Het Scenic Hudson Soil Lab is een nogal bescheiden structuur. Zittend bovenop een hennepboerderij in de Hudson River Valley in New York, het lab is onopgesmukt, en niet groter dan een wegrestaurant. De onopvallendheid van de site, echter, logenstraft het belang van het onderzoek dat binnen plaatsvindt.

In de laatste paar jaren, het lab is de regionale hub geworden voor een snelgroeiende groep wetenschappers, boeren en ondernemers die hier samenkomen om bodemmonsters van lokale percelen te analyseren, het meten van deze monsters voor hun organische koolstofgehalte. Naarmate meer landeigenaren de mogelijkheid onderzoeken om koolstofcompensaties te genereren en te verkopen - de wettelijke akten die bevestigen dat één ton koolstofdioxide uit de atmosfeer is opgevangen, of niet in de eerste plaats wordt uitgestoten - het onderzoek dat in het laboratorium plaatsvindt, is cruciaal.

Boeren hebben, voor jaren, bekend over hun theoretische vermogen om koolstofemissies te compenseren door hun land te beheren op een manier die koolstofdioxide uit de atmosfeer vangt en opslaat in de bodem - een reeks praktijken die soms regeneratieve landbouw worden genoemd. Maar het meten van de koolstofopname in de bodem als gevolg van dergelijke praktijken is in de loop van de tijd moeilijk en genuanceerd gebleken, en boeren hebben deze praktijken over het algemeen vermeden, die meer arbeid vergen dan conventionele landbouw.

Maar dankzij een golf van nieuwe technologische ontwikkelingen, er is hoop dat de stimuleringsstructuur voor boeren kan veranderen, die gezamenlijk een belangrijke bijdrage kunnen leveren aan het terugdringen van de CO2-uitstoot. Volgens sommige schattingen als de 1,2 miljard hectare Amerikaanse landbouwgrond (meer dan de helft van de Amerikaanse landbasis) zou overgaan op regeneratieve landbouwpraktijken, het zou tot 20 procent van de koolstof kunnen vastleggen die nodig is om het doel van de Biden-regering te bereiken om de Amerikaanse koolstofemissies tegen 2050 volledig te compenseren.

specifiek, een aantal bedrijven test nieuwe technologieën voor beeldvorming op afstand die zouden kunnen helpen bij het stroomlijnen van de manier waarop boeren de hoeveelheid koolstof in hun bodem meten. Tot nu, de kosten en tijd die gepaard gaan met het meten van het koolstofgehalte in de bodem is een grote hindernis geweest voor boeren die hopen koolstofcompensatie op hun land te genereren. Als deze nieuwe technologieën effectief blijken, ze zouden de voortdurende inspanningen om de landbouwsector CO2-negatief te maken aanzienlijk kunnen versnellen.

Bodemkoolstof meten vanuit de lucht

De opkomst van deze technologieën komt op een geschikt moment voor boeren, WHO, theoretisch, zijn goed gepositioneerd om te profiteren van een groeiende vraag naar CO2-compensaties. Nu het publiek zich meer bewust is geworden van de risico's die gepaard gaan met een opwarmend klimaat, het heeft in toenemende mate druk uitgeoefend op vervuilers om meer te doen om hun uitstoot te verminderen. In feite, tijdens de COVID-19-pandemie, het aantal bedrijven dat belooft CO2-neutraal te worden, is verdubbeld. Maar momenteel, minder dan 2% van de transacties op vrijwillige koolstofmarkten - platforms waarmee geverifieerde koolstofcompensaties worden verhandeld - is afkomstig uit de landbouw.

"Offsets komen traditioneel van ofwel installaties voor hernieuwbare energie die de opwekking van koolwaterstoffen vervangen, industriële procesveranderingen die emissies verminderen of elimineren ten opzichte van een basislijn, of herbebossingsprojecten, " zegt Satyajit Bose, een professor aan de Columbia University die doceert op het snijvlak van duurzaamheid en financiën.

"Als nieuwe technologieën de (financiële) verificatielast voor boeren kunnen verminderen door schaalvoordelen te introduceren, zou het een veel efficiënter proces kunnen zijn, ’ vervolgt Bos.

Bedrijven die deze technologieën ontwikkelen, zetten vloot van drones in, vliegtuigen, en satellieten uitgerust met precisiebeeldcamera's. deze afbeeldingen, wanneer er wordt verwezen naar monsters van bodemkernen zoals die worden geanalyseerd in het Scenic Hudson Soil Lab, produceren enkele van de meest nauwkeurige modellen van bodemkoolstof die ooit zijn geregistreerd. De modellen, die afhankelijk zijn van geavanceerde algoritmen voor machine learning en kunstmatige intelligentie, helpen onderzoekers op afstand de koolstofniveaus in de bodem te volgen en te voorspellen.

"Het heet hyperspectrale beeldvorming, " legt Petra Sikorski uit, verwijzend naar de onderliggende beeldtechnologie die is, gedeeltelijk, het voeden van de opkomst van de "geospatiale analyse"-industrie. Sikorski is de directeur bedrijfsontwikkeling voor Cloud Agronomics, een in Boulder gevestigd bedrijf dat een van de weinige ag-tech startups is die helpt om deze ontluikende sector te pionieren.

Cruciaal, deze technologie vereist dat boeren slechts een enkele ronde vooraf bodemkernmonsters produceren - wat Sikorski 'grondwaarheidsgegevens' noemt - om modellen te bouwen om koolstof op afstand te volgen. Deze verschuiving betekent een grote verbetering ten opzichte van de status-quo, waar landeigenaren traditioneel een doorlopende reeks bodemmonsters moesten presenteren om de koolstofopname te meten en te verifiëren.

Op granulair niveau, De beeldvormingstechnologie van Cloud Agronomics stelt de onderzoekers in staat om aanzienlijk meer banden over het lichtspectrum te bekijken. Aangezien koolstof in de bodem unieke chemische eigenschappen heeft die bepaalde golflengten van licht weerkaatsen, Cloud Agronomics zal in staat zijn om een ​​vliegtuig met een hyperspectrale camera over een stuk grond te vliegen en te voorspellen hoeveel koolstof er in die grond zit.

Hoewel deze technologie onvolmaakt is omdat er nog steeds een aanzienlijke foutenmarge is in de metingen van de bodemkoolstof, het is, volgens Sikorski, een belangrijke verbetering ten opzichte van de bestaande geochemische modellen die zijn gemaakt op basis van luchtfoto's.

Het vermogen van hyperspectrale camera's om zo'n gedetailleerd inzicht te geven, is al jaren bekend, Sikorski gaat verder. "Maar (tot nu toe) is het niet met succes gecommercialiseerd voor de landbouw, en specifiek niet voor bodemkoolstof."

Voordelen voor boeren

Voor boeren wiens werk notoir riskant is, de potentiële inkomstenstroom die wordt gegenereerd door het produceren van koolstofcompensaties kan zowel een afdekking zijn in een wereld waar een veranderend klimaat traditionele landbouwpatronen verstoort, en een noodzakelijke aanvullende bron van inkomsten.

"Het zou echt een licentie kunnen zijn om geld te drukken, " zegt Ann Marie Gardner, een adviseur van de landeigenaren die het onderzoek sponsoren dat wordt gedaan bij Scenic Hudson Soil Lab. Gardner is vooral optimistisch over de vooruitzichten voor boeren als ze efficiënter toegang krijgen tot koolstofmarkten.

"We komen technologisch op een plek waar we koolstofgegevens van boerderijen kunnen volgen op een manier die voorheen niet echt mogelijk was, " vervolgt Gardner. "Als we kunnen aantonen dat we het potentieel hebben om koolstof op grote schaal vast te leggen in de bodem, het zal hopelijk een stimulans zijn voor het publiek om te investeren in de landbouwpraktijken die deze resultaten opleveren."

Het product van Cloud Agronomics trekt nu al boeren aan, wie zijn, in toenemende aantallen, verzoeken om te worden opgenomen in proefprogramma's die de beeldvormingstechnologie testen.

"Direct, de vraag van de klant overtreft onze verkoopcapaciteit, ", zegt Sikorski. "We zijn tegelijkertijd bezig met het commercialiseren en testen van deze technologie met enkele van de grootste bedrijven in de landbouw."

De noodzaak van een hogere prijs voor koolstof

Ondanks de groeiende belangstelling, er zijn nog steeds grote obstakels die platforms als Cloud Agronomics verhinderen om op te schalen. Veel experts zijn er niet van overtuigd dat investeren in het genereren van CO2-compensatie de moeite waard is voor boeren, zelfs nadat rekening is gehouden met een gereduceerde prijs om ze te verifiëren.

"Het kan een boer tussen de $ 250 en $ 400 per acre kosten om een ​​boerderij over te zetten naar regeneratief, en winstgevendheid en opbrengst drie jaar kunnen lijden, " zegt Sam Schiller, de oprichter van Carbon Yield, een bedrijf dat boeren adviseert over de vraag of en hoe ze hun landbeheerpraktijken moeten overzetten, zodat ze zich kunnen inschrijven op koolstofmarkten.

"Na de overgang bedrijfswinsten kunnen aanlokkelijk zijn, maar de meeste boerderijen hebben niet genoeg geld om die uitdagende overgang te dekken, en er zijn maar weinig economische en agronomische steunmaatregelen die zijn toegesneden op die acute behoefte, ", voegt Schiller toe.

In navolging van dit gevoel, Minister van Landbouw Thomas Vilsack gaf onlangs toe dat "de daadwerkelijke betalingen (die boeren ontvangen voor koolstofkredieten) niet per se significant zijn - hoe dan ook niet genoeg om het gedoe te compenseren dat verbonden is met de koolstofmarkt."

Aangezien de meeste koolstofkredieten worden verkocht in het bereik van $ 15 tot $ 20 per ton koolstof, de wiskunde voor boeren is duister. De meeste experts zijn het erover eens dat om meer boeren te verleiden hun land in te zetten voor koolstofvastleggingsprogramma's, er zullen hogere prijzen moeten komen voor compensaties op de markt.

"Voor de prijs waar koolstof nu voor gaat, het is geen goede investering om grondmonsters te nemen, " zegt Sally Flis, die is gepromoveerd in bodemkunde en namens Nutrien Ag Solutions boeren adviseert over duurzaamheidsstrategieën, een van de grootste agrarische toeleveringsbedrijven van het land. "In het bereik van $ 15-20 dollar (voor koolstofcompensaties), het is op zijn best een break-even-voorstel voor de meeste boeren."

Het afstemmen van de prijs van een CO2-compensatie op de financiële realiteit voor boeren is een van de belangrijkste initiatieven waaraan Gardner en haar partners in het Scenic Hudson Soil-lab werken. "Als je kijkt naar de literatuur over hoe koolstof op de markt wordt geprijsd, kredieten zouden dichter bij $ 100 moeten gaan, ’ legt Garner uit.

De Wereldbank is het daarmee eens. In haar meest recente rapport waarin economische prikkels en koolstofprijzen worden beoordeeld, het concludeerde dat een prijs tussen $ 50 en $ 100 per ton koolstof nodig zal zijn om de koolstof effectief te verminderen om in overeenstemming te zijn met de doelen die zijn vastgelegd in de overeenkomst van Parijs.

Gelukkig, dezelfde beeldvormingstechnologieën die boeren helpen om de koolstofniveaus in hun bodem te volgen, worden ook gebruikt om de koolstofemissies traceerbaarder en transparanter te maken voor het grote publiek. In de komende maanden, een team gecoördineerd door Al Gore hoopt de "Climate Trace Coalition, " die vrij toegankelijke gegevens zal verstrekken over een reeks vervuilende industrieën, van landbouw tot scheepvaart tot vervoer over land.

"Het zal de vervuilers echt onder druk gaan zetten om hun daden op te schonen, en misschien wenden tot koolstofmarkten, " voegt Garner toe, die de landbouwsector vertegenwoordigt als speciaal adviseur van de Climate Trace Coalition.

Wanneer mensen worden aangespoord of mensen bereid zullen zijn een hogere prijs te betalen voor CO2-compensatie, Gardner stelt dat het mogelijk is.

"Als we kijken naar de jongere generatie, een meer klimaatbewuste generatie, we denken dat ze bereid zullen zijn meer te betalen voor CO2-compensaties. En als je de prijs zo laag houdt als nu, mensen zullen gewoon blijven vervuilen, dus hoe is dat een effectieve oplossing als we daadwerkelijk proberen koolstofarm te worden?"

Maar ook als hij jonger is, meer klimaatbewuste bedrijven zijn bereid een hogere prijs te betalen, grotere bedrijven ertoe brengen dit te doen, zal lastig zijn. Grotere bedrijven die hun CO2-uitstoot willen compenseren, zijn begrijpelijkerwijs gevoelig voor de prijs van CO2-compensaties, aangezien ze er mogelijk elk jaar duizenden kopen om hun uitstoot in evenwicht te brengen.

De "missing link" volgens Flis, is dat er momenteel "een gebrek aan vertrouwen is van grotere bedrijven aan de koperszijde in wat we doen rond door de landbouw gegenereerde koolstofkredieten."

Gardner denkt dat het opbouwen van een dergelijk vertrouwen aan de koperskant meer gegevens vereist die de bijkomende voordelen van koolstofvastlegging definitief aantonen. Deze voordelen omvatten:gezondere en productievere bodems, verhoogde biodiversiteit, schoner water, en minder kwetsbaar voor natuurrampen.

"Je moet een verhaal vertellen als je een CO2-compensatie verkoopt, ", legt Gardner uit. "Als je de nevenvoordelen levendiger maakt, en u betaalt niet langer alleen voor vermindering van de CO2-uitstoot, dan kun je die hogere prijs gaan rekenen."

Een groeiend aantal bedrijven besteedt tijd aan het statistisch analyseren van deze nevenvoordelen. Een recent onderzoek van het Soil Health Institute, een non-profitorganisatie uit North Carolina, ontdekte dat van de 100 boerderijen in 10 staten die onlangs regeneratieve bodemgezondheidspraktijken hadden aangenomen, 85% verdiende hogere inkomsten, 67% had hogere opbrengsten, en 97% meldde een verhoogde weerstand tegen extreme weersomstandigheden.

"Er is een stapel voordelen verbonden aan het toevoegen van koolstof aan de bodem, vooral in vergelijking met andere vormen van koolstofcompensatie, " herhaalt Nick Reinke, de senior manager strategie en marktontwikkeling bij Truterra, een coöperatie die eigendom is van boeren en zich inzet voor het bevorderen van landbouwduurzaamheid. "Maar er is geen eenvoudige manier om die verschillende voordelen binnen een koolstofkrediet te verantwoorden."

"We hebben ongelooflijke openbaar beschikbare gegevens van de USDA, " vervolgt Reinke. "We doen ons best om deze datasets op nieuwe manieren te combineren met veldspecifieke managementgegevens om inzichten te leveren die bruikbaar zijn op de boerderij."

Ideaal, de nieuwe datastromen afkomstig van bedrijven zoals Climate Trace en Cloud Agronomics kunnen deze "gestapelde voordelen" verder aantonen door doorlopende datapunten te bieden die kunnen worden gebruikt om robuustere modellen te bouwen die volgen hoe koolstofvastlegging beide microtrends binnen een stuk land beïnvloedt, en macrotrends in grotere ecosystemen.

Ook al duurt het een paar jaar voordat deze informatie wordt weerspiegeld in prijssignalen op koolstofmarkten, het publieke debat over de nuances van koolstofbeprijzing wint aan kracht naarmate meer mensen het idee geloven dat het echt waardevol is om koolstof in de bodem vast te leggen, afgezien van het feit dat het niet langer in de atmosfeer is.

Bijvoorbeeld, lichte telefoon, een cellulair technologiebedrijf opgericht in 2015, heeft onlangs toegezegd $ 100 per ton te betalen voor zijn CO2-compensaties. Op haar website, een blurb die de beslissing van het bedrijf rechtvaardigt om de duurdere CO2-compensaties te kopen, luidt als volgt:

"Wanneer compensaties te goedkoop zijn, stimuleert het 'vervuilen-en-vergeten'-gedrag ... om de psychologie van consumptie daadwerkelijk aan te passen om rekening te houden met externe effecten, we moeten de last van deze externe effecten kunnen voelen. Voor $ 100 per ton, het compenseren van de Light Phone is niet onbetaalbaar, maar duur genoeg om je te laten nadenken over wat je koopt."

Nutsvoorzieningen, de taak is om meer bedrijven te overtuigen, door zowel wetenschap als economie, om zo te denken.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.