Et hold ledet af forskere ved University of Virginia advarer om, at når det kommer til klimaændringer, satser verden på, at den måske ikke er i stand til at dække.
Teamets nye papir i Nature Climate Change udforsker, hvordan planer om at undgå de værste udfald af en opvarmende planet kan have deres egne bivirkninger.
Den håndfuld modeller, som FN's Mellemstatslige Panel for Klimaændringer og beslutningstagere verden over stoler på, har tillid til at udvikle strategier til at opfylde forpligtelserne om CO2-neutralitet, antager alle, at negative emissionsteknologier vil være tilgængelige som en del af løsningen.
Negative emissionsteknologier, ofte kaldet NET'er, fjerner kuldioxid fra atmosfæren. De tre mest undersøgte tilgange er bioenergi med kulstoffangst og -lagring, som indebærer dyrkning af afgrøder til brændstof, derefter opsamling og nedgravning af CO2 fra den brændte biomasse; plantning af flere skove; og direkte luftindfangning, en konstrueret proces til at adskille CO2 fra luften og opbevare det permanent, sandsynligvis under jorden.
"Problemet er, at ingen har prøvet disse teknologier i demonstrationsskalaen, meget mindre på de massive niveauer, der er nødvendige for at udligne de nuværende CO2-emissioner," sagde Andres Clarens, en professor i UVA Engineerings afdeling for ingeniørsystemer og miljø og associeret direktør for UVAs pan-University Environmental Resilience Institute. Instituttet finansierede delvist den forskning, der førte til papiret Nature Climate Change.
"Vores papir kvantificerer deres omkostninger, så vi kan have en ærlig samtale om det, før vi begynder at gøre dette i stor skala," sagde Clarens.
Siden Paris-aftalen om at begrænse den globale opvarmning til 1,5 grader celsius, som blev slået ud af verdens ledere i 2015, har et voksende antal virksomheder som BP og mange institutioner og regeringer - inklusive UVA og Virginia - forpligtet sig til at nå nul kulstofemissioner i de næste par årtier. Microsoft har lovet at slette sine CO2-emissioner siden grundlæggelsen i 1975.
For Clarens, en ingeniør, der studerer kulstofhåndtering, og hans medforskere, er det en opmuntrende udvikling. Ledet af Clarens' ph.d. studerende Jay Fuhrman, gruppen omfatter også økonom Haewon McJeon og beregningsforsker Pralit Patel fra Joint Global Change Research Institute ved University of Maryland; UVA Joe D. og Helen J. Kington professor i miljøvidenskab Scott C. Doney; og William M. Shobe, forskningsdirektør ved Weldon Cooper Center for Public Service og professor ved UVA's Batten School of Leadership and Public Policy.
Til forskningen brugte holdet en integreret model - en af dem, FN er afhængig af - kaldet Global Change Assessment Model. Modellen er udviklet ved University of Maryland, som samarbejder med Pacific Northwest National Laboratory for at drive Joint Global Change Research Institute. De sammenlignede virkningerne af de tre negative emissionsteknologier på den globale fødevareforsyning, vandforbrug og energiefterspørgsel. Arbejdet så på, hvilken rolle det ville have i fremtidige klimascenarier at have direkte luftoptagelser til rådighed.
Biobrændstoffer og genplantning af skov optager store land- og vandressourcer, der er nødvendige for landbrug og naturområder; biobrændstoffer bidrager også til forurening fra gødskning. Direkte luftindfangning bruger mindre vand end at plante biobrændstoffer og træer, men det kræver stadig meget vand og endnu mere energi - hovedsageligt leveret af fossile brændstoffer, hvilket opvejer nogle af fordelene ved fjernelse af kuldioxid. Indtil for nylig blev direkte luftteknologier også anset for at være for dyre til at inkludere i emissionsreduktionsplaner.
Teamets analyse viser, at direkte luftopsamling kan begynde at fjerne op til tre milliarder tons kuldioxid fra atmosfæren om året i 2035 - mere end 50 % af U. S. S. emissioner i 2017, det seneste år, hvor pålidelige data var tilgængelige. Men selvom statsstøtte gør hurtig og udbredt anvendelse af direkte luftindfangning mulig, har vi brug for biobrændstoffer og genplantning af skov for at nå CO2 reduktionsmålene. Analysen viste, at priserne på basisfødevarer stadig vil stige ca. tre gange glob alt i forhold til 2010-niveauer og femdobles i mange dele af verden, hvor der allerede eksisterer uligheder i omkostningerne ved klimaændringer.
"Direkte luftindfangning kan blødgøre - men ikke eliminere - de skarpeste afvejninger som følge af jordkonkurrence mellem landbrugsjord og jord, der er nødvendig for nye skove og bioenergi," skrev Fuhrman og Clarens i en blog, der fulgte med udgivelsen af avisen.
De omkostninger, der forbliver, stiger med tiden, hvilket gør beslutsomme, flerstrengede handlinger til at reducere kuldioxidemissioner og fjerne det fra atmosfæren endnu mere presserende, hævder forskerne.
"Vi er nødt til at bevæge os væk fra fossile brændstoffer endnu mere aggressivt, end mange institutioner overvejer," sagde Clarens."Negative emissionsteknologier er FN's bagstopper, og mange lande forventer, at de en dag vil redde os, men de vil have bivirkninger, vi skal være forberedte på. Det er en kæmpe satsning at sidde på hænderne i det næste årti og sige, vi" har fået det, fordi vi skal implementere denne teknologi i 2030, men så viser det sig, at der er vandmangel, og vi kan ikke gøre det."
"Før vi satser på huset, lad os forstå, hvad konsekvenserne vil være," tilføjede Fuhrman. "Denne forskning kan hjælpe os med at omgå nogle af de faldgruber, der kunne opstå fra disse initiativer."
