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Prolongar / Quanta switchgrass poderíamos cultivar para biocombustíveis?

Uma das opções para nos ajudar a reduzir mais rapidamente o equilíbrio das emissões de gases de efeito estufa é remover ativamente algum CO2 da atmosfera. A ideia é que pode ser mais barato e fácil iniciar o CO2 remoção enquanto nossos sistemas de energia estão em transição do que tentar fazer essa transição acontecer com rapidez suficiente para atingir nossos objetivos climáticos. Obviamente, nunca há um almoço grátis, e essas ideias atraíram muito escrutínio por causa de seus efeitos colaterais e viabilidade.

Culturas vs. BECCS

Três estudos publicados esta semana examinam algumas das questões de emissões negativas em detalhes. o primeiro concentra-se principalmente em BECCS – bioenergia com captura e armazenamento de carbono. Esta é uma estratégia tecnicamente atrativa que envolveria o cultivo de safras de biocombustíveis, queimando-as para gerar eletricidade, capturando o CO2 deixando o escapamento da usina e armazenando esse CO2 em algum lugar (provavelmente no subsolo). O valor agregado da geração de eletricidade faz com que pareça mais barato do que muitos métodos que poderiam extrair quantidades semelhantes de CO2 fora do ar. Como resultado, muitos cenários de emissões que conseguem interromper o aquecimento em 1,5 ° C ou 2 ° C dependem de implementações consideráveis ​​de BECCS para chegar lá.

A principal desvantagem é a competição potencial por terras com plantações de alimentos ou florestas. Para obter uma imagem muito mais clara, o estudo primeiro separou a terra projetada para ser usada para plantações antes de trabalhar o potencial global para BECCS. Eles se concentraram em plantações como switchgrass e cana-de-açúcar, ou plantas lenhosas como choupo de crescimento rápido, e presumiram que qualquer carbono na vegetação presente na terra convertida para este uso foi perdido no início (queimado, por exemplo). Eles executaram os números para BECCS, bem como combustíveis líquidos como biodiesel ou etanol, para os quais grande parte do CO resultante2 é lançado em vez de capturado.

Os resultados destacam a importância de suar os detalhes – os resultados variam consideravelmente por localização geográfica e métodos. Limpar uma área de terra para plantações pode criar uma grande “dívida” de carbono que deve ser paga antes que seus esforços realizem qualquer coisa, em termos de clima. Quanto mais produtiva for a safra de biocombustíveis em uma determinada zona climática e tipo de solo, mais rápido ela poderá pagar essa dívida. Por causa disso, o intervalo de tempo da operação – ou contabilidade – melhor pode parecer. Ao longo de um período de 80 anos, a maioria das regiões pode ter um “lucro” de armazenamento de carbono com BECCS. Mas se você estiver olhando para os primeiros 30 anos, vários sites não conseguiriam superar sua dívida inicial.

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Prolongar / É aqui que a BECCS poderia superar sua dívida inicial de carbono (números negativos, cores frias) em prazos de 30 e 80 anos.

Portanto, permanecendo com os locais adequados – e deixando as terras cultivadas intocadas – o BECCS poderia fornecer toda a captura de carbono necessária para fazer um cenário de aquecimento de 1,5 ° C funcionar? De acordo com a simulação do estudo, não exatamente, embora possa chegar perto. O esforço seria enorme, no entanto. Em 2100, essas safras de biocombustíveis ocupariam de 5 a 16 por cento da área terrestre da Terra, dependendo da rapidez com que nosso CO2 as emissões diminuíram. Nesse ponto, as usinas de energia BECCS estariam gerando mais eletricidade do que a atual total.

Encher meu tanque

o segundo estudo estava focado na produção de biocombustíveis líquidos para coisas como aviões e navios. Isso se concentrou em uma escala ainda mais precisa, usando modelagem de ecossistema com base em vários locais de estudo no leste dos EUA. O objetivo era ir além das estimativas genéricas e ver exatamente para onde o carbono estaria indo nas plantações de biocombustíveis, levando em consideração os processos do solo e os detalhes do processo de produção de biocombustíveis. Pode haver casos em que essa terra poderia ter um impacto maior de carbono se fosse apenas reflorestada?

Este cenário foi baseado em switchgrass cultivado para etanol ou biocombustível, com um período de 70 anos e a vegetação inicial na terra convertida colhida para energia ao invés de queimada. Também incluiu cenários para melhorar as safras de switchgrass e processos de fabricação de combustível, bem como a possibilidade de capturar o carbono emitido durante a produção de combustível.

Sem surpresa, o estudo descobriu que usar terras agrícolas ou pastagens anteriores produziu um benefício de carbono muito mais claro do que converter a floresta para a agricultura de switchgrass. Mas para terras cultiváveis ​​e pastagens, mesmo os métodos atuais tiveram um benefício climático maior do que restaurá-los em pastagens. Se a terra for adequada para reflorestamento, por outro lado, isso provavelmente superaria os biocombustíveis. Introduzir algumas melhorias nos rendimentos de switchgrass e na eficiência da produção de biocombustíveis, no entanto, e isso supera o reflorestamento para mitigação do clima. Portanto, há um caminho positivo aqui, nas circunstâncias certas.

Os autores escrevem: “Embora os benefícios do clima e de outros serviços ecossistêmicos não possam ser tomados como garantidos com a implantação do biocombustível celulósico, nossos cenários ilustram como os sistemas de biocombustíveis convencionais e com carbono negativo poderiam dar uma contribuição de curto prazo, robusta e distinta para o desafio climático. ”

Veja como o armazenamento de carbono se acumula para diferentes técnicas, dependendo do tipo de terreno usado. "Src =" https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2020/08/nets_packag_biofuels-fig-640x478.jpg "width = "640" height = "478" srcset = "https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2020/08/nets_packag_biofuels-fig-1280x956.jpg 2x
Prolongar / Veja como o armazenamento de carbono se acumula para diferentes técnicas, dependendo do tipo de terreno usado.

DAC para cima

o terceiro estudo olhou para uma tecnologia totalmente diferente – "captura direta de ar" (DAC) de CO2 do ar ambiente, após o qual pode ser armazenado no subsolo. Como várias empresas têm projetos avançados para esse processo e até mesmo construíram plantas-piloto, o DAC entrou no reino do plausível. Tem a vantagem de concentrar o trabalho na área ocupada por uma instalação, em vez de hectares de terra arável. Então, o DAC é tudo de captura sem nenhum dos efeitos colaterais?

Bem, não exatamente. Ainda é relativamente caro e troca o uso voraz da terra por uso voraz de energia. O estudo modelou as consequências de atender às vias de aquecimento de 1,5 ° C com BECCS e expansão florestal para atender ao nosso CO2 necessidades de remoção, e isso contrastou com o uso de captura direta de ar. Com coisas como o BECCS autorizado a assumir terras agrícolas, eles simularam aumentos bastante extremos nos preços das safras básicas, particularmente no Sul Global.

A captura direta de ar não contribui para esse problema, mas o uso de água nos dois cenários é realmente semelhante. E o calor necessário no processo DAC – fornecido por gás natural com captura do CO emitido2 em alguns pilotos – pode ser equivalente a dois terços da produção atual de gás natural ou mais.

Mas mesmo com o estado atual dessa tecnologia jovem, o modelo econômico mostra que o DAC pode desempenhar um papel substancial, removendo CO suficiente2 em 2035 para igualar 7 por cento das emissões atuais, se estivermos dispostos a seguir esse caminho.

Os autores deste estudo enfatizam uma mensagem instantânea que se aplica a todos os três: “Esses resultados destacam que atrasos em ações agressivas de mitigação global aumentam muito a necessidade do DAC de cumprir as metas climáticas e, consequentemente, os impactos de energia e água”. Quanto mais cedo começarmos a reduzir nossas emissões, menor será a necessidade dessas técnicas de remoção de carbono, o que nos permite minimizar a escala dos trade-offs que elas acarretam.

Nature Climate Change, 2020. DOI: 10.1038 / s41558-020-0885-y, 10.1038 / s41558-020-0876-z
PNAS, 2020. DOI: 10.1073 / pnas.1920877117 (Sobre DOIs)

Fonte: Ars Technica