náhled|Sázení stromů je přírodní způsob, jak dočasně odstranit oxid uhličitý z atmosféry. Odstraňování oxidu uhličitého (anglicky – CDR), známé také jako odstraňování uhlíku, odstraňování skleníkových plynů (anglicky – GGR) nebo negativní emise, je proces, při kterém je oxid uhličitý (CO2) záměrnou lidskou činností odstraňován z atmosféry a trvale ukládán do geologických, suchozemských nebo oceánských zásobníků nebo do produktů. V souvislosti s cíli nulových čistých emisí skleníkových plynů se snižování emisí uhlíku stále více začleňuje do politiky v oblasti klimatu jako součást strategií zmírňování změny klimatu. Dosažení nulových čistých emisí bude vyžadovat jak hluboké snížení emisí, tak využívání snižování emisí uhlíku. CDR může vyvážit emise, které je technicky obtížné eliminovat, jako jsou některé zemědělské a průmyslové emise
Mezi metody odstraňování oxidu uhličitého patří zalesňování, obnova lesů, zemědělské postupy, které zachycují uhlík v půdě (uhlíkové zemědělství), obnova mokřadů a přístupy založené na modrém uhlíku, bioenergie se zachycováním a ukládáním uhlíku (anglicky – BECCS), hnojení oceánů, zvyšování alkalinity oceánů a přímé zachycování uhlíku v ovzduší v kombinaci s ukládáním. Pro posouzení, zda je u konkrétního procesu dosaženo záporných emisí, je třeba provést komplexní analýzu životního cyklu procesu.
Odhaduje se, že od roku 2023 by odstraňování oxidu uhličitého odstranilo přibližně 2 Gt CO2 ročně, což odpovídá 4 % skleníkových plynů vypouštěných ročně lidskou činností. Kolem tohoto čísla však panuje značná nejistota, protože neexistuje žádná zavedená nebo přesná metoda kvantifikace množství uhlíku odstraněného z atmosféry. Existuje potenciál odstranit a zachytit až 10 gigatun oxidu uhličitého ročně pomocí těch stávajících metod odstraňování oxidu uhličitého, které lze v současnosti bezpečně a ekonomicky nasadit.
Definice Odstraňování oxidu uhličitého (CDR) definuje IPCC jako:Antropogenní činnosti, při nichž se CO2 odstraňuje z atmosféry a trvale ukládá do geologických, suchozemských nebo oceánských zásobníků nebo do produktů. Zahrnuje stávající a potenciální antropogenní posílení biologických nebo geochemických propadů a přímé zachycování a ukládání v ovzduší, ale nezahrnuje přirozené pohlcování CO2, které není přímo způsobeno lidskou činností.Mezi synonyma pro odstraňování oxidu uhličitého patří odstraňování skleníkových plynů (GGR), technologie negativních emisí a odstraňování uhlíku. Byly navrženy technologie pro odstraňování dalších skleníkových plynů, jako je methan, ale v současné době je možné ve velkém měřítku odstraňovat pouze oxid uhličitý, proto se ve většině souvislostí odstraňováním skleníkových plynů rozumí odstraňování oxidu uhličitého.
Termín geoinženýrství (nebo klimatické inženýrství) se někdy ve vědecké literatuře používá jak pro odstraňování oxidu uhličitého, tak pro řízení slunečního záření (S), pokud se tyto techniky používají v globálním měřítku. Termíny geoinženýrství nebo klimatické inženýrství se ve zprávách IPCC již nepoužívají[.
Kategorie Metody odstraňování oxidu uhličitého lze zařadit do různých kategorií, které vycházejí z různých kritérií:
Úloha v koloběhu uhlíku (biologické na pevnině; biologické v oceánech; geochemické; chemické) nebo Časový rozsah ukládání (desetiletí až staletí; staletí až tisíciletí; tisíce let nebo déle).
Pojmy používající podobnou terminologii Odstraňování oxidu uhličitého může být zaměňováno se zachycováním a ukládáním uhlíku (CCS), což je proces, při němž se oxid uhličitý zachycuje z bodových zdrojů, jako jsou plynové elektrárny, jejichž komíny vypouštějí CO2 v koncentrovaném proudu. Tento CO2 je následně stlačen a zachycen nebo využit. Pokud se CCS používá k zachycování uhlíku z plynových elektráren, snižuje emise z dalšího využívání bodového zdroje, ale nesnižuje množství oxidu uhličitého, které se již nachází v atmosféře.
Úloha při zmírňování změny klimatu Používání odstraňování oxidu uhličitého snižuje celkovou rychlost, kterou lidé přidávají oxid uhličitý do atmosféry. Teplota zemského povrchu se stabilizuje až po snížení globálních emisí na čistou nulu, což bude vyžadovat jak velmi intenzivní úsilí o snížení emisí, tak nasazení odstraňování oxidu uhličitého. Snížení čistých emisí na nulu bez odstraňování oxidu uhličitého není proveditelné, protože některé typy emisí je technicky obtížné eliminovat. Mezi obtížně odstranitelné emise patří emise oxidu dusného ze zemědělství, emise z letectví, a některé průmyslové emise. Ve strategiích zmírňování změny klimatu se tyto emise vyvažují použitím odstraňování oxidu uhličitého.
Po dosažení čistých nulových emisí by se odstraňování oxidu uhličitého mohlo použít ke snížení koncentrace CO2 v atmosféře, což by mohlo částečně zvrátit oteplování, ke kterému do té doby již došlo. Všechny emisní cesty, které omezují globální oteplování na 1,5 °C nebo 2 °C do roku 2100, předpokládají použití odstraňování oxidu uhličitého v kombinaci se snížením emisí.
Spoléhání se na rozsáhlé nasazení odstraňování oxidu uhličitého bylo v roce 2018 považováno za „velké riziko“ pro dosažení cíle oteplení o méně než 1,5 °C vzhledem k nejistotě, jak rychle lze odstraňování oxidu uhličitého ve velkém měřítku nasadit. Strategie zmírňování změny klimatu, které se méně spoléhají na odstraňování oxidu uhličitého a více na udržitelné využívání energie, s sebou nesou toto riziko méně. Možnost budoucího rozsáhlého nasazení odstraňování oxidu uhličitého byla popsána jako morální hazard, protože by mohla vést ke snížení úsilí o zmírnění změny klimatu v blízké budoucnosti. Zpráva NASEM z roku 2019 dochází k závěru:Jakýkoli argument pro odložení úsilí o zmírnění změny klimatu, protože NET budou poskytovat zázemí, drasticky zkresluje jejich současné kapacity a pravděpodobné tempo pokroku ve výzkumu.Když je odstraňování oxidu uhličitého formulováno jako forma klimatického inženýrství, lidé mají tendenci ho považovat za neodmyslitelně rizikové Ve skutečnosti odstraňování oxidu uhličitého řeší základní příčinu změny klimatu a je součástí strategií snižování čistých emisí a řízení rizik spojených se zvýšenou hladinou CO2 v atmosféře.
Stálost odstranění Lesy, porosty chaluh a další formy rostlin pohlcují při svém růstu oxid uhličitý ze vzduchu a vážou ho do biomasy. Tato biologická úložiště jsou však považována za nestálé úložiště uhlíku, protože nelze zaručit jeho dlouhodobou sekvestraci. Například přírodní události, jako jsou lesní požáry nebo nemoci, ekonomické tlaky a měnící se politické priority mohou vést k tomu, že se zachycený uhlík uvolní zpět do atmosféry.
Oxid uhličitý, který byl odstraněn z atmosféry, lze také ukládat v zemské kůře jeho vtlačováním do podpovrchových vrstev nebo ve formě nerozpustných uhličitanových solí. Ty totiž odebírají uhlík z atmosféry a ukládají jej na neurčito a pravděpodobně na značně dlouhou dobu (tisíce až miliony let).
Současný a potenciální rozsah Odhaduje se, že v roce 2023 by odstraňování oxidu uhličitého mohlo odstranit přibližně 2 Gt CO2 ročně, a to téměř výhradně pomocí nízkoenergetických metod, jako je zalesňování a vytváření nových lesů. To odpovídá 4 % skleníkových plynů vypouštěných ročně lidskou činností. Zpráva konsensuální studie NASEM z roku 2019 posuzovala potenciál všech forem snižování emisí skleníkových plynů jiných než hnojení oceánů, které by mohly být bezpečně a ekonomicky nasazeny s využitím současných technologií, a odhadovala, že by mohly odstranit až 10 Gt CO2 ročně, pokud by byly plně nasazeny po celém světě. V roce 2018 všechny analyzované způsoby zmírňování dopadů, které by zabránily oteplení o více než 1,5 °C, zahrnovaly opatření snižování emisí skleníkových plynů.
Některé způsoby zmírňování navrhují dosažení vyšší míry odstraňování oxidu uhličitého prostřednictvím masivního nasazení jedné technologie, tyto způsoby však předpokládají, že stovky milionů hektarů orné půdy budou převedeny na pěstování plodin pro biopaliva. Další výzkum v oblastech přímého zachycování vzduchu, geologické sekvestrace oxidu uhličitého a mineralizace uhlíku by mohl potenciálně přinést technologický pokrok, který by umožnil ekonomicky realizovat vyšší míru odstraňování oxidu uhličitého.
Metody
Přehledný seznam dle úrovně technologické připravenosti Následuje seznam známých metod odstraňování oxidu uhličitého seřazený podle úrovně technologické připravenosti. Ty nahoře mají vysokou technologickou připravenost s hodnotami 8 až 9 (9 je maximální možná hodnota, což znamená, že technologie je ověřená), ty dole mají nízkou technologickou připravenost 1 až 2, což znamená, že technologie není ověřená nebo je ověřená pouze v laboratorním měřítku.
Zalesňování/znovuzalesňování. Sekvestrace uhlíku v půdě na orné půdě a pastvinách. Obnova rašelinišť a pobřežních mokřadů. Agrolesnictví, lepší obhospodařování lesů. Odstraňování uhlíku pomocí biouhle. Přímé zachycování a ukládání uhlíku ve vzduchu (DACCS), bioenergie se zachycováním a ukládáním uhlíku (BECCS). Zvýšené zvětrávání (zvýšení alkalinity). „Modré“ hospodaření s uhlíkem v pobřežních mokřadech (obnova vegetací porostlých pobřežních ekosystémů; metoda biologického snižování emisí uhlíku v oceánech, která zahrnuje mangrovové porosty, slané bažiny a porosty mořské trávy). Hnojení oceánů, zvyšování alkalinity oceánů, které posiluje oceánský cyklus uhlíku.
Metody odstraňování oxidu uhličitého s největším potenciálem přispět k úsilí o zmírnění změny klimatu podle ilustrativních cest zmírnění změny klimatu jsou biologické metody odstraňování oxidu uhličitého na souši (především zalesňování/zalesňování) a/nebo bioenergie se zachycováním a ukládáním uhlíku (BECCS). Některé z cest zahrnují také přímé zachycování a ukládání uhlíku ve vzduchu (DACCS).
Zalesňování, obnova lesů a lesní hospodářství Stromy pomocí fotosyntézy pohlcují oxid uhličitý a ukládají uhlík do dřeva a půdy. Zalesňování je založení lesa na území, kde dříve žádný les nebyl. Znovuzalesnění je opětovné založení lesa na místě, kde byl dříve vykácen. Lesy jsou životně důležité pro lidskou společnost, zvířata a rostlinné druhy. Stromy totiž udržují čistotu ovzduší, regulují místní klima a poskytují životní prostor mnoha druhům.
Jak stromy rostou, pohlcují CO2 z atmosféry a ukládají ho do živé biomasy, odumřelé organické hmoty a půdy. Zalesňování a obnova lesů – někdy označované souhrnně jako „zalesňování“ – usnadňují tento proces odstraňování uhlíku tím, že zakládají nebo obnovují lesní plochy. Lesům trvá přibližně 10 let, než dosáhnou maximální míry sekvestrace.
V závislosti na druhu dosáhnou stromy zralosti přibližně po 20 až 100 letech, poté ukládají uhlík, ale aktivně ho z atmosféry neodstraňují. Uhlík lze v lesích ukládat po neomezenou dobu, ale ukládání může být také mnohem krátkodobější, protože stromy mohou být pokáceny, vypáleny nebo usmrceny nemocemi či suchem. Po dosažení zralosti lze lesní produkty sklízet a biomasu ukládat do výrobků z dřeva s dlouhou životností nebo ji využívat pro výrobu bioenergie či biouhle. Následné obnovení lesa pak umožňuje pokračovat v odstraňování CO2.
Rizika pro zakládání nových lesů zahrnují dostupnost půdy, konkurenci s jinými způsoby využití půdy a poměrně dlouhou dobu od výsadby do dosažení zralosti.
Zemědělské postupy Uhlíkové zemědělství je označení pro různé zemědělské metody, jejichž cílem je zachycovat atmosférický uhlík v půdě a v kořenech, dřevě a listech plodin. Zvýšení obsahu organické hmoty v půdě může podpořit růst rostlin, zvýšit celkový obsah uhlíku, zlepšit schopnost půdy zadržovat vodu a snížit spotřebu hnojiv. Metody uhlíkového zemědělství jsou obvykle nákladné, což znamená, že zemědělci a majitelé půdy musí mít z využívání uhlíkového zemědělství zisk, což vyžaduje vládní programy. náhled|Schéma bioenergetické elektrárny se zachycováním a ukládáním uhlíku
Bioenergie se zachycováním a ukládáním uhlíku (BECCS)