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美国国家海洋和大气管理局发布二氧化碳去除研究战略
原文题名Strategy for NOAA Carbon Dioxide Removal Research: A White Paper Documenting a Potential NOAA CDR Science Strategy as an Element of NOAA’s Climate Interventions Portfolio
美国国家海洋和大气管理局(NOAA)
译者裴惠娟
发表日期2023-06-05
原文网址https://sciencecouncil.noaa.gov/wp-content/uploads/2023/06/mCDR-glossy-final.pdf
正文

6月5日,美国国家海洋和大气管理局(NOAA)发布《NOAA二氧化碳去除研究战略:证实NOAA将潜在的二氧化碳去除科学战略作为气候干预组合要素的白皮书》(Strategy for NOAA Carbon Dioxide Removal Research: A White Paper Documenting a Potential NOAA CDR Science Strategy as an Element of NOAA’s Climate Interventions Portfolio),比较分析了11种二氧化碳去除(CDR)技术的相对优劣势,概述了NOAA在研究CDR的可行性与潜在影响方面的作用,提出了NOAA的CDR研究战略。

1 二氧化碳去除技术的比较分析

CDR等负排放技术仍处于发展早期阶段,但围绕这些技术的研究正在迅速增长。报告分析比较了11种CDR技术的成熟度、成本、减排潜力、减排规模和NOAA的研究基础,涉及的技术包括海洋碱度增强、滨海蓝碳、生态系统恢复、大型藻类养殖、直接空气捕集、直接海洋去除、海洋施肥、生物能源碳捕集与封存、造林和再造林、人工上升流/下降流和土壤碳(表1)。

NOAA依据其处理、核查、测量或改进这些技术的能力将这11种技术分为了三类。具体包括:第一类是NOAA具有很高技术成熟度、潜力和规模的技术,包括海洋碱度增强、滨海蓝碳、生态系统恢复和大型藻类养殖;第二类是NOAA具有较高的技术成熟度和技术规模,包括直接空气捕集和直接海洋去除两项技术;第三类技术包括海洋施肥、生物能源碳捕集与封存、造林和再造林、人工上升流/下降流和土壤碳,NOAA的技术成熟度、技术潜力和技术规模相对较低。

2 NOAA在CDR研究中的作用及未来研究战略

NOAA因其在地球系统科学与环境管理方面的领导地位而享誉全球。NOAA现有的任务已经涵盖了对地球碳循环与气候系统的研究和监测。因此,研究CDR技术如何改变气候系统已经是NOAA职权范围的一部分。联邦多个机构和私营部门已与NOAA接洽,希望能为CDR研究提供专业知识。此外,NOAA在环境管理与社区韧性方面是国际公认的领导者。NOAA现有的与新的资产,如长期观测、模型、生态系统评估和空间规划工具,可以为循证决策提供信息。NOAA可以通过以下方式,将现有的任务、计划与活动进一步拓展到CDR研究领域:①NOAA的全球及沿海的观测网络与数据同化能力可以监测和核查CDR设施的实际减排量;②NOAA的地球系统与区域海洋建模能力可用于评估基于陆地与海洋的CDR部署的规模并为其提供信息;③NOAA的生态系统研究非常适合研究基于大气与海洋的CDR部署对生态系统的潜在影响;④NOAA的决策支持与海洋规划基础设施,将有助于创建基本的数据与数据产品基础设施,以解决使用、选址、管理与保护方面的挑战。

报告设计了一个NOAA未来开展CDR研究的“三阶段科学战略”,并提出了各阶段工作的要点。从各类技术并行研究(第一阶段)开始,之后可以加速向示范项目(第二阶段)发展,并最终扩展为成熟的技术研究和监测(第三阶段),以跟踪CDR行业规模、效率、效能和环境影响。NOAA的CDR研究战略如下:

(1)第一阶段:平行研究。NOAA的主要工作是评估非NOAA实体提出的CDR技术的效率、有效性和环境影响,这需要NOAA借鉴其在碳观测、环境监测、建模、技术开发和海洋空间规划等领域的经验,并开发大量其他评价工具。①创建现有的、计划的和潜在的CDR活动清单;②规划和协调跨CDR技术的研究;③寻求早期利益相关者的参与;④开展实验室研究,评估多种CDR技术的关键反应和过程;⑤通过扩展固定网络和部署移动观测平台套件,设计与发展地方至区域尺度的海洋与空气碳观测,为评估各种CDR工作的影响建立基线;⑥开发可以模拟CDR技术的建模包;⑦启动早期规模研究,以帮助确定未来的技术需求并启动技术开发;⑧启动海洋空间规划与治理研究,包括开发必要的许可基础设施和机制,以便在第一阶段的早期研究、第二阶段的现场试验和第三阶段的部署中进行拟议的研究和现场研究。

(2)第二阶段:综合实地试验和风险评估。第二阶段研究主要开展环境监测,评估CDR技术在更大规模上使用的环境影响和风险。①继续与利益相关方接触,以确定与评估各种方法的关注点、潜力和可能性;②综合研究结果,并通过透明的数据和知识共享进行传播,包括评估与比较监测方法和改善二氧化碳吸收模型;③针对生态系统影响进行目标、设计和实施过程研究,并为评估有效性提供信息;④参与大型、受控制的示范项目,并酌情获得监管实体的适用许可,进行规模互补的海洋与大气碳观测;⑤评估各种方法相关的风险;⑥提供、比较和对比各种方法的成本效益分析结果。

(3)第三阶段:成熟的CDR技术研究和监测。千兆吨级CDR可能会扰乱全球碳系统,NOAA应做好测量和监测这些变化的准备,以确保CDR项目在全球范围内有效地封存大气中的碳。第一阶段和第二阶段开发的测量、监测、建模和管理技术可以在这一阶段开展应用。①持续调动利益相关者参与;②明确公私合作伙伴关系,对CDR行业进行监测;③扩展全球观测与建模系统,以促进CDR的验证和确认,并分析附加性、持久性和泄漏性;④开发最佳实践文件和方法。

NOAA当日宣布了一个2400万美元的项目用于海洋二氧化碳去除(mCDR)的研究,通过模拟和测量海洋碱度增强对减缓海洋酸化和去除大气二氧化碳的有效性,以支持潜在的规模化负碳海洋产业的发展。该项目得到了NOAA海洋酸化项目、Climate Works基金会和美国能源部的支持。

文献类型快报文章
条目标识符http://gcip.llas.ac.cn/handle/2XKMVOVA/275673
推荐引用方式
GB/T 7714
美国国家海洋和大气管理局(NOAA). 美国国家海洋和大气管理局发布二氧化碳去除研究战略. 2023.
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