Ang pagkamit ng net zero carbon emissions – at kahit na mga negatibong net – ay nakakagulat na magagawa at abot-kayang

Anumang landas na tatahakin natin upang makamit ang carbon neutrality sa 2050, ang mga hakbang na kinakailangan sa susunod na 10 taon ay pareho. Kredito: Jenny Nuss / Berkeley Laboratory

Ang bagong pagtatasa ay nagbibigay ng isang komprehensibong mapa ng Estados Unidos na naging carbon neutral sa 2050.

Ang pagkamit ng zero net emissions ng carbon dioxide mula sa enerhiya at industriya sa pamamagitan ng 2050 ay maaaring makamit sa pamamagitan ng pangunahing pagpapatakbo ng imprastraktura ng enerhiya ng Estados Unidos sa nababagong enerhiya, sa isang netong gastos na humigit-kumulang na $ 1 bawat tao bawat araw, ayon sa bagong pananaliksik ng Kagawaran ng Enerhiya Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley) Francisco University (USF) at firm ng consulting na Evolutionary Energy Research.

Ang mga mananaliksik ay nakabuo ng isang komprehensibong modelo ng buong sistema ng enerhiya at industriya ng Estados Unidos upang paunlarin ang unang komprehensibo, sinuri ng peer na pag-aaral kung paano makamit ang carbon-neutrality sa 2050. Ayon sa International Panel on Climate Change (IPCC), kailangang makamit ng mundo ang zero net CO2 emissions sa kalagitnaan ng siglo upang malimitahan ang global warming sa 1.5 degree. Celsius At iwasan ang pinaka-mapanganib na mga epekto ng pagbabago ng klima.

Ang mga mananaliksik ay nakabuo ng isang bilang ng mga posibleng teknolohikal na landas na malawak na naiiba sa paggamit ng natitirang mga fossil fuel, paggamit ng lupa, pag-aampon ng mga mamimili, mga fuel na batay sa nuclear at bio, ngunit nagbabahagi sila ng isang mahalagang diskarte. “Sa pamamagitan ng sistematikong pagtaas ng kahusayan ng enerhiya, paglipat sa mga teknolohiyang elektrikal, gamit ang malinis na kuryente (lalo na ang hangin at solar), at ang paggamit ng maliit na teknolohiya ng pagkuha ng carbon, maaaring makamit ng Estados Unidos ang zero emissions,” sumulat ang mga may-akda sa isang kamakailang isyu ng journal Agham. Nai-publish AGU Advance.

Pagbabago ng imprastraktura

“Ang pag-decarbonization ng American energy system ay pangunahing pagbabago sa imprastraktura,” sabi ni Margaret Thorn, isang matandang siyentista sa Berkeley Labs, isa sa mga nangungunang may-akda ng pag-aaral. “Sa pamamagitan ng 2050 kakailanganin nating magtayo ng maraming gigawatts ng mga halaman ng hangin at solar power, mga bagong linya ng paghahatid, mga de-kuryenteng kotse at light trak, milyon-milyong mga heat pump upang mapalitan ang mga maginoo na hurno at mga heater ng tubig, at mas maraming mga gusali na mahusay sa enerhiya – habang patuloy na nagsasaliksik at nagpapabago mga bagong teknolohiya.. “

Sa pagbabagong ito, kakaunti ang mga imprastraktura na mangangailangan ng kapalit bago ang “maagang pagreretiro” o ang pagtatapos ng buhay pang-ekonomiya. “Walang humihiling sa mga mamimili na palitan ang kanilang bagong kotse para sa isang de-kuryenteng sasakyan,” sabi ni Dorn. “Pagdating ng oras upang palitan ang kasalukuyang kagamitan mahalaga na gumamit ng mahusay, mababang mga teknolohiya ng carbon.”

Ang mga ruta na sinuri ay mayroong netong gastos na 0.2% hanggang 1.2% ng GDP, na may mas mataas na gastos bilang resulta ng ilang mga transaksyon tulad ng pagkontrol sa dami ng lupa na ibinibigay sa mga solar at wind farm. Sa mga murang murang ruta na ruta, halos 90% ng pagbuo ng kuryente ay nagmumula sa hangin at araw. Ipinakita ng isang senaryo na maaaring matugunan ng Estados Unidos ang lahat ng mga pangangailangan sa enerhiya na may 100% na nababagong enerhiya (solar, hangin, at biochemical), ngunit mangangailangan iyon ng mas mataas na gastos at mas maraming paggamit ng lupa.

Pagbabago ng imprastraktura ng walang kinalaman sa Carbon

Upang makamit ang isang net zero emissions ng CO2 ng 2050 sa mababang gastos, hangin, solar at kapasidad ng pag-iimbak ng baterya ay dapat na multiply (kaliwang tsart). Ang mga sasakyan ay madalas na kinakailangang elektrikal, pinalakas ng mga baterya o fuel cells (medium chart). Ang puwang ng tirahan at mga pampainit ng tubig ay dapat na nakuryente, pinapatakbo ng mga heat pump o electric heater (tamang mga tsart). Kredito: Williams et al., 2021

“Kami ay kawili-wiling nagulat na ang gastos ng pagbabago ay mas mababa ngayon kaysa sa mga katulad na pag-aaral na ginawa namin limang taon na ang nakakaraan, kahit na nakakamit nito ang isang napaka ambisyoso na pagbabawas ng carbon,” sabi ni Dorn. “Ang pangunahing dahilan ay ang presyo ng mga baterya para sa hangin at solar power at mga sasakyang de-kuryente ay bumaba nang mas mabilis kaysa sa inaasahan.”

Ang mga eksena ay nilikha gamit ang ganap na mga bagong modelo ng enerhiya na may mga detalye ng parehong pagkonsumo ng enerhiya at produksyon, tulad ng buong stock ng gusali ng Estados Unidos, fleet, mga planta ng kuryente, at iba pa – na kinakalkula gamit ang mga projections ng fossil fuel para sa 16 na pangheograpiyang lugar ng Estados Unidos. At ang mga nababagong presyo ng enerhiya mula sa DOE Taunang Energy Outlook at ang NREL Taunang Teknikal na Ulat sa Teknolohiya.

Ang mga numero ng gastos ay magiging mas mababa pa kung ang pang-ekonomiya at klimatiko na mga benepisyo ng pag-decarbonize ng aming mga system ng enerhiya ay kasama. Halimbawa, ang mababang pag-asa sa langis ay nangangahulugang mas mababa ang pera na ginugol sa langis at mas kaunting kawalan ng katiyakan sa ekonomiya dahil sa pagbabagu-bago ng presyo ng langis. Kasama sa mga benepisyo sa klima ang maiiwasang epekto ng pagbabago ng klima, ibig sabihin, pag-iwas sa polusyon sa hangin at tubig mula sa pagkasunog ng fossil fuel at pagpapabuti ng kalusugan ng publiko.

Ang mga gastos sa ekonomiya ng mga kuha ay halos gastos sa kapital mula sa paglikha ng bagong imprastraktura. Ngunit binanggit ni Dorn na mayroong kabaligtaran sa ekonomiya sa gastos na iyon: “Ang lahat ng mga istrukturang pang-imprastraktura na iyon ay katumbas ng mga trabaho, at ang mga trabaho ay posible sa Estados Unidos, taliwas sa pagpapadala ng pera sa ibang bansa upang bumili ng langis mula sa ibang mga bansa. Walang duda na ang mga industriya na nakabase sa fossil fuel at mga komunidad ay kailangang magkaroon ng isang mahusay na naisip na diskarte sa pagbabago ng ekonomiya, ngunit walang duda na maraming gawain na dapat gawin sa paglikha ng isang mababang ekonomiya ng carbon. “

Ang susunod na 10 taon

Ang isang mahalagang paghanap ng pag-aaral na ito ay ang mga kinakailangang aktibidad sa susunod na 10 taon ay magkatulad hindi alintana ang mga pangmatagalang pagkakaiba sa pagitan ng mga landas. Sa malapit na hinaharap, kailangan nating dagdagan ang produksyon at paghahatid ng nababagong enerhiya, tiyakin na ang lahat ng mga bagong imprastraktura tulad ng mga kotse at gusali ay mababa ang carbon, at mapanatili ang kasalukuyang kapasidad ng natural gas ngayon para sa pagiging maaasahan.

“Napansin lamang natin ito noon. Hindi namin kailangang labanan ang isang malaking laban ngayon sa mga katanungan tulad ng pagbuo ng mga planta ng nukleyar na kuryente dahil hindi namin kailangan ng bagong lakas na nukleyar upang bumaba sa net zero emission path sa susunod na sampung taon. Sa halip, habang pinapabilis natin ang R&D at higit na nabubuo ang aming mga pagpipilian para sa mga pagpipilian na ginagawa namin simula sa 2030s, kailangan naming bumuo ng isang patakaran na nagbibigay-daan sa amin upang gawin ang mga hakbang na alam naming kailangan namin ngayon, “sabi ni Jim Williams, nangungunang may-akda ng pag-aaral. . Berkeley Lab Associate Scientist.

Net negatibong kaso

Ang isa pang mahalagang tagumpay ng pag-aaral na ito ay ang unang nai-publish na akda upang magbigay ng isang komprehensibong mapa ng ruta kung paano ang enerhiya ng US at pang-industriya na sistema ay maaaring mabago ng mga negatibong emisyon ng CO2 sa kalagitnaan ng siglo, ie ang pagdaragdag ng higit pang mga emisyon ng carbon dioxide mula sa himpapawid. .

Ayon sa pag-aaral, na may mataas na carbon emissions, biofuels at electric fuel, ang enerhiya at sistemang pang-industriya ng Estados Unidos ay maaaring “net negatibo” sa 500 milyong metriko toneladang CO2 na inilalabas mula sa himpapawali bawat taon. (Mangangailangan ito ng higit na pagbuo ng kuryente, paggamit ng lupa at intermediate na paghahatid.) Kinakalkula ng mga may-akda ang gastos ng netong negatibong ruta na ito na maging 0.6% ng GDP – 0.4% ng GDP, ang pangunahing gastos sa ruta ng carbon-neutral. “Ito ay abot-kaya sa pamayanan lamang sa mga tuntunin ng enerhiya,” sabi ni Williams.

Sa pamamagitan ng pagbabago ng pang-agrikultura at kagawian sa pamamahala ng kagubatan pangunahin upang madagdagan ang mga antas ng lupa CO2, kinakalkula ng mga mananaliksik na ang net negatibong emissions ay pupunta sa paraan ng Estados Unidos na may isang pandaigdigang landas upang mabawasan ang mga konsentrasyon ng atmospera ng CO2 sa 350 mga bahagi bawat milyon (ppm) na ilang distansya sa hinaharap Ang 350 ppm end point ng pandaigdigang daanan na ito ay inilarawan ng maraming mga siyentista kung ano ang kinakailangan upang patatagin ang klima sa mga antas na katulad ng mga paunang pang-industriya.

Tandaan: James H. Williams, Ryan A. Jones, Ben Haley, Cape Quok, Jeremy Hargreaves, Jameel Forbes at Margaret S. Dorn, 14 Enero 2021, AGU Advance.
DOI: 10.1029 / 2020AV000284

Ang pag-aaral ay nakatanggap ng ilang suporta mula sa pinasimulan ng United Nations na Sustainable Development Solutions Network.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang paglulunsad ng NASA Walnops rocket ay makikita sa East America

Mapa ng visibility ng Kinnet-X. Kredito: NASA A. Mission upang tuklasin ang transportasyon sa kalawakan gamit ang enerhiya a NASA Ang rocket na tunog...

Bakit kaya mahirap magamot ang COVID-19? Isang Komprehensibong Pagsuri sa Alam Namin

Lumalagong Mga Punto ng Katibayan ng Hindi Karaniwang Nakakahawang Profile Isang komprehensibong pagsusuri ng alam namin COVID-19 at kung paano ito gumagana ay nagmumungkahi na...

Nakikita ng NASA ang mga alon sa ibabaw ng dagat [Video]

Ang mga alon sa loob, o mga papasok na alon, ay maaaring umabot ng daan-daang mga paa sa ibaba ng ibabaw ng karagatan, ngunit...

Mga Kamangha-manghang Dinosauro na Naghahanap ng Kadiliman

Muling pagbuo ng Shuvuuia deserti artist. Kredito: Viktor Radermaker Ang maliit na dinosauro na nakatira sa disyerto ng Shuvuuia ay may natatanging paningin at...

Ang “Molecular glue” ay nagdaragdag ng kahusayan at ginagawang mas maaasahan ang pereskite solar cells sa paglipas ng panahon

Ginamit ng mga mananaliksik ang self-assemble na solong-layer na "molekular na pandikit" upang patigasin ang mga interface sa pereskite solar cells upang gawing mas...

Newsletter

Subscribe to stay updated.