Böyük Maviyə Tutulmuş: Okean Karbon Dioksidin Təmizlənməsi

İqlim geomühəndisliyini parçalamaq: 2-ci hissə

1-ci hissə: Sonsuz Bilinməyənlər
3-cü hissə: Günəş radiasiyasının modifikasiyası
4-cü hissə: Etika, Ədalət və Ədaləti nəzərə almaq

Karbon qazının çıxarılması (CDR) atmosferdən karbon qazını çıxarmağa çalışan iqlim geomühəndisliyinin bir formasıdır. CDR uzun və qısamüddətli saxlama yolu ilə atmosfer karbon dioksidini azaltmaqla və xaric etməklə istixana qazı emissiyalarının təsirini hədəfləyir. CDR qazı tutmaq və saxlamaq üçün istifadə olunan material və sistemlərdən asılı olaraq quru və ya okean əsaslı hesab edilə bilər. Bu söhbətlərdə quru əsaslı CDR-ə vurğu üstünlük təşkil edirdi, lakin təkmilləşdirilmiş təbii, mexaniki və kimyəvi layihələrə diqqət yetirməklə, okean CDR-dən istifadə etməyə maraq artır.

---

Təbii sistemlər artıq karbon qazını atmosferdən çıxarır

Okean təbii karbon yuvasıdır, 25% tutmaq fotosintez və udma kimi təbii proseslər vasitəsilə atmosferdəki karbon qazı və yerin artıq istiliyinin 90%-i. Bu sistemlər qlobal temperaturun saxlanmasına kömək etdi, lakin mədən yanacağı emissiyalarından atmosferdəki karbon qazı və digər istixana qazlarının artması səbəbindən həddindən artıq yüklənir. Bu artan qəbul okeanın kimyasına təsir göstərməyə başlayıb, okeanın turşulaşmasına, biomüxtəlifliyin itirilməsinə və yeni ekosistem nümunələrinə səbəb olub. Bioloji müxtəlifliyin və ekosistemlərin yenidən qurulması, qalıq yanacaqların azalması ilə birlikdə planeti iqlim dəyişikliyinə qarşı gücləndirəcək.

Yeni bitki və ağac böyüməsi ilə karbon qazının çıxarılması həm quruda, həm də okean ekosistemlərində baş verə bilər. Meşə salınmasıdır yeni meşələrin yaradılması və ya okean ekosistemləri, məsələn, manqrovlar, tarixən belə bitkilərə malik olmayan ərazilərdə, meşələrin bərpası isə ağacları və digər bitkiləri reintroduksiya edin əkinçilik, mədənçilik və ya inkişaf kimi fərqli istifadəyə çevrilmiş yerlərdə və ya çirklənmə nəticəsində itirildikdən sonra.

Dəniz zibilləri, plastik və suyun çirklənməsi dəniz otu və manqrovların əksəriyyətinin itkisinə birbaşa töhfə vermişlər. The Təmiz Su Aktı ABŞ-da və digər səylər bu cür çirklənməni azaltmaq və meşələrin bərpasına icazə vermək üçün işləmişdir. Bu terminlər ümumiyyətlə quruda yerləşən meşələri təsvir etmək üçün istifadə edilmişdir, lakin manqrovlar, dəniz otları, duzlu bataqlıqlar və ya dəniz yosunu kimi okean əsaslı ekosistemləri də əhatə edə bilər.

Vəd:

Ağaclar, mangrovlar, dəniz otları və buna bənzər bitkilərdir karbon lavaları, fotosintez yolu ilə təbii olaraq karbon dioksiddən istifadə və sequestering. Okean CDR tez-tez 'mavi karbon' və ya okeanda yığılmış karbon dioksidi vurğulayır. Ən təsirli mavi karbon ekosistemlərindən biri karbonu öz qabıqlarında, kök sistemlərində və torpaqda saxlayan manqrovlardır. 10 dəfəyə qədər qurudakı meşələrdən daha çox karbon. Mangroves çoxsaylı təmin edir ekoloji birgə faydalar yerli icmalara və sahil ekosistemlərinə uzunmüddətli tənəzzül və eroziyanın qarşısının alınması, eləcə də fırtına və dalğaların sahilə təsirini yumşaltmaq. Manqrov meşələri həmçinin bitkinin kök sistemində və budaqlarında müxtəlif quru, su və quş heyvanları üçün yaşayış yerləri yaradır. Bu cür layihələrdən də istifadə etmək olar birbaşa tərs meşələrin qırılması və ya fırtınaların təsiri, ağac və bitki örtüyünü itirmiş sahil xətlərinin və torpaqların bərpası.

Təhdid:

Bu layihələri müşayiət edən risklər təbii olaraq ayrılmış karbon qazının müvəqqəti saxlanmasından qaynaqlanır. Sahil torpaqlarından istifadə dəyişdikcə və okean ekosistemləri inkişaf, səyahət, sənaye və ya fırtınaların gücləndirilməsi üçün pozulduqca, torpaqlarda yığılan karbon okean suyuna və atmosferə buraxılacaq. Bu layihələrə də meyllidir biomüxtəliflik və genetik müxtəlifliyin itirilməsi tez böyüyən növlərin lehinə, xəstəlik və böyük ölüm riskini artırır. Bərpa layihələri enerji tutumlu ola bilər və nəqliyyat üçün qalıq yanacaq və texniki xidmət üçün maşın tələb edir. Yerli icmalar üçün müvafiq nəzərə alınmadan bu təbiətə əsaslanan həllər vasitəsilə sahil ekosistemlərinin bərpası torpaqların ələ keçirilməsi ilə nəticələnə bilər və iqlim dəyişikliyinə ən az töhfə vermiş əlverişsiz icmalar. Yerli əhali və yerli icmalarla güclü icma əlaqələri və maraqlı tərəflərin əlaqəsi təbii okean CDR səylərində ədalətin və ədalətin təmin edilməsi üçün açardır.

Dəniz yosunlarının yetişdirilməsi sudan karbon dioksidi süzmək üçün yosun və makroyosun əkmək məqsədi daşıyır. fotosintez yolu ilə biokütlədə saxlayır. Bu karbonla zəngin dəniz yosunu daha sonra becərilə bilər və məhsullarda və ya qidada istifadə edilə bilər və ya okeanın dibinə batırılaraq sekvestr edilə bilər.

Vəd:

Dəniz yosunu və buna bənzər iri okean bitkiləri sürətlə böyüyür və dünyanın müxtəlif bölgələrində mövcuddur. Meşələrin salınması və ya meşələrin bərpası səyləri ilə müqayisədə, dəniz yosunlarının okean mühiti onu yanğına, işğala və ya quru meşələri üçün digər təhlükələrə həssas etmir. Dəniz yosunu sekvestrləri yüksək miqdarda karbon qazı və böyümədən sonra müxtəlif istifadələrə malikdir. Su əsaslı karbon dioksidi çıxarmaqla dəniz yosunu bölgələrə okeanların turşulaşmasına qarşı işləməyə kömək edə bilər. oksigenlə zəngin yaşayış yerləri təmin edir okean ekosistemləri üçün. Bu ekoloji qələbələrə əlavə olaraq, dəniz yosunu da iqlimə uyğunlaşma faydalarına malikdir sahil xətlərini eroziyaya qarşı qorumaq dalğa enerjisini azaltmaqla. 

Təhdid:

Dəniz yosunlarının karbon tutması digər mavi iqtisadiyyatlı CDR proseslərindən fərqlidir, bitki CO-nu saxlayır₂ çöküntüyə köçürməkdənsə, onun biokütləsində. Nəticədə CO₂ dəniz yosunlarının çıxarılması və saxlanması potensialı bitki tərəfindən məhdudlaşdırılır. Dəniz yosunlarının becərilməsi ilə vəhşi dəniz yosunu evləndirə bilər bitkinin genetik müxtəlifliyini azaldır, xəstəlik və böyük ölümlər potensialını artırır. Bundan əlavə, dəniz yosunlarının yetişdirilməsinin cari təklif olunan üsullarına suda ip kimi süni material üzərində və dayaz sularda bitkilərin yetişdirilməsi daxildir. Bu, dəniz yosunlarının altındakı suda yaşayış yerlərindən işıq və qida maddələrinin qarşısını ala bilər və bu ekosistemlərə zərər verə bilər. qarışmalar da daxil olmaqla. Dəniz yosunun özü də suyun keyfiyyəti ilə bağlı problemlər və yırtıcılıq səbəbindən deqradasiyaya həssasdır. Hal-hazırda dəniz yosunu okeana batırmağı hədəfləyən böyük layihələri gözləyirik ipi və ya süni materialı batırın dəniz yosunu batdıqda suyu potensial olaraq çirkləndirir. Bu tip layihənin miqyaslılığı məhdudlaşdıran xərc məhdudiyyətləri ilə üzləşməsi də gözlənilir. Əlavə tədqiqat lazımdır dəniz yosunu yetişdirməyin ən yaxşı yolunu müəyyən etmək və gözlənilən təhlükələri və gözlənilməz nəticələri minimuma endirməklə faydalı vədlər əldə etmək.

Ümumiyyətlə, manqrovlar, dəniz otları, duzlu bataqlıq ekosistemləri və dəniz yosunlarının becərilməsi vasitəsilə okean və sahil ekosistemlərinin bərpası Yerin təbii sistemlərinin atmosfer karbon qazını emal etmək və saxlamaq qabiliyyətini artırmaq və bərpa etmək məqsədi daşıyır. İqlim dəyişikliyindən biomüxtəlifliyin itirilməsi, meşələrin qırılması, Yerin iqlim dəyişikliyinə davamlılığının azalması kimi insan fəaliyyətləri nəticəsində biomüxtəlifliyin itkisi ilə mürəkkəbləşir. 

2018-ci ildə Biomüxtəliflik və Ekosistem Xidmətləri üzrə Hökumətlərarası Elm-Siyasət Platforması (IPBES) məlumat verib ki, okean ekosistemlərinin üçdə ikisi zədələnmiş, xarab olmuş və ya dəyişdirilmişdir. Bu rəqəm dəniz səviyyəsinin qalxması, okeanların turşulaşması, dərin dəniz dibinin hasilatı və antropogen iqlim dəyişikliyi təsirləri ilə artacaq. Təbii karbon qazının çıxarılması üsulları biomüxtəlifliyin artırılmasından və ekosistemlərin bərpasından faydalanacaq. Dəniz yosunlarının becərilməsi məqsədyönlü tədqiqatlardan faydalanacaq inkişaf edən bir tədqiqat sahəsidir. Okean ekosistemlərinin düşünülmüş şəkildə bərpası və mühafizəsi birgə faydalarla birləşdirilən emissiyaların azaldılması yolu ilə iqlim dəyişikliyinin təsirlərini yumşaltmaq üçün dərhal potensiala malikdir.

---

İqlim dəyişikliyinin azaldılması üçün təbii okean proseslərini gücləndirmək

Tədqiqatçılar təbii proseslərə əlavə olaraq, okeanın karbon qazının udulmasını təşviq edən təbii karbon qazının çıxarılmasının artırılması üsullarını araşdırırlar. Üç okean iqlimi geomühəndisliyi layihəsi təbii prosesləri gücləndirən bu kateqoriyaya aiddir: okeanın qələviliyinin artırılması, qida maddələrinin gübrələnməsi və süni yüksəlmə və enmə. 

Okean Alkalinity Enhancement (OAE) mineralların təbii aşınma reaksiyalarını sürətləndirərək okean karbon qazını çıxarmaq məqsədi daşıyan CDR üsuludur. Bu aşınma reaksiyaları karbon qazından istifadə edir və bərk material yaradır. Mövcud OAE texnikaları karbon qazını qələvi süxurlarla, yəni əhəng və ya olivinlə və ya elektrokimyəvi proseslə tutmaq.

Vəd:

Əsasında təbii süxurların aşınma prosesləri, OAE edir miqyaslana bilir və daimi metod təklif edir karbon qazının çıxarılması. Qaz və mineral arasındakı reaksiya gözlənilən yataqları yaradır okeanın bufer qabiliyyətini artırmaq, öz növbəsində okeanların turşuluğunu azaldır. Okeanda faydalı qazıntı yataqlarının artması okean məhsuldarlığını da artıra bilər.

Təhdid:

Aşınma reaksiyasının müvəffəqiyyəti mineralların mövcudluğundan və paylanmasından asılıdır. Mineralların qeyri-bərabər paylanması və regional həssaslıqlar karbon qazının azalması okean mühitinə mənfi təsir göstərə bilər. Bundan əlavə, OAE üçün lazım olan mineralların miqdarı çox güman ki yerüstü mədənlərdən əldə edilir, və istifadə üçün sahilyanı bölgələrə daşınması tələb olunacaq. Okeanın qələviliyinin artırılması okeanın pH-ını da dəyişdirəcək bioloji proseslərə təsir göstərir. Okean qələviliyinin artırılması var çox sahə təcrübələri və ya çox araşdırma görülməmişdir torpaq əsaslı aşınma kimi və bu metodun təsirləri quru əsaslı aşınma ilə daha yaxşı tanınır. 

Qidalandırıcı gübrələmə fitoplanktonun böyüməsini təşviq etmək üçün okeana dəmir və digər qida maddələrinin əlavə edilməsini təklif edir. Təbii prosesdən istifadə edən fitoplankton asanlıqla atmosferdəki karbon qazını götürür və okeanın dibinə çökür. 2008-ci ildə millətlər BMT-nin Bioloji Müxtəliflik Konvensiyasında ehtiyatlı moratoriumla razılaşdı elmi ictimaiyyətə bu cür layihələrin müsbət və mənfi tərəflərini daha yaxşı başa düşməyə imkan verən təcrübə haqqında.

Vəd:

Atmosferdən karbon qazını çıxarmaqla yanaşı, qidalandırıcı gübrələmə də ola bilər okeanın turşuluğunu müvəqqəti azaldır və balıq ehtiyatlarını artırmaq. Fitoplankton bir çox balıq üçün qida mənbəyidir və qidanın mövcudluğunun artması layihələrin həyata keçirildiyi bölgələrdə balıq miqdarını artıra bilər. 

Təhdid:

Araşdırmalar qida gübrələmə və məhdud olaraq qalır çoxlu bilinməyənləri tanıyın bu CDR metodunun uzunmüddətli təsirləri, birgə faydaları və davamlılığı haqqında. Qidalı gübrələmə layihələri dəmir, fosfor və azot şəklində böyük miqdarda material tələb edə bilər. Bu materialların alınması əlavə mədən, istehsal və daşınma tələb edə bilər. Bu, müsbət CDR-nin təsirini inkar edə və mədən hasilatı səbəbindən planetdəki digər ekosistemlərə zərər verə bilər. Bundan əlavə, fitoplanktonun böyüməsi ilə nəticələnə bilər zərərli yosunlar çiçək açır, okeanda oksigeni azaldır və metan istehsalını artırır., karbon dioksidlə müqayisədə 10 qat daha çox istilik saxlayan bir GHG.

Okeanın yuxarı qalxma və enmə yolu ilə təbii qarışığı suyu səthdən çöküntüyə gətirir, temperatur və qida maddələrini okeanın müxtəlif bölgələrinə paylayır. Süni yüksəlmə və enmə Bu qarışmanı sürətləndirmək və təşviq etmək üçün fiziki mexanizmdən istifadə etməyi, karbon qazı ilə zəngin səth sularını okeanın dərinliklərinə çatdırmaq üçün okean suyunun qarışmasını artırmağı hədəfləyir və səthə soyuq, qida ilə zəngin su. Bunun fitoplanktonun böyüməsini və atmosferdən karbon qazını çıxarmaq üçün fotosintezi təşviq etməsi gözlənilir. Hazırkı təklif olunan mexanizmlər daxildir şaquli borular və nasoslardan istifadə etməklə okeanın dibindən yuxarıya su çəkmək.

Vəd:

Təbii sistemin təkmilləşdirilməsi kimi süni yüksəlmə və enmə təklif olunur. Suyun bu planlaşdırılmış hərəkəti, okeanların qarışmasını artıraraq, aşağı oksigen zonaları və artıq qida maddələri kimi artan fitoplankton artımının yan təsirlərinin qarşısını almağa kömək edə bilər. Daha isti bölgələrdə bu üsul səthin temperaturunu soyutmağa kömək edə bilər yavaş mərcan ağartması. 

Təhdid:

Bu süni qarışdırma üsulu kiçik miqyaslara və məhdud müddətlərə yönəlmiş məhdud eksperimentləri və sahə sınaqlarını görmüşdür. İlkin tədqiqatlar göstərir ki, bütövlükdə süni yüksəlmə və enmə aşağı CDR potensialına malikdir və müvəqqəti sekvestrasiyanı təmin edir karbon dioksiddən. Bu müvəqqəti saxlama yuxarı qalxma və enmə dövrünün nəticəsidir. Aşağı enmə yolu ilə okeanın dibinə doğru hərəkət edən hər hansı karbon dioksid zamanın başqa bir nöqtəsində yuxarı qalxa bilər. Bundan əlavə, bu üsul həm də xitam riski potensialını görür. Süni nasos uğursuz olarsa, dayandırılırsa və ya maliyyə çatışmazlığı varsa, səthdə artan qida maddələri və karbon dioksid metan və azot oksidi konsentrasiyalarını, eləcə də okeanın turşuluğunu artıra bilər. Hazırda təklif olunan süni okean qarışdırma mexanizmi boru sistemi, nasoslar və xarici enerji təchizatı tələb edir. Bu boruların quraşdırılması çox güman ki, tələb olunacaq gəmilər, səmərəli enerji mənbəyi və texniki xidmət. 

---

Mexaniki və Kimyəvi Metodlar vasitəsilə Okean CDR

Mexanik və kimyəvi okean CDR təbii sistemi dəyişdirmək üçün texnologiyadan istifadə etmək məqsədi ilə təbii proseslərə müdaxilə edir. Hal-hazırda, dəniz suyu karbon hasilatı mexaniki və kimyəvi okean CDR söhbətində üstünlük təşkil edir, lakin yuxarıda müzakirə edilən süni yuxarı qalxma və enmə kimi digər üsullar da bu kateqoriyaya aid edilə bilər.

Dəniz Suyu Karbon Çıxarışı və ya Elektrokimyəvi CDR, okean suyundakı karbon dioksidi çıxarmaq və başqa yerdə saxlamaq məqsədi daşıyır, eyni prinsiplər əsasında havadakı karbon qazının tutulması və saxlanmasını istiqamətləndirir. Təklif olunan üsullara dəniz suyundan karbon qazının qaz formasını toplamaq və bu qazı geoloji formasiyada və ya okean çöküntülərində bərk və ya maye formada saxlamaq üçün elektrokimyəvi proseslərdən istifadə daxildir.

Vəd:

Okean suyundan karbon qazının çıxarılmasının bu üsulunun təbii proseslər vasitəsilə okeanın daha çox atmosfer karbon qazını qəbul etməsinə imkan verəcəyi gözlənilir. Elektrokimyəvi CDR ilə bağlı araşdırmalar bərpa olunan enerji mənbəyi ilə bu üsulun olduğunu göstərdi enerji səmərəli ola bilər. Okean suyundan karbon qazının çıxarılması daha da gözlənilir okean turşusunu geri qaytarmaq və ya dayandırmaq. 

Təhdid:

Dəniz suyundan karbon çıxarılması ilə bağlı ilkin tədqiqatlar ilk növbədə bu konsepsiyanı laboratoriya əsaslı təcrübələrdə sınaqdan keçirmişdir. Nəticədə, bu metodun kommersiya tətbiqi yüksək nəzəri və potensial olaraq qalır enerji intensiv. Tədqiqatlar, həmçinin, ilk növbədə, karbon qazının dəniz suyundan çıxarılmasının kimyəvi qabiliyyətinə yönəlmişdir. ekoloji risklər haqqında az araşdırma. Cari narahatlıqlara yerli ekosistem tarazlığının dəyişməsi və bu prosesin dəniz həyatına göstərə biləcəyi təsirlə bağlı qeyri-müəyyənliklər daxildir.

---

Okean CDR üçün irəliyə doğru bir yol varmı?

Sahil ekosistemlərinin bərpası və mühafizəsi kimi bir çox təbii okean CDR layihələri ətraf mühitə və yerli icmalara tədqiq edilmiş və məlum müsbət birgə faydalarla dəstəklənir. Bu layihələr vasitəsilə karbonun miqdarını və uzunluğunu başa düşmək üçün əlavə tədqiqatlar hələ də lazımdır, lakin birgə faydalar aydındır. Təbii okean CDR-dən başqa, təkmilləşdirilmiş təbii, mexaniki və kimyəvi okean CDR-nin müəyyən edilə bilən çatışmazlıqları var ki, hər hansı bir layihəni geniş miqyasda həyata keçirməzdən əvvəl diqqətlə nəzərdən keçirilməlidir. 

Biz hamımız planetin maraqlı tərəfləriyik və iqlim geomühəndisliyi layihələrindən, eləcə də iqlim dəyişikliyindən təsirlənəcəyik. Qərar qəbul edənlər, siyasətçilər, investorlar, seçicilər və bütün maraqlı tərəflər bir iqlim geomühəndisliyi metodunun riskinin digər metodun riskindən və ya hətta iqlim dəyişikliyi riskindən üstün olub-olmadığını müəyyən etmək üçün əsasdır. Okean CDR üsulları atmosferdəki karbon dioksidi azaltmağa kömək edə bilər, lakin yalnız karbon qazı emissiyalarının birbaşa azaldılmasına əlavə olaraq nəzərə alınmalıdır.