Klimaatverandering onder controle krijgen is een formidabele, veelzijdige uitdaging. Analyse door mijn collega's en mij suggereert dat om binnen veilige opwarmingsniveaus te blijven nu koolstofdioxide uit de atmosfeer moet worden verwijderd, evenals het verminderen van de uitstoot van broeikasgassen.

De technologie om dit te doen staat nog in de kinderschoenen en zal jaren duren, zelfs decennia, ontwikkelen, maar onze analyse suggereert dat dit een prioriteit moet zijn. Indien geduwd, tegen 2050 moeten operationele grootschalige systemen beschikbaar zijn.

We hebben een eenvoudig klimaatmodel gemaakt en gekeken naar de implicaties van verschillende koolstofniveaus in de oceaan en de atmosfeer. Hiermee kunnen we prognoses maken over de opwarming van de aarde, en kijken wat we moeten doen om de opwarming van de aarde te beperken tot 1,5 van de pre-industriële temperaturen - een van de ambities van het klimaatakkoord van Parijs uit 2015.

Om het probleem in perspectief te plaatsen, hier zijn enkele van de belangrijkste nummers.

De mens heeft er 1 uitgestoten 540 miljard ton kooldioxidegas sinds de industriële revolutie. Met andere woorden, dat komt overeen met het verbranden van genoeg steenkool om een ​​vierkante toren van 22 meter breed te vormen die reikt van de aarde tot de maan.

De helft van deze emissies is in de atmosfeer gebleven, veroorzaakt een stijging van de CO₂-niveaus die minstens 10 keer sneller is dan enige bekende natuurlijke toename tijdens de lange geschiedenis van de aarde. Het grootste deel van de andere helft is opgelost in de oceaan, veroorzaakt verzuring met zijn eigen nadelige gevolgen.

Hoewel de natuur CO₂ verwijdert, bijvoorbeeld door groei en begraving van planten en algen, we stoten het minstens 100 keer sneller uit dan het wordt geëlimineerd. We kunnen niet vertrouwen op natuurlijke mechanismen om dit probleem aan te pakken:mensen zullen ook moeten helpen.

Wat is het doel?

Het klimaatakkoord van Parijs heeft tot doel de opwarming van de aarde te beperken tot ruim onder de 2℃, en idealiter niet hoger dan 1,5℃. (Anderen zeggen dat 1℃ is waar we echt naar moeten streven, hoewel de wereld deze mijlpaal al bereikt en overschrijdt.)

In ons onderzoek, we beschouwden 1℃ als een betere veilige opwarmingslimiet omdat meer ons naar het grondgebied van de Eemien-periode zou brengen, 125, 000 jaar geleden. Om natuurlijke redenen, tijdens dit tijdperk werd de aarde iets meer dan 1℃ opgewarmd. Terugkijken, we kunnen de catastrofale gevolgen zien van de wereldwijde temperaturen die gedurende een langere periode zo hoog blijven.

De zeespiegel was tijdens de Eemien-periode tot 10 meter hoger dan de huidige niveaus. Vandaag, de zone binnen 10 meter van de zeespiegel is de thuisbasis van 10% van de wereldbevolking, en zelfs een zeespiegelstijging van 2 meter zou vandaag bijna 200 miljoen mensen verdrijven.

Duidelijk, duwen naar een Eemien-achtig klimaat is niet veilig. In feite, 2016 was 1,2℃ warmer dan het pre-industriële gemiddelde, en extra opwarming opgesloten dankzij warmteopslag in de oceanen, misschien hebben we de gemiddelde drempel van 1℃ al overschreden. Om de opwarming onder de 1,5℃-doelstelling van het akkoord van Parijs te houden, het is van vitaal belang dat we CO₂ uit de atmosfeer verwijderen en de hoeveelheid die we erin stoppen beperken.

Dus hoeveel CO₂ moeten we verwijderen om wereldwijde rampen te voorkomen?

Ben je een pessimist of een optimist?

Momenteel, de netto-uitstoot van de mensheid bedraagt ​​ongeveer 37 gigaton CO₂ per jaar, wat neerkomt op 10 gigaton verbrande koolstof (een gigaton is een miljard ton). Dit moeten we drastisch verminderen. Maar zelfs met sterke emissiereducties, er zal genoeg koolstof in de atmosfeer achterblijven om een ​​onveilige opwarming te veroorzaken.

Met behulp van deze feiten, we hebben twee ruwe scenario's voor de toekomst geïdentificeerd.

Het eerste scenario is pessimistisch. De CO₂-uitstoot blijft stabiel na 2020. Om de opwarming binnen veilige grenzen te houden, dan moeten we bijna 700 gigaton koolstof uit de atmosfeer en de oceaan verwijderen, die vrijelijk CO₂ uitwisselen. Beginnen, herbebossing en verbeterd landgebruik kunnen tot 100 gigaton in bomen en bodems opsluiten. Hierdoor blijft er tegen 2100 nog eens 600 gigaton over om via technologische middelen te winnen.

Technologische winning kost momenteel minimaal US$ 150 per ton. Voor deze prijs, de rest van de eeuw, de kosten zouden oplopen tot US $ 90 biljoen. Dit is qua omvang vergelijkbaar met de huidige wereldwijde militaire uitgaven, wat – als het stabiel blijft op ongeveer 1,6 biljoen dollar per jaar – in dezelfde periode zal oplopen tot ongeveer 132 biljoen dollar.

Het tweede scenario is optimistisch. Het gaat ervan uit dat we vanaf 2020 de uitstoot jaarlijks met 6% verminderen. We moeten dan nog zo'n 150 gigaton koolstof verwijderen.

Zoals eerder, herbebossing en verbeterd landgebruik kunnen goed zijn voor 100 gigaton, waardoor er in 2100 50 gigaton technologisch gewonnen moet worden. De kosten daarvoor zouden tegen 2100 US$ 7,5 biljoen bedragen – slechts 6% van de wereldwijde militaire uitgaven.

Natuurlijk, deze cijfers zijn een ruwe richtlijn. Maar ze illustreren wel het kruispunt waarop we ons bevinden.

De klus die gedaan moet worden

Juist nu is het tijd om te kiezen:zonder actie, binnen tien jaar zitten we vast in het pessimistische scenario. Niets kan het rechtvaardigen om toekomstige generaties met deze enorme kosten te belasten.

Voor succes in beide scenario's, we moeten meer doen dan nieuwe technologie ontwikkelen. We hebben ook nieuwe internationale juridische, beleid, en ethische kaders om het wijdverbreide gebruik aan te pakken, inclusief de onvermijdelijke milieueffecten.

Het vrijgeven van grote hoeveelheden ijzer- of mineraalstof in de oceanen kan CO₂ verwijderen door de chemie en ecologie van het milieu te veranderen. Maar daarvoor is herziening nodig van de internationale juridische structuren die dergelijke activiteiten momenteel verbieden.

evenzo, bepaalde mineralen kunnen helpen bij het verwijderen van CO₂ door de verwering van rotsen te verhogen en de bodem te verrijken. Maar grootschalige mijnbouw voor dergelijke mineralen zal gevolgen hebben voor landschappen en gemeenschappen, die ook wettelijke en regelgevende herzieningen vereist.

En tenslotte, directe CO₂-afvang uit de lucht is afhankelijk van installaties op industriële schaal, met hun eigen ecologische en sociale gevolgen.

Zonder nieuwe wettelijke beleid, en ethische kaders, geen significante vooruitgang mogelijk zal zijn, hoe groot de technologische ontwikkelingen ook zijn. Progressieve landen kunnen vooruitgang boeken in de richting van het leveren van het gecombineerde pakket.

De kosten hiervan zijn hoog. Maar landen die het voortouw nemen, staan ​​voor technologie, banen, energie onafhankelijkheid, betere gezondheid, en internationale gravitas.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.