기후 변화를 막기 위해 해양 화학을 조정할 수 있습니까?

기후 변화를 막기 위해 해양 화학을 조정할 수 있습니까?

광물성 풍화의 자연 과정은 비로 시작하여 공기에서 이산화탄소를 흡수 한 다음 토양에서 암석 및 생물상과 반응하여 용해 된 광물 중탄산염과 훨씬 적은 양의 탄산염 이온을 형성합니다. 이들은 탄산염 광물로서 해저에 침전하기 전에 수천년 동안이 형태로 탄소가 저장되어있는 바다로 흘러 들어간다. 강화 된 풍화 작용의 아이디어는 분쇄 된 암석이나 다른 알칼리성 원을 첨가 해 해수의 CO2와 반응시켜 궁극적으로 CO2 대기를 분해하고 용해 된 광물 중탄산염 및 탄산염을 이미 이들 화합물의 매우 큰 저장조에 첨가함으로써이 과정을 크게 가속화하는 것입니다 바다에서. 그레그 라우, CC BY

세계의 국가들은 지구의 기온 상승을 유지하는 기후 변화에 관한 세계 파리 협약의 목표를 2 학위 섭씨 19th-century 평균에 비해 훨씬 더 적은 목표를 달성하기위한 1.5 ° C 상승.

가장 최근 배출 간격 보고서 유엔 환경 계획 (UNEP)의 발표에 따르면 "지구 온실 가스 배출량은 정점을 찍을 조짐을 보이지 않는다" 또 다른 연구, 인간이 2에 의한 2100 ° C 이상으로 온난화를 제한 할 수있는 기회는 5 퍼센트 이하이며, 기온이 2.6 ° -3.7 ° C 사이에서 세기말까지 상승 할 가능성이 있습니다.

이러한 예견 경향은 대기로부터 이산화탄소를 제거하는 방법에 대한 관심이 증가하게되었습니다. 탐사되는 방법 중에는 바닷물에있는 CO2과 반응하기 위해 분쇄 된 암석 또는 다른 알칼리성 원을 첨가하여 탄소를 흡수 및 / 또는 저장하는 해양의 사용이 있으며, 결국 CO2 대기를 소모합니다.

이런 종류의 대규모 이산화탄소 제거 작업이 가능합니까? 더 자세히 살펴보면 해양 이산화탄소 제거와 관련된 복잡한 기술, 경제 및 국제 거버넌스 문제를 배치하는 잠재적 인 환경 적 트레이드 오프를 알 수 있습니다.

육지 대 해양 탄소 포집 및 저장

We 다른 연구원 현재 CO10의 10,000,000,000 기가 톤 (2 톤) 또는 연간 약 COXNUMX를 수동적으로 흡수하기 때문에 해양을 추가 이산화탄소 제거 기회를 찾는 논리적 인 장소로 간주하십시오. 세계 연간 배출량의 1/4. 또한 대양은 대기, 토양, 식물 및 동물을 합친 것보다 훨씬 많은 탄소를 함유하고 있으며 저장 가능성이있을 수 있습니다 더 많은 수조.

기후 변화에 관한 정부 간 패널의 최신 보고서는 탄소 포획 및 저장을위한 육상 기반 방법에 중점을 두었다. 한 가지 눈에 띄는 기술은 탄소 포집 및 저장과 함께 바이오 에너지로 불리며, BECCS여기서 식물의 바이오 매스는 쓸모있는 에너지를 생산하기 위해 연소되고 결과 CO2은 지하로 펌핑된다.

그러나, 잠재적 인 부정적인 영향 BECCS와 다른 육상 식물 기반 방법의 대규모 배치, 특히 거대한 양의 농경지가 전용 작물을 기르기 위해 우회 될 것이라는 우려 때문이다. 이로 인해 액세스가 줄어들 수 있습니다. 저소득층 인구, 요구를하다 생물 다양성에 심각한 부정적인 영향을 미친다. 생태계 파괴.

지구 화학을 가속화

아마도 가장 잘 알려진 - 그리고 때때로, 논쟁의 - 해양 이산화탄소 제거 방법 광합성 촉진 CO2 흡수를 증가시킵니다. 예를 들어, 해양 식물 성장이 철에 의해 제한되는 지역에서이 요소는 추가 CO2 흡수 및 탄소 저장을 향상시키기 위해 형성되는 바이오 매스 탄소의 적어도 일부가 결국 바닥에 가라 앉고 바다 바닥에 묻힌다. 다른 접근법으로는 해양 식물이나 미생물의 복원, 첨가 또는 배양이 있습니다. 푸른 탄소.

고려중인 또 다른 기술은 일반 암석 광물과 CO2의 화학 반응 촉진, 자연 과정으로 알려진 광물 풍화. 비가 알칼리성 암석과 CO2과 반응 할 때 CO2을 용해 된 광물 중탄산염과 탄산 이온으로 전환시켜 화학적 반응을 일으켜 토양에서의 생물학적 활성을 촉매 할 수 있습니다. 미네랄 내후성은 과도한 대기 CO2을 제거하는 데 중요한 역할을하지만, 지질 학적 시간 척도 - 100,000 년 이상.

여러 광물 풍화 및 해양 탄소 저장을 가속화하는 방법 (CaO), 수산화칼슘 (Ca (OH) 2), 잿물 또는 가성 소다 (NaOH)와 같은 산업적으로 생산 된 알칼리성 화학 물질을 첨가하는 것을 포함한다. 일단 해양에 첨가되면 해수와 공기에서 과량의 CO2와 반응하여 주로 용해 된 미네랄 중탄산염을 형성하여 CO2을 제거하고 격리합니다.

이러한 해양 알칼리 화는 해안이나 배로부터의 분배를 통해 이루어질 수있다. 또 다른 제안은 지역의 해양 에너지 원을 사용하여 바다에서 알칼리도를 제조하는 것입니다. 예를 들면해양의 매우 중요한 수직 온도 구배에서 파생 된 전기를 사용합니다. CO2 폐기물을 해안에있는 광물과 반응시킨 다음 생성 된 용해 된 알칼리성 물질을 대양으로 펌핑하는 것도 선택권. 앞의 모든 것들은 이미 바다의 이미 광대 한 중탄산염과 탄산염 저장소에 추가 될뿐입니다.

해양 알칼리 화의 또 다른 이점은 해양의 산성화에 도움이된다는 것인데,기타 CO2 문제"바다에서 CO2 과잉의 공기 흡수로 인해 발생합니다. 산성화는 굴, 조개 및 산호와 같은 생물체를 석회화시켜 골격이나 껍질을 만들뿐 아니라 다른 pH 민감성 해양 생지 화학 공정에도 영향을 미칠 수 있습니다.

우리가 모르는 것

기후 변화 및 산성화에 대응하기위한 해양 알칼리 화의 실제적인 실제 능력 불확실하다.

물류, 알칼리도 추출 또는 제조 및 분산의 비용 및 영향을 고려할 때 연구에 따르면 공기 CO2 drawdowns 백만 이하의 30 부품이 현실적 일 수 있습니다. 이것은 산업 혁명 이전 시대의 CO2 수준이 260-270 백만 분율 현재 410 백만 분의 1입니다.

우리는 2에 의한 대기 CO30의 세계적 감소를 계산합니다. 인간 활동에 의한 거의 0의 배출량과 CO470의 2 기가 톤의 제거 및 저장이 필요합니다. 이를 달성하기 위해 필요한 알칼리도를 생성하기 위해 최소한 500 기가 톤의 암석을 사용해야합니다. 현재 세계적인 암석 추출은 연간 50 기가 톤50 %만큼이 추출 속도를 높이는 동안 이론적으로 우리는 20 년에있는 삭감을 달성 할 수있었습니다. 이것은 분명히 어느 정도의 전체 용량과 속도를 실현할 수 있는지를 판단하기 위해 대폭적인 테스트가 필요합니다.

이것은 단지 알칼리도 생산의 문제가 아닙니다. 잠재적 인 부정적인 영향이있다. 해양 생태계에 대한 해양 알칼리 화 고려해야 할 사항. 여기에 덧붙여 효과 pH 및 알칼리도 상승 (즉각 또는 점진적)의 경우, 알칼리성 첨가는 미량의 금속 및 실리카와 같은 다른 원소 또는 화합물을 포함하여 해양 생지 화학에 영향을 줄 수 있습니다. 이러한 점에 대해서는 연구가 거의 이루어지지 않았지만 지금까지의 결과 일반적으로 해양 생물에 아무런 또는 긍정적 인 영향을 미치지 않습니다. 중소 규모의 현장 시험 실시를 포함하여 환경 및 생태 학적 결과를 완전히 이해하려면 추가 조사가 필요합니다.

모든 배치는 환경 적 이점뿐만 아니라 대규모 배치의 부정적인 영향을 평가하기 위해 엄격한 모니터링 요구 사항을 준수해야합니다. 해양 알칼리 화의 사용에 대한 신뢰의 측정은 천연 광물 풍화와 해양으로의 알칼리성 전달이 자연적으로 수십억 년 동안 발생했다는 사실에서 발견 될 수있다 (현재 CO1의 2 gigaton 비율로 연간 소비되고 저장 됨) , 분명히이 입력을 필요로하지 않는 경우에 잘 적응 된 해양 생태계와 함께. 그럼에도 불구하고이 자연 과정을 유의하고 안전하게 확장 할 수있는 가능성은 앞으로의 연구가 필요합니다.

법률 문제

법적 수준에서 국가는이 접근법과 관련된 국제 거버넌스 문제를 해결해야합니다. 아마도 파리 협약은 기후 변화 대응에 중점을 둔 관련 제도 중 하나 일 것입니다. 대양 해양의 모든 역할은 배출량을 완화하기위한 국가의 약속에서 이행 할 수 있으며, 이는 배치의 잠재적 영향에 대한 평가를 요구하는 조항을 요구할 것이다. 파리 협정은 생태계, 지속 가능성, 개발 및 인권의 맥락에서 대응 조치의 영향을 평가할 필요성에 대한 다양한 조항에서의 언급을 고려하여이를 용이하게 할 수있다.

해양 및 기타 물질의 투기로 인한 해양 오염 방지 협약과 해상법, 그 프로토콜, 평가 및 규제뿐만 아니라 생물 다양성 협약. 이러한 모든 정권의 반응에 대한 잠재적 인 개입을 조정하는 것은 해양의 알칼리성 배치에 따른 또 하나의 도전이 될 것이며, 다른 많은 이산화탄소 제거 접근법은 국가 간 영향을 미칠 수있다.

세기의 마지막에 잠재적으로 파국적 인 기후 변화의 유령은 큰 규모로 바다와 대기에서 CO2을 제거하기위한 일련의 새로운 기술 옵션에 대한 관심을 자극했습니다. 그러나 그들은 또한 자신의 위험을 제기 할 수 있습니다. 광물 풍화 속도를 높이기 위해 알칼리성 물질을 첨가하는 것은 철저한 조사를 거쳐야 만 심각한 고려 대상이되는 접근법 중 하나입니다.

저자 : Wil Burns, American University School of International Service 탄소 제거 법 및 정책 연구소 연구 및 공동 책임자

이 기사는 원래 회화에서 나타났습니다.

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