Slimme verwijdering van kooldioxide biedt economische en milieuvoordelen
Vorige jaar heeft de aarde de 1,5 graden Celsius temperatuurstijging boven pre-industriële niveaus overschreden. Dit is een drempel waarbij de frequentie, intensiteit en lethaalheid van natuurbranden, droogtes, overstromingen en andere klimaateffecten naar verwachting zullen toenemen. Om de wereldwijde opwarming tot 1,5 C te beperken en dit scenario te vermijden, moeten de bijna 200 ondertekenende landen van de Overeenkomst van Parijs niet alleen hun broeikasgasemissies drastisch verlagen, maar ook maatregelen nemen om kooldioxide (CO2) uit de atmosfeer te verwijderen en duurzaam op of onder het aardoppervlak op te slaan.
Verschillende analyses van het potentieel voor klimaatmitigatie, de kosten, voordelen en nadelen van verschillende opties voor CO2-verwijdering (CDR) hebben zich voornamelijk gericht op drie strategieën: bio-energie met koolstofafvang en -opslag (BECCS), waarbij CO2-absorberend plantaardig materiaal wordt omgezet in brandstoffen of direct wordt verbrand om energie op te wekken, met een deel van de koolstofinhoud van de plant dat veilig en permanent wordt opgeslagen; herbebossing, waarbij CO2-absorberende bomen in grote aantallen worden geplant; en directe lucht-koolstofafvang en -opslag (DACCS), een technologie die CO2 rechtstreeks uit de omgevingslucht opvangt en scheidt, en dit in geologische reservoirs injecteert of verwerkt in duurzame producten.
Om een meer uitgebreide en uitvoerbare analyse van CDR te bieden, breidt een nieuwe studie van onderzoekers van het MIT Center for Sustainability Science and Strategy (CS3) de set opties uit met biochar (houtskool geproduceerd uit plantaardig materiaal en opgeslagen in de bodem) en verbeterde verwering (EW), waarbij fijn gemalen gesteente op land wordt verspreid om de opslag van CO2 in bodem en water te versnellen. De studie evalueert vervolgens portfolios van alle vijf opties – zowel in isolatie als in combinatie – om hun vermogen te beoordelen om het 1,5 C doel te bereiken en hun potentiële impact op land, energie en beleidskosten.
De studie is gepubliceerd in het tijdschrift Environmental Research Letters. Met behulp van hun mondiale multi-regio, multi-sector Economisch Projectie en Beleidsanalyse (EPPA) model, produceren de MIT CS3-onderzoekers drie belangrijke bevindingen.
Eerst, de meest kosteneffectieve en lage-impact strategie die beleidsmakers kunnen volgen om wereldwijde netto-uitstoot te bereiken – een essentiële stap om het 1,5 C doel te halen – is het diversifiëren van hun CDR-portfolio, in plaats van afhankelijk te zijn van één enkele optie. Deze aanpak minimaliseert het totale landbouw- en energieverbruik, en de negatieve impact zoals verhoogde voedselonzekerheid en verminderde energievoorzieningen.
Door te diversifiëren over meerdere CDR-opties, wordt de hoogste CDR-implementatie van ongeveer 31,5 gigaton CO2 per jaar bereikt in 2100, terwijl het ook de meest kosteneffectieve netto-nul strategie blijkt te zijn. De studie identificeert BECCS en biochar als de meest kosteneffectieve methoden voor het verwijderen van CO2 uit de atmosfeer, gevolgd door EW, terwijl DACCS als niet-concurrentieel wordt beschouwd vanwege hoge kapitaal- en energievereisten. Ondanks logistieke en andere uitdagingen, hebben biochar en EW het potentieel om de bodemkwaliteit en productiviteit op 45 procent van alle landbouwgronden tegen 2100 te verbeteren.
“Het diversifiëren van CDR-portfolios is de meest kosteneffectieve netto-nul strategie omdat het voorkomt dat men afhankelijk is van een enkele CDR-optie, waardoor negatieve impact op landbouw, bosbouw en andere landgebruik, evenals op de energiesector, wordt verminderd en herverdeeld,” zegt Solene Chiquier, hoofdauteur van de studie, die een CS3 postdoc was tijdens de voorbereiding ervan.
De tweede bevinding: Er is geen optimaal CDR-portfolio dat goed zal werken op wereldwijde en nationale niveaus. Het ideale CDR-portfolio voor een bepaalde regio zal afhangen van lokale technologische, economische en geofysische omstandigheden. Bijvoorbeeld, herbebossing zou van groot voordeel zijn in gebieden zoals Brazilië, Latijns-Amerika en Afrika, door niet alleen meer koolstof in beschermde bossen vast te leggen, maar ook de wereldgezondheid en het welzijn van de mens te helpen behouden.
“Bij het ontwerpen van een duurzaam, kosteneffectief CDR-portfolio is het belangrijk om rekening te houden met de regionale beschikbaarheid van landbouw-, energie- en koolstofopslagbronnen,” zegt Sergey Paltsev, adjunct-directeur van CS3, senior onderzoeker van het MIT Energy Initiative en co-auteur van de studie. “Onze studie benadrukt de noodzaak om kennis over lokale omstandigheden te vergroten die sommige CDR-opties boven andere bevoordelen.”
Ten slotte tonen de MIT CS3-onderzoekers aan dat het uitstellen van grootschalige implementatie van CDR-portfolios zeer kostbaar kan zijn, wat leidt tot aanzienlijk hogere koolstofprijzen wereldwijd – een ontwikkeling die de klimaatmitigatie-inspanningen kan ontmoedigen die nodig zijn om het 1,5 C doel te bereiken. Ze raden een snelle implementatie van beleid en financiële prikkels aan om deze inspanningen te versnellen.
