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利用破碎岩石改造美国农业以实现 CO$_2$ 封存与增产

物理与社会 2023-08-09 v1

摘要

增强风化(EW)是一种对当前农业实践颇具前景的改良方法,其利用破碎的硅酸盐岩石来驱动二氧化碳移除(CDR)。若在农田中广泛采用,它可助力在 2050 年前实现净零或负排放。我们报告了详细的州级分析,表明在农业用地上部署 EW 可封存 0.23–0.38 Gt CO2_2 yr1^{-1},并满足美国技术性 CDR 目标的 36–60%。各州的平均 CDR 成本存在差异,在最初几十年最高,之后到 2050 年下降至约 \sim\100150tCO100–150 tCO_2{}^{-1}的范围,包括对全国总CDR贡献最大的三个州(爱荷华、伊利诺伊和印第安纳)。我们确定多个选举摇摆州对扩大EW规模至关重要,它们也是该实践的主要受益者,这表明该技术需要强有力的两党支持。对河流和海洋从土壤排水携带溶解EW产物的地球化学容量的评估表明,EW在代际时间尺度上提供了安全长期的CO 的范围,包括对全国总 CDR 贡献最大的三个州(爱荷华、伊利诺伊和印第安纳)。我们确定多个选举摇摆州对扩大 EW 规模至关重要,它们也是该实践的主要受益者,这表明该技术需要强有力的两党支持。对河流和海洋从土壤排水携带溶解 EW 产物的地球化学容量的评估表明,EW 在代际时间尺度上提供了安全长期的 CO_2$ 移除。我们还预测了随着未来气候变化本将增加的地面臭氧得到缓解,作为 EW 的间接效益,并由此避免产量下降。我们的评估支持 EW 作为一种务实创新,可借助农业就气候变化采取积极行动,并恪守联邦环境正义优先事项。然而,随着规模扩大推进分阶段把关框架以防范环境和生物多样性担忧将是必不可少的。

关键词

引用

@article{arxiv.2308.04302,
  title  = {Transforming U.S. agriculture with crushed rock for CO$_2$ sequestration and increased production},
  author = {David J. Beerling and Euripides P. Kantzas and Maria Val Martin and Mark R. Lomas and Lyla L. Taylor and Shuang Zhang and Yoshiki Kanzaki and Christopher T. Reinhard and Noah J. Planavsky and Rafael M. Eufrasio and Phil Renforth and Jean-Francois Mecure and Hector Pollitt and Philip B. Holden and Neil R. Edwards and Lenny Koh and Dimitar Z. Epihov and Adam Wolf and James E. Hansen and Nick F. Pidgeon and Steven A. Banwart},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2308.04302},
  year   = {2023}
}