IIASA-onderzoekers en internationale collega's onderzochten het potentieel van het gebruik van fijngemalen gesteente om te helpen bij het verwijderen van CO2 uit de atmosfeer op weg naar het bereiken van netto-nul-emissies en het houden van de opwarming van de aarde onder 1,5 ° C.

Om de langetermijntemperatuurdoelstellingen van het Akkoord van Parijs te bereiken, het is absoluut noodzakelijk om koolstofdioxide (CO .) actief te verwijderen ₂ ) uit de atmosfeer en slaat het permanent op - waardoor zogenaamde negatieve emissies worden bereikt. Dit vormt een enorme uitdaging:hoe kunnen we op voldoende schaal en tempo negatieve emissies realiseren met technologieën die technisch betrouwbaar zijn, kostenefficiënt, duurzaam, en publiekelijk aanvaardbaar?

Er is een reeks verschillende technologieën voor negatieve emissie voorgesteld, waarvan de meest veelbelovende profiteren van het vermogen om ecosystemen te beheren voor een grotere koolstofvastlegging en gericht zijn op het versterken van het vermogen van, bijvoorbeeld, planten en bodem om meer koolstof uit de atmosfeer op te nemen dan het vrijgeeft.

In hun nieuwe artikel dat zojuist is gepubliceerd in Natuur Geowetenschappen , een internationaal onderzoeksteam onder leiding van het Laboratory for Climate and Environmental Sciences (LSCE) en met inbegrip van verschillende IIASA-onderzoekers onderzocht het gebruik van fijngemalen silicaatsteenpoeder.

Steenpoeder wordt al lang gebruikt om de fysieke eigenschappen van grond te verbeteren, zoals het vasthouden van water, afwatering, beluchting, en structuur, maar het is nog niet eerder toegepast voor CO ₂ verwijdering. De onderzoekers stellen dat de grootschalige toepassing van steenpoeder potentieel heeft als methode om koolstofverwijdering snel op te schalen, omdat het gemakkelijk kan worden ingezet in bestaande landsystemen. Het principe achter deze negatieve-emissietechnologie is het versterken van de natuurlijke reactie van CO ₂ met gesteenten en mineralen op het aardoppervlak als ze afbreken of oplossen door het natuurlijke proces van verwering. Het proces omvat het vermalen van silicaatmineralen tot een poeder en het verspreiden op het landoppervlak waar het reageert met CO ₂ en verwijdert het uit de atmosfeer - een proces dat bekend staat als de abiotische koolstofdioxideverwijderingsroute. Onder de potentiële kandidaten basalt valt op, omdat het niet alleen een overvloedige steenbron is die een hoge weersbestendigheid heeft, maar bevat ook plantenvoedingsstoffen die essentieel zijn voor een tweede biologische CO ₂ verwijdering pad, die nu voor het eerst is gekwantificeerd.

"In een breed scala van ecosystemen, de fixatie van CO ₂ tijdens fotosynthese door planten en de opslag ervan in biomassa en bodems wordt beperkt door een lage bodemvruchtbaarheid. Door voedselarme ecosystemen te besproeien met basaltpoeder, die bij verwering langzaam voedingsstoffen afgeeft, de nutriëntenbeperkingen zouden theoretisch kunnen worden opgeheven en de koolstofopslag in het ecosysteem kan worden bevorderd, " legt co-auteur en IIASA-onderzoeker uit, Sibel Eker.

De studie onderzocht specifiek deze eerder over het hoofd geziene biologische CO ₂ verwijdering traject. Terwijl eerdere beoordelingen zich voornamelijk richtten op vruchtbare landbouwgrond waar bestaande infrastructuur kan worden gebruikt voor de verspreiding van steenstof, het onderzoeksteam richtte zich op natuurlijke ecosystemen met verarmde bodems.

Om dit te doen, het team gebruikte een uitgebreid numeriek model van de biosfeer om de CO . te simuleren ₂ verwijderingscapaciteit van steenpoeder, rekening houdend met zowel de abiotische als de biotische paden. Ze vonden aanzienlijke CO ₂ verwijdering van maximaal 2,5 gigaton CO ₂ per jaar, waarvan ongeveer 50% te wijten was aan de reactie van de biosfeer op steenpoeder. De grootste CO ₂ verwijderingspercentages werden gevonden in regio's die voorheen ongeschikt werden geacht voor steenpoeder.

"Onze bevindingen maken de wereldwijde fysieke en economische CO ₂ verwijderingspotentieel van basalt aanzienlijk groter dan eerder gesuggereerd, " merkt studie co-auteur Michael Obersteiner op, een senior IIASA-onderzoeker en directeur van het Environmental Change Institute aan de Universiteit van Oxford.

Het team gebruikte verder informatie over de kosten van de productie van steenpoeder, vervoer, en toepassing. Uitgaande van het gebruik van vliegtuigen die zijn uitgerust om steenpoeder te spuiten, de kosten van CO ₂ verwijdering bleek matig te zijn - ongeveer US $ 150 per ton CO ₂ VERWIJDERD, wat lager is dan eerdere schattingen vanwege de extra sekwestratie via de biologische route.

De auteurs wijzen erop dat het behalen van voldoende hoge netto CO ₂ verwijdering vereist opschaling van basaltmijnen, het inzetten van systemen in afgelegen gebieden met een lage CO2-voetafdruk (zoals drones of luchtschepen), en het gebruik van energie uit koolstofarme bronnen. Op basis van de bevindingen, de onderzoekers stellen dat bodemaanpassing van basalt als een prominente optie moet worden beschouwd bij het beoordelen van opties voor mitigatie van landbeheer voor het verminderen van klimaatverandering, maar nog onbekende bijwerkingen, evenals beperkte gegevens over inzet op veldschaal, eerst moeten worden aangepakt.

"Pilotstudies moeten zich richten op aangetaste systemen en bebossingsprojecten om te testen op mogelijke negatieve bijwerkingen. Als steenpoeder de CO ₂ verwijdering in bestaande beheerde systemen, het zal helpen om de druk op natuurlijke ecosystemen elders te verminderen, " concludeert hoofdauteur van het onderzoek Daniel Goll, die gezamenlijk is verbonden aan de Universiteit van Augsburg in Duitsland en LSCE in Frankrijk.