来自十几家机构的科学家首次对美国二氧化碳清除潜力进行了高分辨率评估,为到2050年实现净零温室气体经济指明了道路。

新报告概述了消除十亿吨级二氧化碳的机会

该报告《清除之路:美国二氧化碳清除的选择》得出的结论是,利用当今的技术,到2050年每年可清除10亿吨CO2,​​每年的成本约为1,300亿美元,或者约占当前国内生产总值的0.5%。

橡树岭国家实验室为该报告贡献了其在生物质资源分析方面的专业知识。该研究包括对当前可用的CO2去除(CDR)、技术和资源的综合分析,以及国家气候安全和复原力实现净零排放所需的成本。

2022年,美国政府制定了2050年目标,通过经济脱碳、去除大气中的CO2并以十亿吨规模(每年至少十亿吨)封存来实现净零排放。

实现这一目标需要增加森林和耕地中的碳吸收,将废弃生物质转化为燃料和CO2,​​并使用专用机器直接从空气中去除CO2。这种成本最低的CO2去除方法组合将创造超过440,000个长期就业岗位,并且可以利用可再生能源以及现有的土地和地下地质储存来实现。报告中提供的精细分析为美国各地的决策者提供了了解特定地点机会的视角,使他们能够做出最适合其居住地的决策。

该报告根据经济可行性和CDR技术潜力的测量以及可用的最高分辨率数据提供了供应分析。与之前使用综合评估或自上而下模型的分析不同,“清除之路”中使用的方法依赖于自下而上的计算,并使用各县潜在CO2清除方法的资源需求、成本和影响的最新估计。

“清除之路”按地点确定了土壤和森林管理、生物质转化和直接空气捕获技术以及地质资源的具体机会。它提供了有关各种CDR运输途径以及跨领域区域和环境正义考虑因素的信息。这些分析将有助于权衡特定CDR项目的替代方案和当地效益。

通过ORNL分析告知生物质选项

ORNL生物资源科学与工程小组的马修·兰霍尔茨(MatthewLangholtz)表示,ORNL的科学家贡献了他们的生物质资源专业知识,以支持该报告有关潜在自然碳封存和生物燃料生产的发现。该报告依赖于橡树岭国家实验室为能源部制作的十亿吨报告系列的数据。十亿吨系列发现,国家每年可以生产至少10亿干吨生物质资源,而不会对环境造成不利影响。

ORNL团队为“去除之路”报告的“生物质碳去除和储存”章节提供了不同场景的数据和模拟。本章依赖于橡树岭国家实验室的生物碳基础设施、物流和运输模型(BILT),该模型有助于确定不同生物质资源到各种最终用途的最佳分配。

橡树岭国家实验室交通部的IngridBusch表示:“BILT为您提供关于可以利用生物质进行的不同用途的决策,例如县级可用的生物质类型、最适合采用哪些途径以及在哪里建设所需的设施,包括炼油厂等基础设施。”分析和决策科学组。“我们开发了一种非常多样化的工具,可以应用于许多不同的问题,包括报告中确定的各种途径。”

总而言之,“清除之路”研究了陆基CDR方法,预计每年可清除至少1000万吨CO2当量。

一个例子是,农民在不太适合粮食生产的农田上生产柳枝稷(一种非常适合作为生物质的植物)。橡树岭国家实验室的研究人员介绍了这对于从大气中提取更多二氧化碳并将其储存在地下土壤中意味着什么。

该报告重点介绍了该国22个地区的CDR机遇。该项目是由美国能源部能源效率和可再生能源办公室的生物能源技术办公室、能源高级研究项目局以及化石能源和碳管理办公室联合委托进行的,并得到了ClimateWorks基金会的额外支持。该项目由劳伦斯利弗莫尔国家实验室牵头,并得到13个学术和科研机构的支持。

朗霍尔茨说:“我们很高兴成为如此大型的多实验室合作的一部分,展示了利用国家生物质资源组合实现脱碳目标的潜力。”

该报告审查了各种战略,从土地管理到最新的技术选择,可以对实施这些战略所需的内容做出可靠的估计。评估了该解决方案每一步的成本,从收集废弃生物质,到运输CO2,​​再到将CO2深埋在地下。该分析使感兴趣的县、州、社区利益相关者和CDR从业者能够共同努力,决定每种方法在何处、何时以及在多大程度上适合当地需求。

促进当地做出明智的决策

该报告的主要作者、LLNL科学家詹妮弗·佩特-里奇(JenniferPett-Ridge)表示:“‘清除之路’使当地能够做出明智的决策,并向我们表明,我们能够在扭转气候污染的努力中取得胜利。”“每个地理区域都有独特的故事,以及帮助从空气中吸收足够的CO2并在2050年实现净零排放目标的机会。”

该报告“表明,要在2050年实现净零目标所需的十亿吨二氧化碳清除规模,美国必须使用所有可用的清除方法——海洋、森林、农田土壤、生物质、矿物和化学品,通过直接空气捕获——以实现这一目标,”美国能源部负责化石能源和碳管理的首席副助理部长詹妮弗·威尔考克斯(JenniferWilcox)说。“《清除之路》报告是一个重要工具,气候从业者现在可以使用它来更好地了解以履行我们国家承诺所需的规模清除空气中的CO2所涉及的关键因素和途径。”

“拆除之路”的独特之处在于新能源、公平和环境正义优化指数,旨在帮助确定具有最大协同效益和最小风险机会的县。

LLNL科学家兼合著者KimMayfield表示:“社区考虑对于CDR的可扩展性至关重要;当居民对项目感到兴奋时,他们更有可能以负担得起的方式及时启动项目。”“在本报告中,我们确定了高度脆弱的县,这些县可以从森林和农业土壤的CDR管理方法中获得最大利益。我们还确定了在传统能源部门经历不公平失业的县;这些县可能成为生物质等创新CDR方法的早期采用者用于碳去除和储存以及直接空气捕获,这可以让就业不足的熟练居民重返工作岗位。”

其他合作机构包括劳伦斯伯克利国家实验室、德克萨斯大学奥斯汀分校经济地质局;北卡罗来纳州立大学、加州大学伯克利分校;科罗拉多州立大学、印第安纳大学、耶鲁大学、新罕布什尔大学、爱荷华州立大学、密歇根州立大学和宾夕法尼亚大学。