Limited contribution of novel Carbon Dioxide Removal and Geological Carbon Storage to reducing peak warming
尽管这些技术对于长期气候目标至关重要，但研究发现，由于初期规模化扩张缓慢，新型二氧化碳移除与地质封存技术对限制 2050 年前峰值升温的贡献微乎其微，这意味着它们无法替代即刻且深度的减排。
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要理解这项研究的意义，人们必须首先了解我们气候面临的双重挑战：既要阻止温室气体进入大气层，又要（在一段时间内）积极移除已经存在于其中的气体。世界已设定了一个目标，即将全球变暖限制在比工业化前水平高出1.5摄氏度以内，这一目标不仅需要减少燃烧化石燃料产生的排放，还需要部署技术将二氧化碳从空气中提取出来并安全地储存在地下。这些被称为二氧化碳移除（CDR）的技术以及储存捕获气体的地质封存系统，被许多人视为实现净零排放、并在气温过高时最终让地球降温的关键工具。然而，这些技术目前仍处于起步阶段，与人类每年产生的巨大排放量相比，其规模微乎其微。对于政策制定者和科学家而言，一个关键的问题是：这些工具能否足够快地扩大规模，从而在未来几十年内产生实质性的影响，还是会因为来得太晚而无法阻止气候变化最严重的后果。
来自波茨坦气候影响研究所和斯特拉斯克莱德大学的一个研究小组通过建立一个关于这些技术如何随时间增长的详细模拟模型，解决了这一问题。他们并没有简单地假设这些技术会迅速扩张；相反，他们根据新技术实际推广的真实历史过程对增长进行了建模，考虑了建设必要基础设施、获取许可以及寻找合适存储场地这一缓慢且艰难的过程。他们的分析重点关注了一种被称为地质碳封存的特定存储类型，即通过将二氧化碳注入深层地下岩层，以及依赖于此的各种方法，例如从生物能源或直接从空气中捕获碳。通过将这些情景代入一个复杂的全球经济和能源系统计算机模型，研究人员旨在观察这些工具到本世纪中叶能阻止多少升温，以及到本世纪末能多大程度上帮助降低气温。
模拟结果提供了一个令人清醒的现实检查。即使在最乐观的假设下——即政府提供大规模支持、新项目的失败率显著下降且存储场地充足——这些技术对遏制近期全球变暖的贡献也小得令人惊讶。到2050年，这些系统能够移除并储存的二氧化碳总量将在320亿至510亿吨之间。为了直观理解，这个累积总量大约仅相当于目前全球一年的碳排放量。由于移除的碳量与过去几十年总排放量相比如此之小，其对全球经历的峰值温度的影响微乎其微，仅能将最高升温幅度降低约0.025摄氏度。这种微小的效应是因为这些技术起步阶段的基础如此之小；它们的增长遵循一条初期缓慢的曲线，这意味着即使进行积极的规模扩张，在前二十年里处理的碳总量与我们目前产生的排放量相比，也只是杯水车薪。
研究人员发现，限制峰值升温的主要驱动力仍然是立即且深度地减少化石燃料和土地利用带来的排放，而非未来的碳移除承诺。在他们的模拟中，削减常规排放可以在2050年之前阻止3650亿吨二氧化碳进入大气层，这种减排量将使峰值温度降低0.16摄氏度。这比这些新兴移除技术在同一时期内所能实现的贡献要显著得多。该研究明确反对那种认为我们可以依靠这些新兴技术来补偿向脱离化石燃料转型缓慢的观点。构建捕集、运输和存储这一复杂链条所需的时间意味着，这些系统根本无法部署得足够快，以替代今天停止燃烧煤炭、石油和天然气的紧迫需求。
然而，当观察更远的未来时，情况发生了变化。虽然短期贡献有限，但这些技术的潜力到本世纪末会大幅增长。到2100年，移除并储存的二氧化碳累积量可能会上升到3000亿至8750亿吨。这一庞大的体积足以在达到峰值升温后，将全球气温额外降低0.14至0.39摄氏度。这表明，虽然这些工具无法防止最初的升温，但它们对于下半个世纪至关重要，为在温升超过目标后降低气温并使地球回归安全水平提供了途径。研究强调，实现这种长期降温的能力很大程度上取决于我们现在开始建设这些系统的速度。如果部署进展缓慢，到2100年的累积收益将会小得多；但若有雄心勃壮的支持，逆转变暖的潜力将变为现实。
研究人员还发现，具体哪种碳移除技术，在很大程度上取决于部署的速度。在增长缓慢的情景中，不需要地下存储的方法（如增强岩石风化或生产生物炭）占据主导地位，因为它们避开了寻找存储场地的瓶颈。相比之下，在存储容量快速扩张的最激进情景中，依赖地质封存的技术（如从生物能源中捕获碳）则成为主要的移除手段。这种动态关系揭示了一个关键约束：地下存储场地的可用性是一个限制因素，它限制了许多极具前景的技术的发展。目前，绝大多数已宣布的碳捕集项目都集中在捕集化石燃料来源的碳，但研究表明，为了实现气候目标，必须优先将这些存储资源用于移除大气及生物来源的碳。
最终，这项研究阐明了二氧化碳移除和地质封存对于应对气候变化的角色。它证实了这些技术并非解决当前升温危机的速效药。防止最严重峰值升温的窗口期是由我们今天削减排放的速度决定的，而不是由我们明天建造新移除工厂的速度决定的。然而，研究也肯定了这些技术在长远来看是不可或缺的。它们代表了在升温之后降低全球气温的唯一已知路径，是下半个世纪修复气候的必要工具。未来的道路需要一种双重策略：首先是通过大幅减少化石燃料的使用来立即限制损害，随后是在最坏情况过去后，通过快速且持续地扩大移除技术的规模来修复大气。没有这两者，实现稳定气候的目标将难以企及。
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