CCS Redux: Kohlenstoffabscheidung im Boden – große lehmige Hoffnung oder Pflaster?

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Die Kohlenstoffabscheidung und -bindung in all ihren verschiedenen ineffektiven, ineffizienten und teuren Formen erlebt einen weiteren Hype-Zyklus. Es hat sich nichts wirklich geändert. Die Probleme bestehen immer noch. Die Alternativen sind immer noch besser. Das Einsatzpotenzial ist noch gering. Und so die CCS Redux-Reihe, in der alte CCS-Artikel mit geringfügigen Änderungen neu veröffentlicht werden.

Ich wurde aufgefordert, die wahrscheinliche Kapazität einzuschätzen Ansätze zur Kohlenstoffbindung im Boden (manchmal auch als biologische Kohlenstoffabscheidung und -sequestrierung oder BCCS bezeichnet) durch einen Forscher im Weltraum. Die Annahme war, dass zwei Drittel des im Boden gebundenen Kohlenstoffs durch die Umwandlung von Grasland in großflächige Landwirtschaft in die Atmosphäre verloren gegangen waren und dass veränderte landwirtschaftliche Praktiken ausreichen würden, um als Senke für den Großteil des Überschusses zu fungieren CO2 emittiert.

Was genau ist der Mechanismus? Wie viel Potenzial bietet BCCS? Wie viel Aufwand wäre erforderlich, um eine groß angelegte Reparatur durchzuführen? Vernünftige Fragen, also machte ich mich auf die Suche nach Antworten.

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Wie funktioniert BCCS?

In den letzten zwei Jahrzehnten gab es in der Pflanzenbiologie einige interessante Erkenntnisse, insbesondere im Zusammenhang mit dem sogenannten Glomalin.

Glomalin ist ein Glykoprotein, das reichlich auf Hyphen und Sporen arbuskulärer Mykorrhizapilze (AM) im Boden und in Wurzeln produziert wird. Glomalin wurde 1996 von Sara F. Wright, einer Wissenschaftlerin beim USDA Agricultural Research Service, entdeckt. Der Name stammt von Glomales, einer Pilzordnung.

Um die Prämisse des modernen BCCS zusammenzufassen:

• Glomalin bindet Kohlenstoff besser als bisher verstanden
• Gute Bodenbewirtschaftungspraktiken ermöglichen das Gedeihen der Pilze, die Glomalin produzieren
• was eine stärkere Bindung von Kohlenstoff ermöglicht

Kohlenstoff ist aus einheimischen Böden verloren gegangen, als sie landwirtschaftlich produktiv wurden. Das Konzept von BCCS besteht in der Umstellung auf landwirtschaftliche Ansätze, die Glomalin unterstützen, und nicht auf Ansätze, die es reduzieren und so die Kohlenstoffaufnahme des Bodens erhöhen. Die verschiedenen bereitgestellten Quellen stützten diese Theorie (alle Quellen, die nicht im Hauptteil dieses Artikels verlinkt sind, werden unten als zusätzliche Lektüre bereitgestellt).

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Wie viel Kohlenstoff könnte gebunden werden?

Da viele der Quellen aus Australien stammten, ging ich zu meiner [then] Anlaufstelle für gute Klimainformationen in Australien, CSIRO. Ich fand das sehr nützlich Informationspapier zur Bodensequestrierung ab 2010.

Der Teil, der mir in der Zusammenfassung des Materials auf S. iv:

Weltweit hat dieser SOC-Verlust zur Emission von mindestens 150 Petagramm (Pg) Kohlendioxid in die Atmosphäre geführt (1 Petagramm = 1 Gigatonne = 10^15 Gramm). Die Rückgewinnung auch nur eines kleinen Teils dieser Alt-Emissionen durch eine verbesserte Landbewirtschaftung würde eine erhebliche Reduzierung der Treibhausgasemissionen bedeuten.

Da der CO2-Gehalt von 150 auf 400 ppm gestiegen ist, entspricht dies einem Anstieg von insgesamt etwa 1.170 Gigatonnen überschüssigem CO2, und jährlich tragen wir etwa 10 Gigatonnen bei.

Gehen wir davon aus, dass alle landwirtschaftlichen Flächen weltweit im Laufe der nächsten 50 Jahre auf den gleichen Basiswert wie einheimisches Land zurückgeführt werden könnten. Das bedeutet, dass wir bei etwa 1.222 Gigatonnen zusätzlichem CO2 wären und der Boden davon etwa 150 Gigatonnen oder etwa 12 % binden würde.

Bei diesen 12 % handelt es sich jedoch überwiegend um eine temporäre biologische Senke.

Diese Studie zeigte, dass Glomalin 27 Prozent des Kohlenstoffs im Boden ausmacht und ein Hauptbestandteil der organischen Bodensubstanz ist. Nichols, Wright und E. Kudjo Dzantor, ein Bodenwissenschaftler an der University of Maryland-College Park, fanden heraus, dass Glomalin zwei- bis 24-mal mehr wiegt als Huminsäure, ein Produkt verrottender Pflanzen, von dem man bisher annahm, dass es das Hauptprodukt ist Beitrag zum Bodenkohlenstoff. Huminsäure trägt jedoch nur etwa 8 Prozent zum Kohlenstoff bei. Ein anderes Team hat kürzlich mithilfe der Kohlenstoffdatierung geschätzt, dass Glomalin je nach Bedingungen zwischen 7 und 42 Jahren haltbar ist.

Glomalin ist, wie alle biologischen Senken, vorübergehend. Es kommt zu einer Bewegung von CO2 in permanente Senken, aber auch zu einer Rückbewegung in die Atmosphäre. Biologische Senken werden gesättigt und der atmosphärische CO2-Gehalt bleibt im Gleichgewicht mit der Senke.

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Würde es schnell genug beschlagnahmt werden?

Es gab kürzlich schlechte Nachrichten für die Bodensequestrierung durch a Radiokarbondatierung der Bodenkohlenstoffstudie veröffentlicht in Wissenschaft von einem UCal-Team im September 2016.

Eine Glosse zur Studie im Wächter ist gut und in leichter zugänglicher Form.

Wissenschaftler der University of California, Irvine (UCI) fanden heraus, dass Modelle des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen (IPCC) der Vereinten Nationen von einem viel schnelleren Kohlenstoffkreislauf durch Böden ausgehen, als es tatsächlich der Fall ist. Daten aus 157 Bodenproben aus der ganzen Welt zeigen, dass das Durchschnittsalter des Bodenkohlenstoffs mehr als sechsmal älter ist als bisher angenommen.

Das bedeutet, dass es Hunderte oder sogar Tausende von Jahren dauern wird, bis Böden große Mengen des zusätzlichen CO2, das durch menschliche Aktivitäten in die Atmosphäre gepumpt wird, aufsaugen können – viel zu lange, als dass man sich darauf verlassen kann, der Welt in diesem Jahrhundert dabei zu helfen, eine gefährliche globale Erwärmung zu verhindern .

Die Antwort von 12 % bis 2050 ist also tatsächlich viel langsamer, sogar Jahrhunderte langsamer. Das ist zu langsam, als dass es bei einem kurzfristigen Versuch, mit der Erwärmung umzugehen, von Nutzen wäre.

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Bedeutet das, dass BCCS verschwinden wird?

Wie ein wirksameres Mais-Ethanol ermöglicht BCCS Regierungen geben den Landwirten Geld Wer sind ein großer Abstimmungsblock. Dies geschieht in Gerichtsbarkeiten auf der ganzen Welt.

Die Wissenschaft sagt, dass es sich nicht um eine kurzfristige Klimalösung handelt, aber das ist es Bessere Bodenbearbeitungsverfahren sind eine sehr gute Wahl egal. Auch wenn die Sequestrierung ein bisschen wie ein Ablenkungsmanöver ist, sind eine geringere Bodenerosion und eine bessere Bodenbiologie auf jeden Fall starke Nettovorteile.

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Gibt es gute Neuigkeiten daraus?

Ja eigentlich.

Die globale grüne Biomasse hat in den letzten 15 Jahren zugenommen oder so, wenn die arme Landbevölkerung in die Städte zieht und halb bewirtschaftetes Land verlässt, um sich zu verwildern. In einer eng verwandten Geschichte produzieren wir mehr Nahrung auf weniger Land unter der Landwirtschaft weltweit.

Die Kombination bedeutet, dass ein großer Teil des Landes wieder zu einer besseren Kohlenstoffsenke wird und dass die Fläche, die für bessere Praktiken geeignet ist, sowohl kleiner ist als auch von Organisationen, die es eher als langfristigen Vermögenswert betrachten, und von Agrarkonzernen, die dies wahrscheinlicher tun Folgen Sie der Wissenschaft einer besseren Landbewirtschaftung.

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Um es klar auszudrücken: Die Verbesserung der Landbewirtschaftungspraktiken, um den Boden gesünder und nachhaltiger zu machen, ist eine hervorragende Maßnahme. Es wird zur langfristigen Gesundheit des Ökosystems und zur Biosequestrierung beitragen. Aber es ist keine Lösung für unser Klimawandelproblem in diesem oder im nächsten Jahrhundert. Dazu muss alles elektrifiziert, der Strom dekarbonisiert und dann an den Rändern aufgeräumt werden.

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Zusätzliche Lektüre: