De uitstoot van kooldioxide door menselijke activiteiten moet binnen enkele decennia tot nul naderen om ernstige schade door de gevolgen van klimaatverandering te voorkomen. Dit vereist creativiteit en innovatie, omdat sommige soorten industriële bronnen van koolstof in de atmosfeer geen betaalbare, emissievrije vervangingsmiddelen hebben, volgens een nieuwe krant in Wetenschap van een team van experts onder leiding van Steven Davis van de Universiteit van Californië, Irvine en Ken Caldeira van Carnegie.

Naast verwarming, koeling, verlichting, en het aandrijven van individuele voertuigen - onderwerpen die vaak de focus zijn van de discussie over emissies - er zijn andere belangrijke bijdragen aan atmosferische koolstof die veel uitdagender zijn om aan te pakken. Deze harde noten om te kraken zijn onder meer vliegreizen; lange afstand vracht per vrachtwagen, trein, of schip; en de vervaardiging van staal en cement.

"We wilden goed kijken naar de belemmeringen en kansen met betrekking tot de moeilijkst te decarboniseren diensten, ", aldus hoofdauteur Davis.

De barrières die ze analyseerden omvatten:

• De verwachte toename van de vraag naar vliegreizen en vrachtvervoer, sectoren die nu al ongeveer 6 procent van de wereldwijde uitstoot bijdragen.
• De vervaardiging van cement en staal, die jaarlijks 1,3 en 1,7 miljard ton kooldioxide-emissies in de atmosfeer uitstoten en naar verwachting ook zullen groeien naarmate de vraag naar infrastructuur toeneemt, vooral in de derde wereld.
• De noodzaak om elektriciteit op te wekken en te transporteren met een betrouwbaarheid van bijna 100 procent, ondanks variabiliteit in hernieuwbare energiebronnen zoals wind en zon.

"Alles bij elkaar genomen zijn deze 'taaie' bronnen verantwoordelijk voor een aanzienlijk deel van de wereldwijde uitstoot, " zei Caldeira. "Om ze effectief aan te pakken, we zullen nieuwe processen en systemen moeten ontwikkelen. Dit vereist zowel de ontwikkeling van nieuwe technologieën als coördinatie en integratie tussen sectoren."

Mogelijkheden die het team heeft geanalyseerd, zijn onder meer:maar zijn niet beperkt tot, de synthese van energierijke brandstoffen op basis van waterstof of ammoniak voor de luchtvaart en de scheepvaart, nieuwe oventechnologieën bij de vervaardiging van beton en staal, en instrumenten om koolwaterstofemissies af te vangen en veilig op te slaan.

Maar de kosten van het implementeren en opschalen van deze technologieën om het transport te herzien, bouw, en energieopslagindustrieën zullen hindernissen vormen, waarschuwen ze. Plus, het zal nodig zijn om de traagheid van bestaande systemen en beleid te overwinnen om iets nieuws en beters te creëren.

"We hebben geen glazen bol om te voorspellen welke technologieën er over een eeuw zullen bestaan, "Vervolgde Caldeira. "Maar we weten dat mensen gebouwen willen, vervoer, en andere energiediensten en we kunnen proberen ons energiesysteem zo te ontwerpen dat het kan profiteren van nieuwe uitvindingen als ze zich voordoen."