이산화탄소 제거

Carbon dioxide removal
이 기사는 대기 중의 이산화탄소를 제거하는 것에 관한 것이다.점 발생원에서 이산화탄소를 제거하는 기술은 탄소 포집 및 저장을 참조하십시오.
나무를 심는 것은 이산화탄소를 제거하는 수단이다.

음의 CO2 배출로도 알려진 이산화탄소 제거(CDR)는2 이산화탄소가 대기 중에 제거되어 장기간 [1][2][3]격리되는 과정이다.마찬가지로 온실 가스 제거(GGR) 또는 마이너스 온실 가스 배출은 자연 탄소 순환 또는 대기 화학 [4]과정을 통해 발생할 수 있는 제거와 더불어 고의적인 인간 활동에 의해 대기 중 온실 가스(GHG)를 제거하는 것이다.온실가스 배출 [5]제로 목표의 맥락에서 CDR은 완화 [6]전략의 새로운 요소로서 기후 정책에 점점 더 통합되고 있다.CDR 및 GGR 방법은 마이너스 배출 기술(NET)이라고도 하며 농업용 온실 가스 방출을 [7]방지하는 것보다 더 저렴할 수 있습니다.

CDR 방법에는 조림, 토양에서 탄소를 격리하는 농업 관행, 탄소 포집 및 저장 기능이 있는 바이오 에너지, 해양 수정, 강화된 풍화 및 [2][8][9]저장 기능과 결합 시 직접 공기 포집 등이 포함된다.특정 프로세스에 의해 순부정 배출이 달성되는지 여부를 평가하려면 프로세스의 포괄적인 라이프 사이클 분석을 수행해야 한다.

미국 국립과학원(NASEM)의 2019년 컨센서스 보고서에 따르면 안전하고 경제적으로 배치할 수 있는 규모의 기존 CDR 방법을 사용하면 연간 [7]최대 10기가톤의 이산화탄소를 제거하고 격리할 수 있다.이것은 온실 가스 배출량을 생산 속도의 약 5분의 1로 상쇄할 것이다.

2021년에 정부간 기후변화위원회(IPCC)는 2100년까지 지구 평균 온난화를 1.5°C 또는 2°C로 제한하는 배출 경로는 배출량 [10][11]감소와 함께 CDR 접근방식을 사용할 것으로 가정한다고 밝혔다.

정의들

의 시리즈의 일부
탄소 순환
Forms of organic matter.webp
지역별
이산화탄소
탄소의 형태
대사 경로
탄소호흡
카본펌프
탄소 격리
메탄
생물 지구 화학
다른.

기후변화에 관한 정부간 패널은 CDR을 다음과 같이 정의합니다.

대기 중 CO를 제거하여2 지질, 육상 또는 해양 저수지 또는 제품에 내구적으로 저장하는 인위적 활동.여기에는 생물학적 또는 지구화학적 흡수원과 직접 공기 포집 및 저장의 기존 및 잠재적 인공적 강화가 포함되지만, 인간 [1]활동에 의해 직접 유발되지 않는 자연2 CO 흡수는 제외된다.

미국에 본부를 둔 국립과학원, 공학원, 의학원은 유사한 [7]정의로 "음성 배출 기술"이라는 용어를 사용합니다.

대기 중 CO의 양을2 의도적으로 줄이는 개념은 종종 태양 방사선 관리와[contradictory] 함께 기후 공학의 한 형태로 잘못 분류되어 본질적으로 [7][need quotation to verify]위험하다고 가정한다.실제로 CDR은 기후변화의 근본 원인을 다루며 순배출량을 줄이고 대기 중 CO 수치2 [2][12]상승과 관련된 위험을 관리하기 위한 전략의 일부입니다.

유사한 용어를 사용한 개념

CDR은 가스 화력발전소와 같은 포인트 소스에서 이산화탄소를 수집하는 프로세스인 CCS(Carbon Capture and Storage)와 혼동될 수 있습니다. 이 프로세스에서는 가스 화력발전소는 굴뚝에서 CO를 농축된 흐름으로 배출합니다2.CO는2 압축되어 격리되거나 이용됩니다.[1]CCS는 가스 화력 발전소에서 탄소를 분리하는 데 사용될 때 포인트 소스를 계속 사용할 경우 배출량을 줄이지만 대기 중에 이미 존재하는 이산화탄소의 양은 줄이지는 않습니다.

기후변화 완화 가능성

CDR(이산화탄소 제거)의 필요성은 IPCC 책임자인 Dr.Dr.를 포함한 기후변화 문제와 관련된 다양한 개인 및 조직에 의해 공개적으로 표명되었다.이회성 UNFCCC 사무총장,[13] 크리스티아나 피게레스,[14] 월드워치연구소.[15]CDR에 초점을 맞춘 주요 프로그램을 가진 기관으로는 지구 연구소의 Lenfest Center for Sustainable Energy, Columbia [16]University 및 Carnegie-Mellon University의 공학 및 공공 정책부에서 운영하는 국제 협력 기관인 기후 의사결정 [17]센터가 있습니다.

CDR을 재생 에너지 배치와 같은 온실 가스 배출을 줄이기 위한 다른 노력과 병행하여 사용하는 것은 다른 노력을 [7]단독으로 사용하는 것보다 비용이 적게 들고 중단이 될 가능성이 높다.NASEM의 2019년 컨센서스 연구 보고서는 현재 기술을 사용하여 안전하고 경제적으로 배치할 수 있는 해양 비료를 제외한 모든 형태의 CDR의 가능성을 평가했으며,[7] 전 세계에 완전히 배치할 경우 연간 최대 10기가톤의 CO를2 제거할 수 있을 것으로 추정했다.이것은 인간 [7]활동에 의해 매년 배출되는2 50기가톤의 CO 중 5분의 1이다.기후 변화를 제한하는 방법에 대한 IPCC의 2018년 분석에서 1.5°C 이상의 온난화를 방지하는 모든 분석된 완화 경로는 CDR [18]조치를 포함했다.

일부 완화 경로에서는 한 기술의 대규모 배치를 통해 CDR의 더 높은 비율을 달성할 것을 제안하지만, 이러한 경로에서는 수억 헥타르의 경작지가 바이오 연료 [7]작물로 전환된다고 가정한다.직접적인 공기 포집, 이산화탄소의 지질학적 격리 및 탄소 광물화 분야에 대한 추가 연구는 잠재적으로 CDR의 높은 비율을 경제적으로 [7]실현 가능하게 만드는 기술적 발전을 가져올 수 있습니다.

IPCC의 2018년 보고서에 따르면 CDR의 대규모 배치에 의존하는 것은 CDR이 규모에 [18]따라 얼마나 빨리 배치될 수 있는지에 대한 불확실성을 고려할 때 1.5°C 미만의 온난화 목표를 달성하는 데 "주요 위험"이 될 것이다.CDR에 덜 의존하고 지속 가능한 에너지 사용에 더 많이 의존하는 기후 변화를 완화하기 위한 전략은 이러한 위험을 [18][19]덜 수반한다.향후 대규모 CDR 배치 가능성은 기후 [20][7]변화를 완화하기 위한 단기적인 노력의 감소로 이어질 수 있기 때문에 도덕적 해이로 설명되어 왔다.2019 NASEM 보고서는 다음과 같이 결론짓습니다.

NETs가 백스톱을 제공하기 때문에 완화 노력을 늦추자는 주장은 NETs의 현재 역량과 가능한 연구 [7]진행 속도를 크게 잘못 나타낸다.

방법들

조림·재림·임업 관리

다음 항목도 참조하십시오.삼림 벌채, 기후변화 및 산림 재생

국제자연보전연맹에 따르면:[21] "자연계의 손실과 열화를 막고 복원을 촉진하는 것은 과학자들이 2030년까지 필요하다고 말하는 총 기후 변화 완화에 기여할 수 있는 잠재력을 가지고 있다."

숲은 인간 사회, 동물, 식물 종에게 필수적이다.이것은 나무들이 공기를 깨끗하게 유지하고, 지역의 기후를 조절하고, 수많은 종들에게 서식지를 제공하기 때문입니다.나무와 식물은 광합성을 통해 이산화탄소를 다시 산소로 바꾼다.그들은 공기 중에서 탄소를 제거하고 저장하기 때문에 공기 중의 CO 수준을 조절하는2 데 중요합니다.그것들이 없다면, 대기는 빠르게 뜨거워지고 [22]기후를 불안정하게 만들 것이다.

건축에서의 목재 사용의 증가가 [23]고려되고 있다.

탄소 격리

이 섹션은 탄소 격리에서 발췌한 것입니다.[편집]

탄소 격리란 탄소 풀에 [24]: 2248 탄소를 저장하는 과정이다.이산화탄소는
2 생물학적,[25] 화학적, 물리적 과정을 통해 대기에서 자연적으로 포획된다.이러한 변화는 토지 이용의 변화와 농업 관행을 통해 가속화 될 수 있다. 예를 들어, 농작물을 재배하지 않는 급성장 [26]식물을 위한 토지로 전환하는 것이다.인공 과정 산업적으로 생산된 대규모의 인공 저장하고 가압류 등 유사한 effects,[25]를 생산하기 위해 고안되기에 이르렀다 CO2를 사용하여 지표면 아래의 염분을 포함한 대수층, 저수지들, 바닷물, 노화 유전, 또는 다른 탄소 싱크대, 생체 에너지와 같이 탄산 가스 포획과 저장, biochar, 향상된 풍화 작용, 직접 공기 captu스토리지와 [27]결합할 경우.

숲, 다시마 바닥, 그리고 다른 형태의 식물들은 그들이 자라면서 공기 중의 이산화탄소를 흡수하고 그것을 바이오매스로 결합시킨다.그러나 이러한 생물학적 저장소는 장기 격리를 보장할 수 없기 때문에 휘발성 탄소 흡수원으로 간주됩니다.예를 들어, 산불이나 질병, 경제적 압력과 변화하는 정치적 우선 순위와 같은 자연적 사건들은 고립된 탄소를 다시 [28]대기로 방출하는 결과를 초래할 수 있다.대기 중 제거된 이산화탄소는 지표면에 주입하거나 불용성 탄산염(미량 격리) 형태로 지구 지각에 저장될 수도 있다.이것은 그들이 대기에서 탄소를 제거하고 무기한으로 아마도 상당한 기간 동안 격리시키기 때문이다.

생물질문

주요 기사:생물질문

생물질문은 지속적이거나 강화된 생물학적 과정을 통해 대기 중 온실가스의 이산화탄소를 포획하고 저장하는 것이다.이러한 형태의 탄소 격리 현상은 산림 재생, 지속 가능한 산림 관리, 유전자 공학 같은 토지 이용 관행을 통해 광합성 속도를 높임으로써 발생합니다.Joanne Chory가 주도하는 SALK Harnessing Plants Initiative는 광합성 이니셔티브[29][30] 강화의 한 예입니다. 생물학적 과정을 통한 탄소 격리가 전지구 탄소 순환에 영향을 미칩니다.

농업 관행

다음 항목도 참조하십시오.농업에 의한 온실가스 배출
이 섹션은 탄소 농업에서 발췌한 것이다.[편집]
농경지 토양호흡 측정

탄소 농사는 대기 중 탄소를 토양과 농작물 뿌리, 나무, 잎으로 분리하는 것을 목적으로 하는 다양한 농업 방법의 이름이다.탄소 농사의 목적은 탄소가 토양과 식물 물질로 격리되는 속도를 증가시키고 대기 [31]중 탄소 순손실을 발생시키는 것이다.토양의 유기물 함량을 증가시키면 식물의 생육, 총 탄소 함량 증가, 토양 수분 유지[32] 능력 향상 및 비료 [33][34]사용을 줄일 수 있습니다.2016년 현재 탄소 농업의 변형은 전세계 약 50억 헥타르(1.2×10에이커10)의 [35][36]농경지 중 수억 헥타르에 달했다.농업 활동 외에도 산림 관리는 탄소 [37]농업에 사용되는 도구이기도 하다.탄소 농사의 관행은 종종 정부에 [38]의해 만들어진 정책을 통해 탄소를 격리하는 방법을 사용하고 통합하도록 동기를 부여받는 개별 토지 소유자들에 의해 행해진다.탄소 농법에는 일반적으로 비용이 들 것이다. 즉, 농부들과 토지 소유주들은 탄소 농법의 사용으로 이익을 얻을 수 있는 방법이 필요하고, 정부마다 다른 프로그램을 [38]갖게 될 것이다.

농업과 결합할 수 있는 토지 관리 기술로는 식림/복원, 혐기적으로 전환된 바이오매스에 의해 생산된 바이오카르의 매몰, 습지(습지,[39] 이탄지 등) 복원 등이 있다.

탄소 농업은 기후 스마트 농업의 한 구성요소이다.

습지 복원

이 섹션은 Blue carbon에서 발췌한 것입니다.[편집]
헥타르당 블루카본 생태계의 경제적 가치 추정치.UNEP/GRID-Arendal의 [40][41]2009년 데이터를 기반으로 합니다.
블루카본은 세계의 해양 및 해안 생태계에 의한 탄소 격리(지구 대기 중 이산화탄소의 제거)로, 주로 조류, 해초, 대조류, 맹그로브, 염습지 및 해안 습지의 다른 식물에 의해 이루어진다.이것은 식물의 성장과 토양에 유기물이 축적되고 매장됨으로써 발생합니다.바다는 지구의 70%를 차지하고 있기 때문에 해양 생태계 복원은 푸른 탄소 개발 잠재력이 가장 크다.연구는 진행 중이지만, 어떤 경우에는 이러한 생태계가 육지 숲보다 훨씬 더 많은 탄소를 제거하고 수천 년 동안 저장한다는 것이 밝혀졌습니다.

바이오 에너지(카본 포집 및 저장 기능 포함

이 섹션은 탄소 포집 및 저장을 포함한 바이오 에너지에서 발췌한 것이다.[편집]

BECCS(bio energy with carbon capture and storage)는 바이오매스에서 바이오 에너지를 추출하여 탄소를 포획 및 저장하여 대기 [42]중 제거하는 과정이다.바이오매스의 탄소는 바이오매스가 성장할 때 대기 중 배출되는 온실가스 이산화탄소(CO2)에서 나온다.바이오매스가 연소, 발효, 열분해 또는 기타 변환 방법을 통해 활용되기 때문에 에너지는 유용한 형태(전기, 열, 바이오 연료 등)로 추출된다.바이오매스의 탄소 중 일부는 CO 또는 바이오카로 변환되어2 각각 지질학적 격리 또는 토지 적용을 통해 저장될 수 있으며, 이는 이산화탄소 제거(CDR)와 BECCS를 음의 배출 기술(NET)[43]로 만듭니다.

정부간기후변화패널(IPCC)의 IPCC 제5차 평가보고서는 연간 [44]0~22기가토닌의 BECCS로부터의 잠재적 마이너스 배출 범위를 제시하고 있다.2019년 현재 전 세계 5개 시설에서 BECCS 기술을 적극적으로 사용하고 있으며 연간 약 150만 톤의 [45]CO를2 채취하고 있다.BECCS의 광범위한 전개는 [46][47]바이오매스의 비용과 가용성에 의해 제약을 받는다.

바이오차

주요 기사:바이오차

바이오카르는 바이오매스의 열분해로 생성되며 탄소분리방법으로 연구되고 있다.바이오차르는 농업용으로 사용되는 숯으로 탄소 격리, 탄소 포획 또는 보유에도 도움이 됩니다.이것은 열분해라고 불리는 과정을 사용하여 생성되는데, 이는 기본적으로 산소 농도가 낮은 환경에서 바이오매스를 고온으로 가열하는 행위입니다.남은 것은 숯과 비슷한 숯으로 알려진 물질이지만 지속 가능한 과정을 통해 만들어졌기 때문에 [48]바이오매스를 사용한다.바이오매스는 살아있는 유기체 또는 최근 살아있는 유기체에 의해 생성된 유기물이며, 가장 일반적으로 식물이나 식물 기반 [49]물질이다.영국 바이오차 리서치 센터에 의해 수행된 연구에 따르면, 보수적인 수준에서 바이오차는 연간 1기가톤의 탄소를 저장할 수 있다고 합니다.바이오카르의 마케팅과 수용에 더 많은 노력을 기울이면 바이오카르의 [50][better source needed]토양에 연간 5~9기가톤의 탄소를 저장할 수 있다.

강화된 풍화

주요 기사:강화된 풍화

강화된 풍화(Enhanced weathering)는 육상 또는 해양 기반 기술을 포함하는 이산화탄소를 제거하기 위한 화학적 접근법이다.육지 기반의 강화된 풍화 기술의 한 예는 규산염의 현장 탄산화이다.예를 들어,[51][52] 초산암은 수백 년에서 수천 년의 CO 배출량을 저장할2 수 있는 잠재력을 가지고 있다고 추정됩니다.해양 기반 기술은 해양 산성화와 CO2 [53]격리를 다루기 위해 올리빈, 석회암, 규산염 또는 수산화칼슘을 분쇄, 분산 및 용해하는 것과 같은 알칼리성 향상을 수반한다.강화된 풍화 가능성에 대한 연구 프로젝트의 한 예는 [54][55][56]아이슬란드의 CarbFix 프로젝트입니다.

다이렉트 에어

국제에너지기구(IEA)는 전 세계 직접 공기 포획 [57]능력의 증가를 보고했다.
이 섹션은 Direct Air Capture에서 발췌한 것입니다.[편집]
Flow diagram of direct air capture process using sodium hydroxide as the absorbent and including solvent regeneration.
수산화나트륨을 흡착제로 사용하고 용매 재생을 포함한 직접 공기 포집 공정 흐름도

직접 공기 포집(DAC)은 (시멘트 공장이나 바이오매스 발전소와 같은 포인트 소스로부터 포집하는 것이 아니라) 대기에서 직접 이산화탄소(CO2)를 포집하고 탄소 중립 연료와 풍력 가스의 격리 또는 이용 또는 생산을 위해 CO의2 농축된 흐름을 생성하는 프로세스입니다.이산화탄소 제거는 주변 공기가 화학 매체(일반적으로 수성[58] 알칼리성 용제 또는 [59]흡수제)와 접촉할 때 이루어집니다.이러한 화학 매체는 에너지(열)의 적용을 통해 CO를2 제거하므로 CO 흐름이2 탈수 및 압축되는 동시에 재사용을 위해 화학 매체를 재생성할 수 있습니다.

DAC는 1999년 Klaus S에 의해 제안되었다. Lackner는 아직 [60][61]개발 중입니다.유럽과 미국에서는 여러 상업용 공장이 계획 중이거나 가동 중이다.경제 애플리케이션 또는 정책 인센티브와 연결되면 대규모 DAC 도입이 가속화될 수 있습니다.

DAC는 기존의 포인트 선원 탄소 포집 및 저장(CCS)의 대안은 아니지만, 일부 로켓 [62]발사와 같은 분산 선원으로부터의 일부 배출물을 회수하는 데 사용될 수 있다.CO의 장기2 저장과 결합하면 DAC는 직접 공기 카본 포획 및 저장(DACCS 또는[63] DACS)으로 알려져 있습니다.DACCS는 이산화탄소 제거 메커니즘 역할을 할 수 있지만, 2022년 현재 이산화탄소 1톤당 비용이 탄소 가격의 몇 배이기 때문에 아직 수익을 내지 못하고 있다.

시멘트 중 규산마그네슘/산화물

시멘트의 탄산염 대체는 콘크리트 [23]: 64 라이프사이클 전체에 걸쳐 이산화탄소의 잠재적 흡수를 가능하게 한다.그러나 라이프 사이클의 양은 아직 완전히 [23]파악되지 않았습니다.

문제들

경제 문제

상세 정보:기후변화 완화 경제학 및 기후변화 경제학

CDR 비용은 채택된 기술의 성숙도와 자발적인 탄소 제거 시장의 경제성과 물리적 생산량에 따라 크게 다르다. 예를 들어 바이오매스의 열분해는 토양 재생 및 폐수 처리를 [64]포함한 다양한 상업적 응용 분야를 가진 바이오카르를 생산한다.2021년 DAC 비용은 톤당 250~600달러인데 비해 바이오차(biochar)는 100달러, 자연 기반 솔루션(예: 산림 재생 및 조림)[65][66]은 50달러 미만이다.바이오카르가 자연 기반 솔루션보다 탄소 제거 시장에서 더 높은 가격을 지시하는 것은 자연 기반 솔루션이 산불, 해충, 경제적 홍보와 관련된 보다 휘발성이 높은 스토리지 형태를 나타내는 반면, 탄소 제거 시장은 수백 년 또는 수천 년 동안 격리되어 있어 내구성이 더 높은 싱크대라는 사실을 반영한다.정치적 [67]우선순위의 변화와 본질입니다.옥스포드 순 제로 정렬 탄소 상쇄 원칙은 파리 협정에 부합하기 위해 다음과 같이 명시되어 있습니다. "...단체들은 탄소 제거 배타적 소싱의 관점에서 조달하는 탄소 제거 오프셋의 비율을 [68]금세기 중반까지 점진적으로 증가시키기로 약속해야 합니다.이러한 이니셔티브는 Puro Standard와 같은 공학적 탄소 제거를 위한 새로운 산업 표준의 개발과 함께 탄소 제거 [69]시장의 성장을 지원하는 데 도움이 될 것입니다.

숲은 탄소 [70]배출권을 생성하기 위해 사용될 수 있으며, 종종 산림 영역이나 산림 재생 이니셔티브를 보존하여 탄소 오프셋을 계산하기 위해 지리 공간 분석 시스템을 사용해야 한다.REDD+는 탄소 신용 이니셔티브의 한 예이다.개인 및 기업은 ACT4 등 검증된 판매점을 통해 탄소배출권을 구매할 수 있습니다.

2021년, 사업가 엘론 머스크는 최고의 탄소 포집 [71]기술에 대한 상금으로 1억 달러를 기부할 것이라고 발표했다.

2021년 기준 CDR은 EU 허용치 대상에서 제외되지만 유럽연합 집행위원회는 탄소 제거 인증을 준비하고 [72][73]차액에 대한 탄소 계약을 검토하고 있다.CDR은 향후 영국 배출권 [23]거래 체계에 추가될 수도 있다.2021년 말 현재 탄소 제거가 아닌 탄소 감축에 기초한 이러한 두 가지 탄소 가격 모두 100달러 [74][75]미만으로 유지되고 있다.

2022년 4월, Meta, Google, Shopify를 포함한 저명한 멤버들과 함께 Stripe가 이끄는 민간 부문 제휴는 탄소를 영구적으로 포획하고 저장할 수 있는 기업에 보상하기 위해 약 10억달러의 기금을 발표했습니다.Stripe의 선임 직원인 Nan Ransoff에 따르면, 새로운 펀드는 "2021년에 존재했던 탄소 제거 시장의 약 30배이다.하지만 [76]2050년까지 필요한 시장의 1,000배는 여전히 부족합니다."

기타 온실가스 제거

일부 연구자들은 메탄을 제거하는 방법을 제안했지만, 다른 연구원들은 아산화질소가 대기 [77]중 수명이 길기 때문에 더 나은 연구 대상이 될 것이라고 말한다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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원천

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외부 링크

  • 딥 다이브 by Carbon180.탄소 제거 솔루션에 대한 정보입니다.