Выбросы углекислого газа в результате деятельности человека должны приблизиться к нулю в течение нескольких десятилетий, чтобы избежать серьезного ущерба от последствий изменения климата. Это потребует творчества и инноваций, поскольку некоторым типам промышленных источников атмосферного углерода не хватает доступных заменителей без выбросов, согласно новой статье в журнале Science группы экспертов под руководством Стивена Дэвиса из Калифорнийского университета в Ирвине и Кена Калдейра из Карнеги.
В дополнение к нагреву, охлаждению, освещению и питанию отдельных транспортных средств - темам, которые часто находятся в центре внимания обсуждения выбросов - есть и другие основные факторы, влияющие на атмосферный углерод, с которыми гораздо сложнее справиться. Эти крепкие орешки включают авиаперелеты; междугородние перевозки грузовым автомобилем, поездом или кораблем; и производство стали и цемента.
«Мы хотели внимательно изучить барьеры и возможности, связанные с услугами, которые труднее всего обезуглероживать», - сказал ведущий автор Дэвис.
Барьеры, которые они проанализировали, включали:
- Ожидаемый рост спроса на авиаперевозки и грузовые перевозки, секторы, на которые уже приходится около 6 процентов глобальных выбросов.
- Производство цемента и стали, которое ежегодно выбрасывает в атмосферу 1,3 и 1,7 миллиарда тонн углекислого газа и, как ожидается, будет расти по мере увеличения требований к инфраструктуре, особенно в развивающихся странах.
- Необходимость производства и передачи электроэнергии с почти 100-процентной надежностью, несмотря на разнообразие возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнечная энергия.
«Вместе эти «крепкие орешки» составляют значительную часть глобальных выбросов», - сказал Калдейра. «Чтобы эффективно решать их, нам потребуется разработать новые процессы и системы. Это потребует как разработки новых технологий, так и координации и интеграции между отраслями».
Возможности, которые проанализировала команда, включают, помимо прочего, синтез энергоемкого топлива на основе водорода или аммиака для авиации и судоходства, новые технологии печей в производстве бетона и стали, а также инструменты для захвата и безопасно хранить выбросы углеводородов.
Но затраты на внедрение и масштабирование этих технологий для капитального ремонта транспортных, строительных и энергосберегающих отраслей будут представлять собой препятствия, предупреждают они. Плюс нужно будет преодолеть инерцию существующих систем и политик, чтобы создать что-то новое и лучшее.
«У нас нет хрустального шара, чтобы предвидеть, какие технологии будут существовать через столетие», - продолжил Калдейра. «Но мы знаем, что людям понадобятся здания, транспорт и другие энергетические услуги, и мы можем попытаться спроектировать нашу энергетическую систему так, чтобы она могла использовать преимущества новых изобретений по мере их появления».