工程5（2019）982新闻亮点减缓气候变化将依赖于负排放技术克里斯·帕尔默高级技术作家‘‘Negative emissions technologies” (NETs) that remove andsequester 该报告呼吁尽快启动一项实质性的研究计划，以推动这些技术的发展。自工业时代开始以来，人类活动--主要是燃烧化石燃料和向大气中排放二氧化碳--已导致全球平均气温上升约1 °C。为了避免灾难性的气候变化，195个国家在2015年共同签署了具有里程碑意义的《巴黎协定》，设定了保持全球平均气温上升不超过2 °C的目标，理想情况下不超过1.5 °C[2]。但挑战是艰巨的。在未来十年将全球温室气体排放量减少一半，并实现到2050年左右实现1.5 °C的目标需要付出巨大的努力，估计只有三分之二的机会实现这一目标[3]。这意味着世界上每个经济体的每个部门-电力，交通，工业，农业-都需要在2050年之前实现平均零排放。世界上最重要的减缓气候变化权威机构政府间气候变化专门委员会评估了实现《巴黎协定》规定的排放目标的最经济可行的途径。“没有一个单一的1.5度的路径，如果不消除至少一些二氧化碳，”经济学家Sabine Fuss说，他是墨卡托全球公地和气候变化研究所可持续资源管理和全球变化工作组的负责人，该研究所是德国柏林的科学政策智囊团。 1）[4]。2017年的一项荟萃分析得出结论，NET每年可以以低于70美元·t-1的成本捕获相当于37 Gt的CO2[5]，这将抵消目前全球CO2排放量约Fig. 1.对结合二氧化碳清除的传统减排技术减少排放量的预测。(a)设想情况文献中的二氧化碳排放路径;（b）技术实例在没有常规减排技术的情况下，排放量将继续上升 为了至少有三分之二的机会将全球平均温度上升保持在相对于工业化前水平的2 °C以下，传统的减排技术将需要与NET相结合。在这种https://doi.org/10.1016/j.eng.2019.10.0062095-8099/©2019 THE CONDITOR.由爱思唯尔有限公司代表中国工程院和高等教育出版社有限公司出版。这是CC BY许可下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表工程杂志主页：www.elsevier.com/locate/eng××C. Palmer /工程5（2019）982-98498337.1在2018年的一项研究中估计为一年[6]。最近，Minx等人审查了与七种不同NET相关的2092份文件（图11）。 2）[7]，预测他们可以从空气中去除多少二氧化碳，以及成本是多少[7]。植树造林--种植新的森林--和重新造林是最便宜的选择，其成本在每去除一吨二氧化碳要花费几十美元。巴斯顿等人2019年的一项研究[8]计算出，理论上，种植在近1109hm2的土地，使总面积的地球，可以支持树木4.4 109hm2。一旦成熟，额外的5000亿棵树可以储存2亿吨碳。然而，这一战略提出的问题之一是，树木需要50大量的太阳辐射回到太空[9]。还有其他的问题。“像植树造林这样基于土地的解决方案让我担心，”经济学家简·明克斯说，他是福斯在墨卡托研究所的同事，也是应用可持续发展科学工作组的负责人。土地实际上是相当稀缺的，我们需要它来养活人们。随着治理的改变或气候变暖导致森林火灾的持续增加，树木很容易再次消失，碳立即释放回大气中。NET选项中更昂贵的一端是直接空气捕获（DAC），它涵盖了一系列工程系统，可以从空气中去除二氧化碳，并将其埋在地下的旧油气藏或盐水层中。经过小规模测试的DAC成本在数百美元的量级图2. NET及其主要特征，包括成本，碳去除潜力，储存的持久性，以及发展状况和部分副作用[7]。tCO-21：每吨二氧化碳;Tech：技术;GHG：温室气体。·984C. Palmer /工程部 5 （2019）9822019年的一项研究表明，到2100年，该技术可能消耗多达四分之一的全球能源供应[10]。但这项技术有可能消除任何NET中最多的二氧化碳‘‘It’s a 就成本和碳净化潜力而言，介于造林和DAC之间的是具有碳捕获和储存的生物能源（BECCS）。这项技术包括在发电站燃烧植物然而，排放的二氧化碳并没有被释放到大气中，而是被泵入地下，估计成本在100美元到100美元之间。200美元t-1的二氧化碳排放量。这项技术是可行的，但需要大幅度扩大规模才能发挥作用。有目前有17个大型碳捕集和封存工厂在运行，每年可清除约4×107吨进入大气的二氧化碳[11]，不到每年碳排放量的0.01%。Fuss、Minx和同事们认为目前最具成本效益的NET是土壤碳封存，这是一个通过调整农业实践来富集土壤中的CO2的过程。这种固碳可以通过再生农业做法，如不耕作和轮作来加强。墨尔本大学化学工程教授罗宾·巴特汉姆说，虽然向农民支付费用以实施这些做法在经济上是合理的，但挑战首先是说服农民颠覆几十年来的习惯，找出一种成本效益高的方法来跟踪农民的努力。 并不是每个人都同意然而，2016年的一项研究得出结论，土壤碳封存的潜在影响被高估了约40%[12]。评估所有NET的总潜力并不像把它们加在一起那么简单。它们都处于不同的发展阶段，其中一些相互竞争土地，水，生物能源和其他资源。比如一些1.5 ° C模式的路径需要比印度大两到五倍的土地来种植BECCS所需的生物量[13，14]。Minx说，NET可以被认为是一个投资组合，每个投资组合都根据考虑成本、潜在有效性、可用性、安全性和持久性的时间表进行部署。例如，目前可用的、相对便宜且更容易逆转的陆基选项可以立即部署。然后，更多的技术选择，如BECCS和DAC，可以消除更多的碳，可以逐步在技术成熟后。在十亿吨的规模，我们远远没有达到这一点，无论如何，“目前最好的解决方案可能是尽快使经济脱碳，以避免首先向大气中排放更多的引用[1] 负排放技术和可靠的封存[互联网]。华盛顿特区：美国国家科学院，工程和医学;2018 年 10 月 24 日 [ 引 用 2019 年 9 月 3 日 ] 。 可 查 阅 ： https ：//www.example.comwww.nap.edu/catalog/25259/negative-emissions-technologies-and-reliable-sequestration-a-research-agenda。[2] 什么是《巴黎协定》？[互联网]。联合国气候变化; 2016年11月4日[引用2019年9月 3 日 ] 。 可 查 阅 ： https://unfccc.int/process-and-meetings/the-paris-agreement/what-is-the-paris-agreement。[3] 特别报道：全球变暖1.5°C [互联网]。政府间气候变化专门委员会网址：https：//www. ipcc.ch/sr15/网站。[4] FussS，Lamb WF，Callaghan MW，Hilaire J，Creutzig F，Amann T，等. 负排放第2部分：成本、潜力和副作用。环境研究快报2018;13（6）：063002。[5] 二氧化碳清除选择：确定碳清除潜力和成本的文献综述[互联网]。安娜堡：密歇根大 学 能 源 研 究 所 ; 2017 年 4 月 10 日 [ 引 用 2019 年 9 月 3 日 ] 。 网 址 ：energy.umich.edu/wp-content/uploads/2018/06/carbon16.pdf。[6] [10] Le Quéré C，Andrew RM，Friedlingstein P，Sitch S，Hauck J，PongratzJ，et al. 2018年全球碳预算 地球系统科学数据2018;10：2141-94.[7] [10] MixJC，Lamb WF，Callaghan MW，Fuss S，Hilaire J，Creutzig F，et al.负排放第1部分：研究景观与综合。环境研究快报2018;13（6）：063001。[8] Baston JF，Finegold Y，Garcia C，Mollicone D，Rezobel M，Routh D，et al.全球树木恢复潜力。 Science 2019;365（6448）：76-9.[9] 朗角植树造林和恢复森林不会阻止气候崩溃。Redd Monitor; 2019年8月8日[引用于2019 年 9 月 10 日 ] 。 可 查 阅 ： https://redd-monitor.org/2019/08/08/planting-trees-and-保护森林不会停止气候变化我们需要一个快速结束化石能源使用精确地因为我们想保护世界现有森林。[10] Realmonte G，Drouet L，Gambhir A，Glynn J，Hawkes A，Koberle A，et al.《对深层减缓途径中直接空气捕获作用的模型间评估》。Nat Commun2019;10：3277.[11] 杨文伟，王晓，王晓伟，王晓伟.BECCS部署：现实检查[互联网]。伦敦：伦敦帝国理工学院格兰瑟姆研究所; 2019年1月28日[引用2019年9月3日]。可从以下网址获得：https://www.imperial.acuk/media/imperial-college/grantham-institute/public/publications/briefing-papers/BECCS-deployment-a-reality-check.pdf。[12] He Y，Trumbore SE，Torn MS，Harden JW，Vaughn LJS，Dllison SD，et al.放射性碳约束意味着在21世纪减少土壤的碳吸收。Science2016;353（6306）：1419-24.[13] SmithP，Davis SJ，Creutzig F，Fuss S，Minx JC，Gabrille B，等. 负二氧化碳排放的生物物理和经济限制. Nat Clim Chang 2016;6：42-50.[14] Popp A，Calvin K，Fujimori S，Havlik P，Humpernoder F，Stehfest E，et al.Land-usefuturesinthesharedsocio-economicpathways.GlobEnvironChang2017;42：331-45.
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