211service.com
Vi har fortfarande ingen aning om hur vi ska eliminera mer än en fjärdedel av energiutsläppen
David McNew | Getty
Klimatdiskussioner fokuserar vanligtvis på behovet av att ersätta fossilbränslekraftverk med teknologier som vindkraftverk och solpaneler.
Men a nytt papper i Vetenskap ger en skarp påminnelse om att det fortfarande finns stora delar av det globala energisystemet där vi helt enkelt inte har överkomliga sätt att stoppa utsläppen av växthusgaser.
Flygresor, långväga transporter och sjöfart, stål- och cementtillverkning och återstående delar av kraftsektorn står för 27 procent av de globala utsläppen från energi- och industrisektorerna. Och författarna säger att vi behöver mycket mer forskning, innovation och strategisk samordning för att rensa upp dessa källor.
Om vi verkligen är ambitiösa när det gäller att uppfylla våra klimatmål måste vi ta itu med dessa svåra sektorer nu, säger tidningens huvudförfattare, Steven Davis, en jordsystemsforskare vid University of California, Irvine. (De mer än 30 framstående medförfattarna inkluderar Sally Benson på Stanford, Ken Caldeira vid Carnegie Institution, Nathan Lewis från California Institute of Technology och Jessika Trancik och Yet-Ming Chiang vid MIT.)
Flyg, lastbilstransport och frakt
De sjunkande kostnaderna och förbättrade prestanda för litiumjonbatterier och vätebränsleceller har gjort det möjligt att börja städa upp stora delar av transportindustrin, inklusive bilar, lätta lastbilar och semibilar för kortdistansflyg.
~6 % av de globala koldioxidutsläppen
Bidrag från flyg samt långväga transporter och sjöfart.
Men batterier och bränsleceller är fortfarande för tunga och dyra för långväga transporter och frakt, liksom för de allra flesta flygresor. För dessa, drar författarna slutsatsen, kommer flytande bränslen sannolikt att förbli den föredragna energikällan, givet den mängd energi som kan packas i en given vikt och volym.
Forskarna kartlägger en rad olika lösningar, inklusive väte- eller ammoniakbränslen, avancerade biobränslen, syntetiska bränslen och solbränslen som produceras med vad som kallas konstgjorda löv (se Kapplöpet om att uppfinna det konstgjorda bladet). Men ingen av dessa kan genereras i närheten av så billigt som en vanlig gallon bensin eller diesel.
Forskarna konstaterar att detta område kan kräva särskild prioritet i forsknings- och utvecklingsinsatser. Sådan teknik skulle också kunna tillhandahålla en form av långsiktig energilagring för förnybara källor som sol och vind, vilket också utgör en avgörande saknad del i elsektorn.
Cement och stål
Att tillverka två av världens vanligaste byggnadsmaterial, stål och cement, genererar också mycket koldioxid. Kol används för att reducera järnmalm i processen att skapa stål, medan framställning av cement innebär nedbrytning av kalciumkarbonat med hjälp av hög värme, vilket också genererar utsläpp.
~9 % av de globala koldioxidutsläppen
Bidrag från cement- och stålproduktion.
I båda fallen kan denna förorening minskas genom att lägga till system som fångar upp kol innan det släpps ut från växterna, samt genom att helt övergå till olika metoder. Att städa upp cement kan till exempel kräva att man byter till nya material som faktiskt kan fånga upp och binda koldioxid (se Vad hände med grön betong? ).
Men här återigen är frågan kostnaden. Mycket av den globala produktionen av stål och cement förekommer i fattiga delar av världen, där det är särskilt svårt att hävda dyra uppgraderingar eller översyn av äldre anläggningar som normalt kan fungera i årtionden.
Lastföljande el
Förnybara energikällor som vind och sol ger en växande andel elektricitet, men den kritiska utmaningen har varit att elproduktionen sjunker när solen inte skiner och vinden inte blåser. Att driva ett pålitligt nät kräver därför att man stödjer sig på andra kraftverk som snabbt kan öka produktionen upp och ner för att möta efterfrågan, ett belastningsföljande jobb som i allt högre grad faller på kolsprutande naturgasanläggningar.
Författarna drar slutsatsen att för att ta itu med denna utmaning utan att lägga till utsläpp av växthusgaser kommer det att krävas bättre kolavskiljningssystem, mer flexibla kärnkraftverk, billigare former av storskalig energilagring och olika verktyg och incitament som kan uppmuntra invånare och företag att flytta sin elanvändning till tider. av toppproduktion.
~12 % av de globala koldioxidutsläppen
Bidrag från u201cload-followingu201d el
Noterbart undersökte tidningen endast de delar av energi- och industrisystemen där vi saknar överkomliga verktyg för att eliminera föroreningar av växthusgaser idag. Bland andra utmaningar måste världen också ta reda på sätt att avsevärt minska utsläppen från jordbruk och markanvändningsförändringar som avskogning. Och, naturligtvis, måste vi börja skala upp den teknik vi har tillgänglig för att städa upp elsektorn i en mycket snabbare takt (se I den här takten kommer det att ta nästan 400 år att omvandla energisystemet).