I början av februari introducerade senator Ed Markey (D-MA) och rep Alexandria Ocasio-Cortez (D-NY) Green New Deal (GND), en svepande resolution som hanterar de dubbla utmaningarna av inkomstjämlikhet och klimatförändringar, och det första regeringspolitiska dokumentet som syftar till att begränsa klimatförändringarna som ett av dess mål.
Detta är betydelsefullt. FN: s regeringskontrollpanel för klimatförändringar (IPCC) -rapporten som släpptes i oktober 2018 uppgav att det kommer att behöva tas bort koldioxid (CO2) från atmosfären - det första och viktigaste steget för att återställa klimatet - för att undvika de allra värsta effekterna av klimatförändringar (inklusive massiva dörningar av korallrev, översvämningar, orkaner, eldbränder och utbredda torka).
Klimatåterställning är principen för att ta bort koldioxid för att komma tillbaka till nivåerna före den industriella revolutionen, särskilt under 300 delar per miljon (ppm), och återställa världens ekosystem, till exempel öka isen i Arktis. Trots IPCC-varningen har regeringar och vanliga icke-statliga organisationer inte riktat klimatåterställningen på något meningsfullt sätt hittills.
I linje med IPCC-rapporten fastställde GND flera tioåriga mål som inkluderar att hålla globala temperaturer under 2,7 grader Fahrenheit (1,5 grader Celsius) över de preindustriella nivåerna och möter 100% av landets energibehov genom förnybara och nollutsläpp energikällor och minska utsläppen av växthusgaser till netto noll fram till 2050. Men förslaget överskrider också dessa mål genom att specifikt kräva avlägsnande av koldioxid från atmosfären och återställa naturliga ekosystem.
Det lovar att GND inkluderar avlägsnande av viss atmosfärisk koldioxid, men upplösningen slutade att inte sätta ett specifikt mål. Det är ett misstag. För att återställa ett hälsosamt klimat bör samhället sätta upp ett mål att minska koldioxid till nivåer mindre än 300 ppm fram till 2050. Det innebär att ungefär en biljon ton koldioxid tas ut från atmosfären (beroende på hur snabbt utsläppen av gasen minskar); ett genomförbart mål, men ett mål som endast uppfylls om regeringar, forskare och privata företag går samman.
Ett antal företag har utvecklat förmågan att ta bort små mängder atmosfärisk koldioxid från kraftverk; några är i början av att använda teknik för att ta bort koldioxid från luften. I skala kommer dessa maskiner att kunna ta bort enorma mängder koldioxid från jordens atmosfär. Ett tvåpartssponserat skatteincitament för koldioxidavlägsnande ingick i förra årets budget; samma grupp lagstiftare har föreslagit ny lagstiftning i år för att främja ytterligare forskning och utveckling av tekniken.
Vänta tillbaka klimatklockan
Att ta bort atmosfärisk koldioxid är avgörande eftersom vi för närvarande är på en nivå som inte har sett sedan innan människor utvecklats. Under cirka 800 000 år, fram till den industriella revolutionen, var de globala koldioxidnivåerna i genomsnitt 280 ppm. Det är den nivå på vilken vår art och civilisation utvecklades och den optimala nivån som behövs för att cementera en hälsosam framtid för vår planet. Denna nivå av koldioxid bör också vara det uttalade målet för GND.
Forskare har länge kommit överens om att den högsta nivån som kan vara säker för människor är 350 ppm, vilket vi överskred 1988. Vi passerade 400 delar per miljon (ppm) 2016 för första gången på miljoner år. Vi är nu på 410 ppm (mars 2019), och med den nuvarande tillväxttakten kan vi nå 500 ppm inom 50 år. (För att sätta dessa siffror i sammanhang, tänk på att vår nuvarande koldioxidökningsgrad är mer än 100 gånger snabbare än ökningen som inträffade när den senaste istiden slutade.)
Med högre koncentrationer av CO2 kommer högre temperaturer; det är omöjligt att hålla globala temperaturer från att stiga utan att ta bort lite CO2 från atmosfären. Frågan är, hur tar vi bort koldioxidutsläppet, vart ska det gå och - mest kritiskt - vem kommer att betala för det?
Klimatåterställning möter kapitalismen
Det finns två primära kategorier av metoder för CO2-borttagning.
Den första är att använda teknik för att fånga CO2 - direkt från luften eller från avgaserna från kraftverk (kallad rökgas) - och antingen pumpa den under jord eller förvandla den till produkter.
Företag som hanterar denna utmaning har utvecklat teknologier som kan ta CO2 direkt från luften och de förbättrar effektiviteten varje år. För att finansiera borttagandet av CO2 konverterar de det vanligtvis till kommersiella produkter, även om de med ett undantag inte har marknader som är tillräckligt stora för att finansiera borttagningen av betydande mängder CO2. Dessutom, när dessa företag sätter in fångad koldioxid i produkter som fizzy drycker, förbättrad oljeåtervinning (EOR) och gröna bränslen, släpps koldioxid tillbaka i atmosfären. För att få en verklig inverkan på klimatet måste vi permanent binda kolet.
Den andra kategorin av avlägsnande involverar naturliga strategier, såsom att utnyttja fotosyntes i haven och på land. Skogar i USA lagrar och binder redan kol, men med en hastighet av 3 ton kol per tunnland per år är denna process en droppe i skopan.
På samma sätt binder vissa grödor som odlas som livsmedel (som gräs och korn) kol i sina rötter. Fördelen med dessa metoder är att de är relativt billiga; de uppenbara nackdelarna är att rötterna ruttnar över några år - vi kämpar redan för global avskogning - och det finns helt enkelt inte tillräckligt med (oanvänd) mark för att växa antalet växter som behövs för att binda och lagra kol på den erforderliga nivån.
Marinväxter som kelp, ålgräs och annan havsvegetation binder naturligtvis kol genom att sjunka ner till havets djup, där gasen stannar kvar i hundratals till miljoner år. Per tunnland kan marina växter ta bort upp till 20 gånger mer koldioxid från atmosfären än skogar på marken. Men liksom mycket av vårt marina liv försvinner floran i våra hav. Stigande temperaturer minskar tångsamhällen och fiskbeståndet; produktiviteten vid vissa fiske har minskat med 15% till 35% under de senaste åtta decennierna, en trend som troligen kommer att påskyndas när haven fortsätter att värma. Teknologer och entreprenörer arbetar med att utnyttja denna naturliga process för att ta upp mer koldioxid och långsam försurning av havet.
Att ha tekniken för att ta bort koldioxid från atmosfären och binda den säkert under jord eller under vattnet är bara en sida av ekvationen. Den kritiska delen är att hitta betalande kunder för biprodukter av koldioxidavlägsnande.
Behovet av offentliga och privata investeringar
Vi har för närvarande två befintliga marknader för att sälja kol från atmosfären i önskad skala: skaldjur och stenar för byggande.
Det första är lite spekulativt, som först diskuterades av John Martin 1988. Försäljning av fisk och tång - biprodukter av restaurerad havsfotosyntes - kan betala för restaurering av havet. Experter säger att återställande av cirka 1% av havet skulle vara tillräckligt för att ta bort allt överskott av koldioxid i vår atmosfär i mitten av århundradet, samtidigt som det betalas av vinster eller skatter på fisk och tång. En metod, Marine Permaculture Arrays, som för närvarande finansieras, delvis av Grantham-stiftelsen, återställer havets hälsa och odlar tång genom att bibehålla näringsrikt djupt havsvatten. Martins metod att använda små mängder pulveriserad järnmalm för att återställa utarmat fiske var politiskt kontroversiellt 2012, men gör nu ett comeback. Metoderna för att säkerställa att stora mängder koldioxid säkerställs säkert genom dessa processer blir perfekt. Forskningsfinansiering, antingen offentlig eller privat, skulle påskynda denna utveckling och ge oss klimatåterställning förr.
Även om hav lagrar en enorm mängd kol, karbonater som kalksten lagras ännu mer. Koldioxid från luften eller från kraftverkets avgaser kan mineraliseras över marken och säljas. Gasen kan också pumpas under jord i basaltberg, som faktiskt omvandlar de farliga sakerna till fast kalksten (kalcitmineraler) på bara några månader. Climeworks, världens första kommersiella anläggning för Direct Air Capture (DAC), gör just denna typ av geologisk lagring - som företaget kallar en "permanent lösning".
Climeworks uppskattar kostnaden i skala till $ 100 per ton CO2; att ta bort en biljon ton koldioxid på detta sätt kan kosta 100 biljoner dollar under 30 år. Denna lösning är endast genomförbar om regeringar betalar för den. för att sätta det i perspektiv 2017 var globala militära utgifter 1,7 biljoner dollar.
Bortsett från fisk och skaldjur är den marknad som har mest potential att nå vårt CO2-avlägsnande mål stenar som används i byggandet. Med undantag för vatten är aggregat det mest transporterade materialet på jorden. Tänk på att vi globalt köper 50 miljarder ton aggregat varje år för användning i betong, asfalt, vägbas och byggnader över hela världen. Av detta är 70% kalksten, en sten som är nästan hälften av CO2 i vikt.
Därför är det syntetiskt att konvertera CO2 till kalksten ur ekonomisk synvinkel och görs nu. Om leverantörerna flyttade från stenbrott till syntetisk kalksten tillverkad av atmosfärisk koldioxid skulle vi kunna ta bort och sälja allt överskott av koldioxid från atmosfären år 2050.
Att öka detta före 2030 kan kräva 5 miljarder dollar i företagens investeringar, men fördelen är att den här lösningen stöder sig själv, vilket avskaffar behovet av statliga subventioner eller ytterligare skatter. (Ett företag som arbetar med detta är Blue Planet, där författaren är en investerare.) Kalkstenen skapas lokalt där den används, så den blir mer kostnadseffektiv än stenbrott genom att minska höga transportkostnader. Syntetisk kalksten är kostnadskonkurrenskraftig när stenbrottet ligger mer än 80 mil från användaren. I stora städer måste materialet ofta skickas från stenbrott hundratals mil bort. Blue Planet syntetiska kalksten användes nyligen vid byggandet av San Francisco International Airport Terminal 1-förlängning.
Ingen tid att förlora
Stiftelser, aktivister och beslutsfattare - inklusive de som introducerade Green New Deal och de som sponsrar lagstiftning för att främja teknik för avskiljning av koldioxid - förstår att avlägsnande av atmosfärisk koldioxid måste vara en del av lösningen för att hantera klimatförändringar. Det är ett bra första steg.
Nu är det dags att flytta nålen och sätta upp ett mål att få tillbaka CO2-nivåerna under 300 ppm fram till 2050. Att ta bort en biljon ton CO2 är en gigantisk uppgift, och det beräknas kosta 100 biljoner dollar om regeringar köper kolet, eller några hundra miljarder dollar om de görs klokt med användning av befintliga kommersiella marknader. Dessa nummer är nästan obegripliga, men det betyder inte att uppgiften är omöjlig. Vi har tekniken och vi har marknaderna för biprodukten. Nu behöver vi en grossistinsats från den privata sektorn för att skala båda. Låt oss börja arbeta.
Peter Fiekowsky är grundaren och presidenten av Healthy Climate Alliance, ett ideellt program för utbildning, nätverk och förespråkare från Foundation for Climate Restoration, med målet att återställa klimatet. HCA fungerar som en bro mellan allmänheten, beslutsfattare och tekniska och företagsexperter. Fiekowsky är också styrelseledamot i Zynergy Capital och en MIT-fysiker; han bidrog med denna artikel till Live Science Expertröster: Op-Ed & Insights.
De åsikter som uttrycks är författarens synpunkter och återspeglar inte nödvändigtvis förläggarens åsikter. Denna version av artikeln publicerades ursprungligen den Levande vetenskap.
