碎石如何帮助捕获二氧化碳

IIASA 研究人员和国际同事探索了使用精细研磨的岩石来帮助从大气中去除二氧化碳以实现净零排放并将全球变暖控制在 1.5°C 以下的潜力。

为了实现《巴黎协定》的长期温度目标，必须积极从大气中去除二氧化碳(CO 2 ) 并将其永久储存——从而实现所谓的负排放。这提出了一个巨大的挑战：我们如何使用技术可靠、成本效益高、可持续且公众可接受的技术以足够的规模和速度实现负排放?

已经提出了一套不同的负排放技术，其中最有前途的技术利用管理生态系统的能力来增加碳固存，旨在增强植物和土壤从大气中吸收比碳更多的碳的能力。它释放。

在刚刚发表在《自然地球科学》上的新文章中，由气候与环境科学实验室 (LSCE) 领导的国际研究小组包括几名 IIASA 研究人员，探索了细磨硅酸盐岩粉的使用。

长期以来，岩粉一直被用于改善土壤的物理性质，如保水、排水、通气和结构，但之前还没有用于去除CO 2。研究人员认为，岩粉的大规模应用具有作为一种快速提升碳去除方法的潜力，因为它可以很容易地在现有的陆地系统中共同部署。这种负排放技术背后的原理是增强 CO 2与地球表面岩石和矿物的自然反应，因为它们通过自然风化过程分解或溶解。该过程包括将硅酸盐矿物研磨成粉末，然后将其撒在地表上与 CO 2 发生反应并将其从大气中去除——这一过程被称为非生物二氧化碳去除途径。在潜在的候选者中，玄武岩脱颖而出，因为它不仅是一种具有高耐候性的丰富岩石资源，而且还包含对第二条生物 CO 2去除途径至关重要的植物养分，现已首次被量化.

“在广泛的生态系统中，植物光合作用期间CO 2的固定及其在生物量和土壤中的储存受到土壤肥力低的限制。通过用玄武岩粉喷洒营养不足的生态系统，玄武岩粉在风化过程中缓慢释放养分，养分限制理论上可以解除并促进生态系统碳储存，”合著者和 IIASA 研究员 Sibel Eker 解释说。

该研究专门探讨了这种以前被忽视的生物 CO 2去除途径。虽然之前的评估主要集中在肥沃的农田上，在这些土地上可以利用现有的基础设施来传播岩尘，但研究团队专注于土壤贫瘠的自然生态系统。

为此，该团队使用了生物圈的综合数值模型来模拟岩粉的 CO 2去除能力，同时考虑了非生物和生物途径。他们发现大量CO 2去除率高达2.5十亿吨CO的2每年，其中约50%是由于生物圈响应于岩石粉末。在以前被认为不适合岩粉的地区发现了最大的 CO 2去除率。

“我们的研究结果表明，玄武岩的全球物理和经济 CO 2去除潜力比以前建议的要大得多，”研究合著者、IIASA 高级研究员兼牛津大学环境变化研究所所长 Michael Obersteiner 指出。

该团队进一步使用了有关岩粉生产、运输和应用成本的信息。假设使用配备喷洒岩粉的飞机，发现去除CO 2的成本适中——去除每吨 CO 2约 150 美元，由于通过生物途径进行了额外的封存，这低于早先的估计。

作者指出，要实现足够高的净 CO 2去除率，需要扩大玄武岩开采规模，在碳足迹较低的偏远地区部署系统(如无人机或飞艇)，并使用低碳能源。根据研究结果，研究人员认为，在评估缓解气候变化的土地管理缓解方案时，玄武岩土壤改良剂应被视为一个突出的选择，但尚不清楚的副作用以及现场规模部署的有限数据需要首先解决。

“试点研究应侧重于退化系统和植树造林项目，以测试潜在的负面影响。如果岩粉可以提高现有管理系统中的 CO 2去除率，它将有助于减轻其他地方自然生态系统的压力，”研究主要作者 Daniel 总结道。 Goll 与德国奥格斯堡大学和法国 LSCE 合。

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