การกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์

การกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ ( CDR ) เป็นกระบวนการที่คาร์บอนไดออกไซด์ ( CO2 ถูกกำจัดออกจากชั้นบรรยากาศของโลกโดยกิจกรรมของมนุษย์ โดยเจตนา และถูกจัดเก็บอย่างถาวรในแหล่งกักเก็บทางธรณีวิทยา บนบก หรือในทะเล หรือในผลิตภัณฑ์^{[ 3 ]}^{: 2221}กระบวนการนี้ยังเป็นที่รู้จักในชื่อการกำจัดคาร์บอนการกำจัดก๊าซเรือนกระจกหรือ การปล่อย ก๊าซเรือนกระจกเชิงลบ CDR ถูกนำมาใช้ใน นโยบายด้านสภาพภูมิอากาศมากขึ้นเรื่อยๆในฐานะองค์ประกอบหนึ่งของกลยุทธ์การบรรเทาผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}การบรรลุ เป้าหมายการปล่อยก๊าซเรือน กระจกสุทธิ เป็น ศูนย์นั้น จำเป็นต้องมีการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกอย่างลึกซึ้งและต่อเนื่องเป็นอันดับแรก และประการที่สองคือ การใช้ CDR (“CDR คือสิ่งที่ทำให้ การปล่อยก๊าซเรือนกระจก สุทธิเป็นศูนย์สมบูรณ์” ^{[ 6 ]} ) ในอนาคต CDR อาจสามารถชดเชยการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่ยากต่อการกำจัดในทางเทคนิค เช่น การปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากภาคเกษตรกรรมและอุตสาหกรรมบางประเภท^{[ 7 ]}^{: 114}

CDR ประกอบด้วยวิธีการที่ดำเนินการบนบกหรือในระบบน้ำ วิธีการบนบก ได้แก่การปลูกป่าการฟื้นฟูป่าการปฏิบัติทางการเกษตรที่กักเก็บคาร์บอนในดิน ( การทำฟาร์มคาร์บอน ) พลังงานชีวภาพร่วมกับการดักจับและกักเก็บคาร์บอน (BECCS) และการดักจับคาร์บอนจากอากาศโดยตรงร่วมกับการกักเก็บ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]}นอกจากนี้ยังมีวิธีการ CDR ที่ใช้มหาสมุทรและแหล่งน้ำอื่นๆ ซึ่งเรียกว่าการใส่ปุ๋ยในมหาสมุทรการเพิ่มความเป็นด่างในมหาสมุทร^{[ 9 ]}การฟื้นฟูพื้นที่ชุ่มน้ำและแนวทางคาร์บอนสีน้ำเงิน^{[ 7 ]}จำเป็นต้องมีการวิเคราะห์อย่างละเอียดเพื่อประเมินว่ากระบวนการใดกระบวนการหนึ่งสามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้มากน้อยเพียงใด การวิเคราะห์นี้รวมถึงการวิเคราะห์วัฏจักรชีวิตและ "การตรวจสอบ การรายงาน และการตรวจสอบยืนยัน" ( MRV ) ของกระบวนการทั้งหมด^{[ 10 ]}การดักจับและกักเก็บคาร์บอน (CCS) ไม่ถือว่าเป็น CDR เนื่องจาก CCS ไม่ได้ลดปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีอยู่ในชั้นบรรยากาศอยู่แล้ว

ณ ปี 2023 คาดว่า CDR จะกำจัดCO2 ได้ประมาณ 2 กิกะ ต่อปี^{[ 11 ]}ซึ่งเทียบเท่ากับประมาณ 4% ของก๊าซเรือนกระจกที่ปล่อยออกมาต่อปีจากกิจกรรมของมนุษย์^{[ 12 ]}^{: 8}มีศักยภาพในการกำจัดและกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ได้มากถึง 10 กิกะตันต่อปีโดยใช้วิธี CDR ที่สามารถนำมาใช้ได้อย่างปลอดภัยและคุ้มค่าในปัจจุบัน^{[ 12 ]}อย่างไรก็ตาม การหาปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกกำจัดออกจากชั้นบรรยากาศโดย CDR อย่างแม่นยำนั้นเป็นเรื่องยาก

คำนิยาม

การกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ (CDR) ถูกกำหนดโดยIPCCว่า: "กิจกรรมของมนุษย์ที่กำจัดCO2 จากชั้นบรรยากาศและกักเก็บไว้ในแหล่งกักเก็บทางธรณีวิทยา บนบก หรือ มหาสมุทร หรือในผลิตภัณฑ์ต่างๆ ซึ่งรวมถึงการเพิ่มประสิทธิภาพของแหล่งกักเก็บทางชีวภาพหรือทางธรณีเคมีที่มีอยู่และที่อาจเกิดขึ้นได้ และการดักจับและกักเก็บในอากาศโดยตรง แต่ไม่รวมถึงการดูดซับ CO2 ตามธรรมชาติไม่ได้เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์โดยตรง" ^[³^]^:²²²¹

คำพ้องความหมายของ CDR ได้แก่การกำจัดก๊าซเรือนกระจก (GGR) ^{[ 13 ]}เทคโนโลยีการปล่อยมลพิษเชิงลบ^{[ 12 ]}และการกำจัดคาร์บอน^{[ 14 ]}มีการเสนอเทคโนโลยีสำหรับการกำจัดก๊าซเรือนกระจกที่ไม่ใช่เช่นมีเทนจากชั้นบรรยากาศ^[¹⁵^]แต่ปัจจุบันมีเพียงคาร์บอนไดออกไซด์เท่านั้นที่สามารถกำจัดได้ในระดับใหญ่^[¹³^]ดังนั้น ในบริบทส่วนใหญ่การกำจัดก๊าซเรือนกระจกจึงหมายถึง การ กำจัดคาร์บอนไดออกไซด์

บางครั้งมีการใช้ คำว่าgeoengineering (หรือ climate engineering) ในเอกสารทางวิทยาศาสตร์สำหรับทั้ง CDR หรือ SRM ( การจัดการรังสีแสงอาทิตย์ ) หากเทคนิคเหล่านี้ถูกนำมาใช้ในระดับโลก^{[ 16 ]}^{: 6–11}คำว่าgeoengineeringหรือclimate engineeringไม่ได้ถูกใช้ในรายงานของ IPCC อีกต่อไป^{[ 3 ]}

หมวดหมู่

วิธีการ CDR สามารถจัดอยู่ในหมวดหมู่ต่างๆ โดยอิงตามเกณฑ์ที่แตกต่างกัน: ^{[ 7 ]}^{: 114}

บทบาทในวัฏจักรคาร์บอน (ทางชีวภาพบนบก; ทางชีวภาพในมหาสมุทร; ทางธรณีเคมี; ทางเคมี); หรือ
ระยะเวลาในการจัดเก็บ (หลายสิบปีถึงหลายร้อยปี; หลายศตวรรษถึงหลายพันปี; หลายพันปีหรือนานกว่านั้น)

แนวคิดที่ใช้คำศัพท์ที่คล้ายคลึงกัน

CDR อาจทำให้สับสนกับการดักจับและกักเก็บคาร์บอน (CCS) เป็นกระบวนการที่คาร์บอนไดออกไซด์ถูกรวบรวมจากแหล่งกำเนิด เช่นโรงไฟฟ้าพลังงานก๊าซซึ่งปล่องควันปล่อยCO2 ออก เป็นกระแสเข้มข้น จากนั้น CO2จะถูกอัดและกักเก็บหรือนำไปใช้^[¹⁷^] เมื่อใช้ในการกักเก็บคาร์บอนจากโรงไฟฟ้าพลังงานฟอสซิล CCS จะช่วยลดการปล่อย มลพิษจากการใช้แหล่งกำเนิดอย่างต่อเนื่อง แต่จะไม่ลดปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีอยู่ในชั้นบรรยากาศอยู่แล้ว

บทบาทในการบรรเทาผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

Use of CDR reduces the overall rate at which humans are adding carbon dioxide to the atmosphere.^[7]^:114 The Earth's surface temperature will stabilize only after global emissions have been reduced to net zero,^[18] which will require both aggressive efforts to reduce emissions and deployment of CDR.^[7]^:114 It is not feasible to bring net emissions to zero without CDR as certain types of emissions are technically difficult to eliminate.^[19]^:1261 Emissions that are difficult to eliminate include nitrous oxide emissions from agriculture,^[7]^:114 aviation emissions,^[12]^:3 and some industrial emissions.^[7]^:114 In climate change mitigation strategies, the use of CDR counterbalances those emissions.^[7]^:114

After net zero emissions have been achieved, CDR could be used to reduce atmospheric CO concentrations, which could partially reverse the warming that has already occurred by that date.^[19] All emission pathways that limit global warming to 1.5 °C or 2 °C by the year 2100 assume the use of CDR in combination with emission reductions.^[20]^[21]

Climate restoration inherently depends on CDR, since restoring the climate system requires reducing atmospheric CO₂ concentrations below current levels.

Critique and risks

Critics point out that CDR must not be regarded as a substitute for the required cuts in greenhouse gas emissions. Oceanographer David Ho formulated it like this in 2023 "We must stop talking about deploying CDR as a solution today, when emissions remain high—as if it somehow replaces radical, immediate emission cuts.^[6]

Reliance on large-scale deployment of CDR was regarded in 2018 as a "major risk" to achieving the goal of less than 1.5 °C of warming, given the uncertainties in how quickly CDR can be deployed at scale.^[22] Strategies for mitigating climate change that rely less on CDR and more on sustainable use of energy carry less of this risk.^[22]^[23]

ความเป็นไปได้ของการใช้งาน CDR ในอนาคตขนาดใหญ่ได้รับการอธิบายว่าเป็นความเสี่ยงทางศีลธรรมเนื่องจากอาจนำไปสู่การลดความพยายามในระยะสั้นเพื่อบรรเทาผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ^{[ 21 ]}^{: 124}^{[ 12 ]}อย่างไรก็ตาม รายงาน NASEM ปี 2019 สรุปว่า: "ข้อโต้แย้งใดๆ ที่จะชะลอความพยายามในการบรรเทาผลกระทบเนื่องจาก NETs จะเป็นตัวรองรับนั้นเป็นการบิดเบือนความสามารถในปัจจุบันและอัตราความก้าวหน้าของการวิจัยที่น่าจะเป็นไปได้อย่างมาก" ^{[ 12 ]}

CDR มีจุดประสงค์เพื่อเสริมความพยายามในภาคส่วนที่ยากต่อการลดมลพิษมากกว่าที่จะมาแทนที่การบรรเทาผลกระทบ การจำกัดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศไว้ที่ 1.5 °C และการบรรลุเป้าหมายการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิเป็นศูนย์นั้น จำเป็นต้องมีการกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ (CDR) ออกจากชั้นบรรยากาศเป็นจำนวนมากภายในกลางศตวรรษ แต่ยังไม่ชัดเจนว่าแต่ละประเทศต้องการ CDR มากน้อยเพียงใดในระยะเวลาหนึ่ง การจัดสรร CDR อย่างเป็นธรรมในหลายกรณีนั้นเกินกว่าพื้นที่และศักยภาพในการกักเก็บคาร์บอนที่คาดการณ์ไว้ หลายประเทศมีพื้นที่ไม่เพียงพอที่จะมีส่วนร่วมในการจัดสรร CDR ทั่วโลกอย่างเป็นธรรม หรือมีศักยภาพในการกักเก็บทางธรณีวิทยาไม่เพียงพอ^{[ 24 ]}

ผู้เชี่ยวชาญยังเน้นย้ำถึงข้อจำกัดทางสังคมและนิเวศวิทยาสำหรับการกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ เช่น พื้นที่ดินที่จำเป็น ตัวอย่างเช่น ความต้องการพื้นที่ดินรวมของแผนการกำจัดตามการมีส่วนร่วมที่กำหนดโดยประเทศทั่วโลกในปี 2023 มีจำนวน 1.2 พันล้านเฮกตาร์ ซึ่งเท่ากับขนาดพื้นที่เพาะปลูกรวมทั่วโลก^{[ 25 ]}

ความคงทน

ป่าไม้แหล่งสาหร่ายทะเลและพืชชนิดอื่นๆ ดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศขณะเจริญเติบโต และกักเก็บไว้ในชีวมวล อย่างไรก็ตาม แหล่งกักเก็บทางชีวภาพเหล่านี้ถือเป็นแหล่งกักเก็บคาร์บอน ที่ระเหยได้ เนื่องจากไม่สามารถรับประกันการกักเก็บในระยะยาวได้ ตัวอย่างเช่น เหตุการณ์ทางธรรมชาติ เช่นไฟป่าหรือโรคระบาด แรงกดดันทางเศรษฐกิจ และการเปลี่ยนแปลงลำดับความสำคัญทางการเมือง อาจส่งผลให้คาร์บอนที่ถูกกักเก็บไว้ถูกปล่อยกลับคืนสู่ชั้นบรรยากาศ^{[ 26 ]}

ชีวมวล เช่น ต้นไม้ สามารถถูกเก็บไว้ในใต้พื้นผิวโลกได้โดยตรง^{[ 27 ]}นอกจากนี้ คาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกกำจัดออกจากชั้นบรรยากาศสามารถถูกเก็บไว้ในเปลือกโลกได้โดยการฉีดเข้าไปในใต้พื้นผิวหรือในรูปของ เกลือ คาร์บอเนต ที่ไม่ละลาย น้ำ ทั้งนี้เนื่องจากพวกมันกำจัดคาร์บอนออกจากชั้นบรรยากาศและกักเก็บไว้อย่างไม่มีกำหนด และคาดว่าจะคงอยู่เป็นระยะเวลานานพอสมควร (หลายพันถึงหลายล้านปี)

ขนาดปัจจุบันและขนาดที่อาจเกิดขึ้น

ณ ปี 2023 คาดว่า CDR จะกำจัดCO2 ได้ประมาณ 2 กิกะ ต่อปี โดยเกือบทั้งหมดใช้วิธีเทคโนโลยีต่ำ เช่น การปลูกป่าและการสร้างป่าใหม่^{[ 11 ]} ซึ่งเทียบเท่ากับ 4% ของก๊าซเรือนกระจกที่ปล่อยออกมาต่อปีจากกิจกรรมของมนุษย์^{[ 12 ]}^{: 8}รายงานการศึกษาฉันทามติในปี 2019 โดยNASEMได้ประเมินศักยภาพของ CDR ทุกรูปแบบนอกเหนือจากการให้ปุ๋ยในมหาสมุทรซึ่งสามารถนำไปใช้ได้อย่างปลอดภัยและประหยัดโดยใช้เทคโนโลยีปัจจุบัน และประมาณการว่าสามารถกำจัดCO2 ได้มากถึง 10 กิกะ ต่อปี หากนำไปใช้ทั่วโลกอย่างเต็มที่^{[ 12 ]} ในปี 2018 เส้นทางการลดผลกระทบที่วิเคราะห์ทั้งหมดที่จะป้องกันภาวะโลกร้อนเกิน 1.5 °C นั้นรวมถึงมาตรการ CDR ด้วย^{[ 22 ]}

แนวทางการบรรเทาผลกระทบบางแนวทางเสนอให้บรรลุอัตราการกำจัดคาร์บอน (CDR) ที่สูงขึ้นผ่านการใช้งานเทคโนโลยีหนึ่งอย่างแพร่หลาย อย่างไรก็ตาม แนวทางเหล่านี้ตั้งอยู่บนสมมติฐานว่าพื้นที่เพาะปลูกหลายร้อยล้านเฮกตาร์จะถูกเปลี่ยนไปปลูกพืชเชื้อเพลิงชีวภาพ^{[ 12 ]}การวิจัยเพิ่มเติมในด้านการดักจับคาร์บอนจากอากาศโดยตรงการกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ทางธรณีวิทยาและการทำให้คาร์บอนกลายเป็นแร่ธาตุอาจนำไปสู่ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่ทำให้อัตราการกำจัดคาร์บอน (CDR) ที่สูงขึ้นเป็นไปได้ในเชิงเศรษฐกิจ^{[ 12 ]}การลงทุนในโซลูชันที่อิงธรรมชาติถือเป็นวิธีหนึ่งในการซื้อเวลาสำหรับการพัฒนาวิธีการกำจัดคาร์บอนที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรม ทำให้สามารถนำไปใช้งานได้อย่างเต็มรูปแบบในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 21 ^{[ 28 ]}

วิธีการ

ภาพรวมการจัดอันดับตามระดับความพร้อมทางเทคโนโลยี

ต่อไปนี้เป็นรายการของวิธีการ CDR ที่รู้จักเรียงตามลำดับระดับความพร้อมของเทคโนโลยี (TRL) วิธีการที่อยู่ด้านบนสุดมี TRL สูง 8 ถึง 9 (9 เป็นค่าสูงสุดที่เป็นไปได้ หมายความว่าเทคโนโลยีได้รับการพิสูจน์แล้ว) วิธีการที่อยู่ด้านล่างสุดมี TRL ต่ำ 1 ถึง 2 หมายความว่าเทคโนโลยียังไม่ได้รับการพิสูจน์หรือได้รับการตรวจสอบความถูกต้องในระดับห้องปฏิบัติการเท่านั้น^{[ 7 ]}^{: 115}

การปลูกป่า / การฟื้นฟูป่า
การกักเก็บคาร์บอนในดินในพื้นที่เพาะปลูกและทุ่งหญ้า
การฟื้นฟู พื้นที่ พรุและพื้นที่ชุ่มน้ำชายฝั่ง
วนเกษตร การจัดการป่าไม้ที่ดีขึ้น
การกำจัดคาร์บอนด้วยไบโอชาร์ (BCR)
การดักจับและกักเก็บคาร์บอนจากอากาศโดยตรง (DACCS)
พลังงานชีวภาพพร้อมระบบดักจับและกักเก็บคาร์บอน (BECCS)
กระบวนการ ผุกร่อนที่รุนแรงขึ้น (การเพิ่มความเป็นด่าง)
การจัดการ คาร์บอนสีน้ำเงินในพื้นที่ชุ่มน้ำชายฝั่ง (การฟื้นฟูระบบนิเวศชายฝั่งที่มีพืชปกคลุม ซึ่งเป็นวิธีการลดคาร์บอนทางชีวภาพในมหาสมุทรที่ครอบคลุมถึงป่าชายเลนบึงน้ำเค็มและแหล่งหญ้าทะเล )
การเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของมหาสมุทรการเพิ่มความเป็นด่างของมหาสมุทร ซึ่งช่วยเสริมวัฏจักรคาร์บอนในมหาสมุทร

วิธีการ CDR ที่มีศักยภาพสูงสุดในการสนับสนุนความพยายามบรรเทาผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศตามแนวทางบรรเทาผลกระทบที่ยกตัวอย่าง ได้แก่ วิธีการ CDR ทางชีวภาพบนบก (โดยหลักคือการปลูกป่า/การฟื้นฟูป่า (A/R)) และ/หรือพลังงานชีวภาพพร้อมการดักจับและกักเก็บคาร์บอน (BECCS) บางแนวทางยังรวมถึงการดักจับและกักเก็บคาร์บอนจากอากาศโดยตรง (DACCS) ด้วย^{[ 7 ]}^{: 114}

การปลูกป่า การฟื้นฟูป่า และการจัดการป่าไม้

ต้นไม้ใช้การสังเคราะห์แสงเพื่อดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์และเก็บคาร์บอนไว้ในเนื้อไม้และดิน^{[ 14 ]}การปลูกป่าคือการสร้างป่าขึ้นใหม่ในพื้นที่ที่ก่อนหน้านี้ไม่มีป่า^{[ 19 ]}^{: 1794}การฟื้นฟูป่าคือการสร้างป่าขึ้นใหม่ในพื้นที่ที่เคยถูกถางไปแล้ว^{[ 19 ]}^{: 1812}ป่าไม้มีความสำคัญต่อสังคมมนุษย์ สัตว์ และพืช เนื่องจากต้นไม้ช่วยรักษาอากาศให้สะอาด ควบคุมสภาพอากาศในท้องถิ่น และเป็นที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตหลายชนิด^{[ 29 ]}

เมื่อต้นไม้เติบโต พวกมันจะดูดซับจากชั้นบรรยากาศและเก็บสะสมไว้ในชีวมวลที่มีชีวิต อินทรีย์วัตถุที่ตายแล้ว และดินการปลูกป่าและการฟื้นฟูป่า – บางครั้งเรียกรวมกันว่า 'การปลูกป่า' – ช่วยอำนวยความสะดวกในกระบวนการกำจัดคาร์บอนนี้โดยการสร้างหรือฟื้นฟูพื้นที่ป่า ป่าไม้ต้องใช้เวลาประมาณ 10 ปีในการเพิ่มอัตราการกักเก็บคาร์บอนให้ถึงระดับสูงสุด^[³⁰^]^:^26–28

ขึ้นอยู่กับชนิดของต้นไม้ ต้นไม้จะเจริญเติบโตเต็มที่หลังจากประมาณ 20 ถึง 100 ปี หลังจากนั้นพวกมันจะกักเก็บคาร์บอน แต่จะไม่กำจัดคาร์บอนออกจากชั้นบรรยากาศ^{[ 30 ]}^{: 26–28} คาร์บอนสามารถถูกกักเก็บไว้ในป่าได้ตลอดไป แต่การกักเก็บนั้นอาจมีอายุสั้นกว่ามาก เนื่องจากต้นไม้มีความเสี่ยงที่จะถูกตัด ถูกเผา หรือตายจากโรคหรือภัยแล้ง^{[ 30 ]}^{: 26–28} ถูกเก็บไว้ในผลิตภัณฑ์ไม้ที่มีอายุยืนยาว หรือใช้สำหรับพลังงานชีวภาพหรือถ่านชีวภาพการเจริญเติบโตของป่าในภายหลังจะช่วยให้การกำจัดCO2 ดำเนินต่อไปได้ ^[³⁰^]^:^26–28

ความเสี่ยงต่อการปลูกป่าใหม่ ได้แก่ ความพร้อมของที่ดิน การแข่งขันกับการใช้ที่ดินประเภทอื่น และระยะเวลาที่ค่อนข้างนานตั้งแต่การปลูกจนถึงการเจริญเติบโตเต็มที่^{[ 30 ]}^{: 26–28}

แนวทางการทำการเกษตร (การทำเกษตรคาร์บอน)

การทำเกษตรคาร์บอนเป็นชุดของวิธีการทางการเกษตรที่มุ่งเป้าไปที่การกักเก็บคาร์บอนในดินรากพืช เนื้อไม้ และใบพืช เป้าหมายโดยรวมของการทำเกษตรคาร์บอนคือการสร้างการสูญเสียคาร์บอนสุทธิจากชั้นบรรยากาศ^{[ 31 ]}ซึ่งทำได้โดยการเพิ่มอัตราการกักเก็บคาร์บอนลงในดินและวัสดุพืช ทางเลือกหนึ่งคือการเพิ่มปริมาณคาร์บอนอินทรีย์ในดินโดยใช้วิธีการฟื้นฟูดินซึ่งสามารถช่วยในการเจริญเติบโตของพืช ปรับปรุงความสามารถในการกักเก็บน้ำในดิน^{[ 32 ]}และลดการใช้ปุ๋ย^{[ 33 ]}การจัดการป่าไม้ที่ยั่งยืนเป็นอีกเครื่องมือหนึ่งที่ใช้ในการทำเกษตรคาร์บอน^{[ 34 ]}

วิธีการทางการเกษตรสำหรับการทำฟาร์มคาร์บอน ได้แก่ การปรับวิธีการไถพรวนและการเลี้ยง ปศุสัตว์ การใช้วัสดุคลุมดิน อินทรีย์ หรือปุ๋ยหมักการใช้ไบโอชาร์และเทอร์ราเปรตาและการเปลี่ยนชนิดของพืช วิธีการที่ใช้ในป่าไม้ ได้แก่การปลูกป่าและการปลูกไผ่เป็นต้น การทำฟาร์มคาร์บอนก็มีข้อเสียอยู่บ้างเช่นกัน เนื่องจากวิธีการบางอย่างอาจส่งผลกระทบต่อบริการของระบบนิเวศตัวอย่างเช่น การทำฟาร์มคาร์บอนอาจทำให้เกิดการถางป่า การปลูกพืชเชิงเดี่ยวและการสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพ เพิ่มมากขึ้น ^{[ 35 ]}

การกำจัดและการกักเก็บคาร์บอนชีวมวล

การกำจัดและกักเก็บคาร์บอนชีวมวล (มักย่อว่า BiCRS) เป็นกลุ่มเทคโนโลยีสำหรับการกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งรวบรวมชีวมวล (เช่นของเสียทางการเกษตรหรือผลพลอยได้จากระบบพลังงานชีวมวล ) และกักเก็บคาร์บอนนั้นไว้ด้วยวิธีการจัดเก็บแบบถาวรหรือกึ่งถาวร^{[ 36 ]}^{[ 37 ]}กลุ่มเทคโนโลยีนี้มักถูกเปรียบเทียบกับ การดักจับ คาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศโดยตรง^{[ 38 ]}แตกต่างจากการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศโดยตรงที่ใช้เทคโนโลยีที่มนุษย์สร้างขึ้นเพื่อกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากชั้นบรรยากาศ (ซึ่งมีราคาแพงและใช้พลังงานสูง) เทคโนโลยี BiCRS อาศัยการสังเคราะห์แสงของพืช จากนั้นจึงใช้วิธีการทางวิศวกรรมเพื่อนำสารตกค้างที่มีคาร์บอนสูงจากพืชเหล่านั้นมากักเก็บไว้^{[ 38 ]}

เทคโนโลยี BiCRS ก่อให้เกิดความท้าทายหลายประการในการกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ รวมถึงความไม่แน่นอนในการวัดการกักเก็บของชีวมวลที่ฝังอยู่ และความซับซ้อนในการจัดหาชีวมวล (ซึ่งก่อให้เกิดความต้องการที่ดินทางการเกษตรและผลิตภัณฑ์ชีวภาพอินทรีย์เพิ่มเติม) ^{[ 38 ]}^{[ 39 ]}นักวิจัยและกลุ่มนักคิดเชิงนโยบาย เช่นWorld Resources Instituteแนะนำนโยบายที่จำกัดชนิดของชีวมวลที่สามารถนำมาใช้ในกระบวนการเหล่านี้ได้^{[ 39 ]}

กลุ่มเทคโนโลยีนี้เป็นส่วนสำคัญของ พอร์ตโฟลิโอการซื้อ ที่มุ่งมั่นขั้นสูงของ Frontier Climate ซึ่งรวมถึงบริษัทต่างๆ เช่นCharm IndustrialและVaulted Deep ^[³⁶^]

พลังงานชีวภาพพร้อมระบบดักจับและกักเก็บคาร์บอน (BECCS)

พลังงานชีวภาพพร้อมการดักจับและกักเก็บคาร์บอน (BECCS) คือกระบวนการสกัดพลังงานชีวภาพจากชีวมวลและดักจับและกักเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 ที่เกิดขึ้น

การกำจัดคาร์บอนด้วยไบโอชาร์ (BCR)

ไบโอชาร์ถูกสร้างขึ้นโดยกระบวนการไพโรไลซิสของชีวมวลและกำลังอยู่ระหว่างการศึกษาในฐานะวิธีการกักเก็บคาร์บอนไบโอชาร์เป็นถ่านที่ใช้ในทางการเกษตรซึ่งช่วยในการกักเก็บคาร์บอนคือการดักจับหรือกักเก็บคาร์บอน ไบโอชาร์ถูกสร้างขึ้นโดยใช้กระบวนการที่เรียกว่าไพโรไลซิส ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วคือการให้ความร้อนแก่ชีวมวลที่อุณหภูมิสูงในสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนต่ำ สิ่งที่เหลืออยู่คือวัสดุที่เรียกว่าชาร์ คล้ายกับถ่าน แต่ทำขึ้นผ่านกระบวนการที่ยั่งยืน ดังนั้นจึงใช้ชีวมวล^{[ 41 ]} ชีวมวลคือสารอินทรีย์ที่ผลิตโดยสิ่งมีชีวิตหรือสิ่งมีชีวิตที่เพิ่งตายไป ส่วนใหญ่เป็นพืชหรือวัสดุจากพืช^{[ 42 ]}การศึกษาที่ดำเนินการโดยศูนย์วิจัยไบโอชาร์แห่งสหราชอาณาจักรระบุว่า ในระดับอนุรักษ์นิยม ไบโอชาร์สามารถกักเก็บคาร์บอนได้ 1 กิกะตันต่อปี ด้วยความพยายามมากขึ้นในการทำการตลาดและการยอมรับไบโอชาร์ ประโยชน์ของการกำจัดคาร์บอนด้วยไบโอชาร์อาจอยู่ที่การกักเก็บ 5-9 กิกะตันต่อปีในดิน^{[ 43 ]}อย่างไรก็ตาม ในขณะนี้ ไบโอชาร์ถูกจำกัดด้วยความสามารถในการกักเก็บคาร์บอนบนบก เมื่อระบบถึงสภาวะสมดุล และจำเป็นต้องมีการควบคุมเนื่องจากมีความเสี่ยงที่จะเกิดการรั่วไหล^[⁴⁴^]

การดักจับคาร์บอนจากอากาศโดยตรงพร้อมการกักเก็บคาร์บอน (DACCS)

การดักจับอากาศโดยตรง (DAC) ^{[ 46 ]}คือการใช้กระบวนการทางเคมีหรือทางกายภาพเพื่อสกัดคาร์บอนไดออกไซด์ (CO ) โดยตรงจากอากาศโดยรอบ^{[ 47 ]}หาก CO ที่สกัดได้ ถูกกักเก็บไว้ในที่จัดเก็บระยะยาวที่ปลอดภัย กระบวนการโดยรวมจะเรียกว่าการดักจับและกักเก็บคาร์บอนจากอากาศโดยตรง (DACCS) ซึ่งหมายถึงการกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ ระบบที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการดังกล่าวเรียกว่าเทคโนโลยีการปล่อยมลพิษเชิงลบ (NET) ^{[ 48 ]}

การกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ในทะเล (mCDR)

มีหลายวิธีในการกักเก็บคาร์บอนจากมหาสมุทร โดยที่คาร์บอเนตที่ละลายในรูปของกรดคาร์บอนิกจะอยู่ในสมดุลกับคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศ^{[ 9 ]}ซึ่งรวมถึงการใส่ปุ๋ยในมหาสมุทรซึ่งเป็นการนำสารอาหาร พืช เข้าสู่มหาสมุทรส่วนบน โดยตั้งใจ ^{[ 49 ]}^{[ 50 ]}แม้ว่าการใส่ปุ๋ยในมหาสมุทรจะเป็นหนึ่งในวิธีการกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีการวิจัยมากที่สุด แต่ก็สามารถกักเก็บคาร์บอนได้ในระยะเวลาเพียง 10-100 ปีเท่านั้น แม้ว่าความเป็นกรดของมหาสมุทรส่วนบนอาจลดลงอันเป็นผลมาจากการใส่ปุ๋ยสารอาหาร แต่สารอินทรีย์ที่จมลงจะแปรสภาพเป็นแร่ธาตุ ทำให้ความเป็นกรดของมหาสมุทรส่วนลึกเพิ่มขึ้น รายงานปี 2021 เกี่ยวกับ CDR ระบุว่ามีความมั่นใจในระดับปานกลางถึงสูงว่าเทคนิคนี้จะมีประสิทธิภาพและสามารถขยายขนาดได้ในต้นทุนต่ำ โดยมีความเสี่ยงต่อสิ่งแวดล้อมในระดับปานกลาง^{[ 51 ]}คาดว่าการใส่ปุ๋ยในมหาสมุทรจะสามารถกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ได้ 0.1 ถึง 1 กิกะตันต่อปี ในราคา 8 ถึง 80 ดอลลาร์สหรัฐต่อตัน^{[ 9 ]}

การเพิ่มความเป็นด่างของมหาสมุทรเกี่ยวข้องกับการบด การกระจาย และการละลายแร่ธาตุต่างๆ เช่น โอลิวีน หินปูน ซิลิเกต หรือแคลเซียมไฮดรอกไซด์เพื่อตกตะกอนคาร์บอเนตที่ถูกกักเก็บไว้เป็นตะกอนบนพื้นมหาสมุทร^{[ 52 ]}ศักยภาพในการกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยการเพิ่มความเป็นด่างยังไม่แน่นอน และคาดการณ์ไว้ที่ระหว่าง 0.1 ถึง 1 กิกะตันของคาร์บอนไดออกไซด์ต่อปี โดยมีต้นทุนอยู่ที่ 100 ถึง 150 ดอลลาร์สหรัฐต่อตัน^{[ 9 ]}

เทคนิคทางเคมีไฟฟ้า เช่นอิเล็กโทรไดอะลิซิสสามารถกำจัดคาร์บอเนตออกจากน้ำทะเลโดยใช้ไฟฟ้า ในขณะที่เทคนิคดังกล่าวที่ใช้เพียงอย่างเดียวคาดว่าจะสามารถกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ได้ 0.1 ถึง 1 กิกะตันต่อปี ด้วยต้นทุน 150 ถึง 2,500 ดอลลาร์สหรัฐต่อตัน^{[ 9 ]}วิธีการเหล่านี้จะมีราคาถูกกว่ามากเมื่อดำเนินการร่วมกับกระบวนการบำบัดน้ำทะเล เช่นการแยก เกลือออกจากน้ำ ซึ่งจะกำจัดเกลือและคาร์บอเนตออกไปพร้อมกัน^{[ 53 ]}การประมาณการเบื้องต้นชี้ให้เห็นว่าต้นทุนของการกำจัดคาร์บอนดังกล่าวสามารถชำระได้ส่วนใหญ่ หากไม่ใช่ทั้งหมด จากการขายน้ำที่ผ่านการแยกเกลือออกจากน้ำซึ่งเป็นผลพลอยได้^{[ 54 ]}

สาหร่ายทะเลขนาดใหญ่ (สาหร่ายทะเล) ที่ไม่มีการสนับสนุนจากมนุษย์อย่างชัดเจนได้ขยายขอบเขตไปทั่วมหาสมุทร โดยเร่งตัวขึ้นตั้งแต่ปี 2008-2010 และเพิ่มขึ้นในอัตรา 13.4% ต่อปีนับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา^{[ 55 ]}

ต้นทุนและเศรษฐศาสตร์

ต้นทุนของ CDR แตกต่างกันอย่างมาก ขึ้นอยู่กับความพร้อมของเทคโนโลยีที่ใช้ รวมถึงเศรษฐกิจของทั้งตลาดการกำจัดคาร์บอนโดยสมัครใจและผลผลิตทางกายภาพ ตัวอย่างเช่น การไพโรไลซิสของชีวมวลจะผลิตไบโอชาร์ซึ่งมีการใช้งานเชิงพาณิชย์หลายอย่าง รวมถึงการฟื้นฟูดินและการบำบัดน้ำเสีย^{[ 56 ]}ต้นทุน DAC อยู่ที่ 94 ถึง 600 ดอลลาร์ต่อตัน^{[ 57 ]}^{[ 58 ]}^{[ 59 ]}ไบโอชาร์อยู่ที่ 200 ถึง 584 ดอลลาร์ต่อตัน^{[ 60 ]}และวิธีแก้ปัญหาที่อิงธรรมชาติ (เช่น การปลูกป่าและการฟื้นฟูป่า) มีราคาต่ำกว่า 50 ดอลลาร์ต่อตัน^{[ 57 ]}ข้อเท็จจริงที่ว่าไบโอชาร์มีราคาสูงกว่าในตลาดการกำจัดคาร์บอนเมื่อเทียบกับวิธีการแก้ปัญหาที่อิงธรรมชาติ สะท้อนให้เห็นว่าไบโอชาร์เป็นแหล่งกักเก็บคาร์บอนที่คงทนกว่า โดยคาร์บอนจะถูกกักเก็บไว้เป็นเวลาหลายร้อยหรือหลายพันปี ในขณะที่วิธีการแก้ปัญหาที่อิงธรรมชาติเป็นรูปแบบการจัดเก็บที่มีความผันผวนมากกว่า ซึ่งมีความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับไฟป่า ศัตรูพืช แรงกดดันทางเศรษฐกิจ และลำดับความสำคัญทางการเมืองที่เปลี่ยนแปลงไป^{[ 61 ]}เทคโนโลยีการกำจัด CDR ที่แตกต่างกันอาจมีข้อได้เปรียบด้านการออกแบบและการดำเนินงาน ตัวอย่างเช่น ในขณะที่วิธีการแก้ปัญหาที่อิงธรรมชาติมีราคาถูก โรงงาน DAC ที่ดักจับ CO2 ได้ 1 ล้านตันปี โดยใช้พื้นที่ 0.4–1.5 ตารางกิโลเมตร⁽ 99–371 เอเคอร์) เทียบเท่ากับอัตราการดักจับ CO2 ต้นไม้ประมาณ 46 ล้านต้น ซึ่งต้องใช้ พื้นที่ประมาณ 3,098–4,647 ตารางกิโลเมตร^{( 765,494–1,148,241 เอเคอร์)}^{[ 58 ]}^{[ 62 ]}^{[ 63 ]}หลักการ Oxford สำหรับการชดเชยคาร์บอนที่สอดคล้องกับ Net Zero ระบุว่า เพื่อให้สอดคล้องกับข้อตกลงปารีส: "...องค์กรต่างๆ ต้องมุ่งมั่นที่จะค่อยๆ เพิ่มเปอร์เซ็นต์ของการชดเชยการกำจัดคาร์บอนที่พวกเขาจัดหามา โดยมีเป้าหมายที่จะจัดหาการกำจัดคาร์บอนแต่เพียงอย่างเดียวภายในกลางศตวรรษ" ^{[ 61 ]}ความคิดริเริ่มเหล่านี้ พร้อมกับการพัฒนามาตรฐานอุตสาหกรรมใหม่สำหรับการกำจัดคาร์บอนทางวิศวกรรม เช่น มาตรฐาน Puro จะช่วยสนับสนุนการเติบโตของตลาดการกำจัดคาร์บอน^{[ 64 ]}

แม้ว่า CDR จะไม่ครอบคลุมโดยโควตาของสหภาพยุโรปณ ปี 2021 แต่คณะกรรมาธิการยุโรปกำลังเตรียมการรับรองการกำจัดคาร์บอนและกำลังพิจารณาสัญญาคาร์บอนสำหรับส่วนต่าง [ ^{65 ] [}^{66 ] ใน}อนาคต CDR อาจถูกเพิ่มเข้าไปในโครงการซื้อขายการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของสหราชอาณาจักรด้วย [ 67 ] ณ สิ้นปี 2021 ราคาคาร์บอนสำหรับโครงการจำกัดและซื้อขายทั้งสองโครงการนี้ ซึ่งปัจจุบันอิงตามการลดคาร์บอน แทนที่จะเป็นการกำจัดคาร์บอน ยังคงต่ำกว่า 100 ดอลลาร์สหรัฐ [ ^{68 ] [} 69 ^{]หลังจากการ}^{แพร่กระจายของ}เป้าหมายการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิเป็นศูนย์ CDR มีบทบาทสำคัญมากขึ้นในเศรษฐกิจเกิดใหม่ที่สำคัญ (เช่น บราซิล จีน และอินเดีย) ^{[ 70 ]}

ณ ต้นปี 2023 เงินทุนยังไม่เพียงพอสำหรับวิธีการ CDR ไฮเทคที่จะมีส่วนช่วยอย่างมีนัยสำคัญในการบรรเทาผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ แม้ว่าเงินทุนที่มีอยู่จะเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อเร็ว ๆ นี้ การเพิ่มขึ้นส่วนใหญ่มาจากโครงการริเริ่มโดยสมัครใจของภาคเอกชน^{[ 71 ]}เช่น พันธมิตรภาคเอกชนที่นำโดยStripeซึ่งมีสมาชิกที่โดดเด่น ได้แก่Meta , GoogleและShopifyซึ่งในเดือนเมษายน 2022 ได้เปิดเผยกองทุนเกือบ 1 พันล้านดอลลาร์เพื่อเป็นรางวัลแก่บริษัทที่สามารถดักจับและกักเก็บคาร์บอนได้อย่างถาวร ตามที่ Nan Ransohoff พนักงานอาวุโสของ Stripe กล่าวว่ากองทุนนี้ "มีขนาดใหญ่กว่าตลาดการกำจัดคาร์บอนที่มีอยู่ในปี 2021 ประมาณ 30 เท่า แต่ก็ยังน้อยกว่าตลาดที่เราต้องการในปี 2050 ถึง 1,000 เท่า" ^{[ 72 ]} การที่ภาคเอกชนให้ทุนสนับสนุนเป็นจำนวนมากทำให้เกิดความกังวล เนื่องจากในอดีต ตลาดโดยสมัครใจพิสูจน์แล้วว่ามีขนาด เล็กกว่าตลาดที่เกิดจากนโยบายของรัฐบาลหลายเท่า^{[ 71 ]}อย่างไรก็ตาม ณ ปี 2023 รัฐบาลต่างๆ ได้เพิ่มการสนับสนุน CDR ซึ่งรวมถึงสวีเดน สวิตเซอร์แลนด์ และสหรัฐอเมริกา กิจกรรมล่าสุดจากรัฐบาลสหรัฐฯ ได้แก่ ประกาศเจตจำนงในเดือนมิถุนายน 2022 ที่จะให้ทุนสนับสนุน โครงการ CDR มูลค่า 3.5 พันล้านดอลลาร์ของ กฎหมายโครงสร้างพื้นฐานแบบสองพรรคและการลงนามในกฎหมายว่าด้วยการลดอัตราเงินเฟ้อปี 2022ซึ่งมีภาษี 45Q เพื่อส่งเสริมตลาด CDR ^{[ 71 ]}^{[ 73 ]}

การกำจัดก๊าซเรือนกระจกชนิดอื่น

แม้ว่านักวิจัยบางคนจะแนะนำวิธีการกำจัดมีเทนแต่บางคนก็กล่าวว่าไนตรัสออกไซด์น่าจะเป็นหัวข้อวิจัยที่ดีกว่าเนื่องจากมีอายุอยู่ในชั้นบรรยากาศนานกว่า^{[ 74 ]}

ดูเพิ่มเติม

การตรึงคาร์บอนทางชีวภาพ– ชุดของปฏิกิริยาชีวเคมีที่เชื่อมโยงกัน
เครื่องดักจับคาร์บอนไดออกไซด์– อุปกรณ์ที่ดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์จากก๊าซหมุนเวียน
เชื้อเพลิงคาร์บอนเป็นกลาง– เชื้อเพลิงประเภทที่ไม่มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิ
สถานการณ์การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ– ภาพจำลองสมมติฐานของสภาพการณ์ในอนาคต
เศรษฐกิจคาร์บอนต่ำ– เศรษฐกิจที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
โครงการ Virgin Earth Challenge – การแข่งขันเพื่อกำจัดก๊าซเรือนกระจกอย่างถาวร

ลิงก์ภายนอก

เอกสารข้อมูลเกี่ยวกับ CDR โดย IPCC รายงานการประเมินครั้งที่ 6 คณะทำงานที่ 3
บทความเจาะลึก (Deep Dives) ถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 5 เมษายน 2566 ที่Wayback MachineโดยCarbon180ข้อมูลเกี่ยวกับโซลูชันการกำจัดคาร์บอน
เส้นทางสู่เป้าหมาย 10 กิกะตัน -เกม ท้าทายการขยายขนาดการกำจัดคาร์บอน
รายงาน สถานการณ์การกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ฉบับที่ 2 วันที่ 3 มิถุนายน 2024
พื้นดิน - แหล่งดูดซับคาร์บอนของโลกองค์การสหประชาชาติ
Edwards, MR, Geden, O., Gidden, MJ, Lamb, WF, Minx, JC, Nemet, GF, Smith, SM, Bellamy, R., Brutschin, E., Diaz Anadon, L., Fuss, S., Grassi, G., Johnstone, I., Lebling, K., Lunstrum, A., Müller-Hansen, F., Portugal-Pereira, J., Probst, B., Vaughan, NE (บรรณาธิการ) "สถานการณ์การกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ / การประเมินทางวิทยาศาสตร์อิสระระดับโลกเกี่ยวกับการกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ / ฉบับที่ 3" (PDF) 2 มิถุนายน 2026. doi : 10.17605/OSF.IO/ZRD65 . เก็บถาวร(PDF)จากต้นฉบับเมื่อวันที่ 2 มิถุนายน 2026

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[

[ 16 ]

[18]

[23]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]

[ 31 ]

[ 32 ]

[ 33 ]

[ 34 ]

[ 35 ]

[ 36 ]

[ 37 ]

[ 38 ]

[ 40 ]

[ 41 ]

[ 42 ]

[ 43 ]

[

[ 45 ]

[ 46 ]

[ 48 ]

[ 49 ]

[ 50 ]

[ 51 ]

[ 52 ]

[ 53 ]

[ 54 ]

[ 55 ]

[ 56 ]

[ 59 ]

[ 60 ]

[ 61 ]

[ 62 ]

[ 63 ]

[ 64 ]

65 ] [

66 ] ใน

]หลังจากการ

แพร่กระจายของ

[ 70 ]

[ 71 ]

[ 72 ]

[ 73 ]

[ 74 ]