تتمثل المقاربات الرئيسية لحماية المناخ ، من ناحية ، في خفض انبعاثات غازات الدفيئة الصادرة في إنتاج الطاقة وفي استهلاك الطاقة في الإنتاج الصناعي والزراعي وفي النقل وفي المنازل الخاصة. وتشمل هذه ، على وجه الخصوص ، التخلص التدريجي من استخدام الوقود الأحفوري في قطاعات الكهرباء والتدفئة والنقل ، وكذلك الصناعة ، من أجل تجنب انبعاثات غازات الدفيئة المرتبطة بها. ومن ناحية أخرى ، يتعلق الأمر بالحفاظ والترويج المستهدف لمثل هذه المكونات الطبيعية التي تمتص ثاني أكسيد الكربون وتربطه (ما يسمى بالمصارف الكربونية ، وخاصة الغابات). انخفاض درجات الحرارة والحد من مصادر الطاقة الأحفورية ، والتي تقلل من تلوث الهواء الذي تسببه ، لديها أيضا عدد من الآثار الجانبية الإيجابية على البيئة والصحة.

من وجهة نظر العديد من الباحثين ، لم يعد من الممكن إيقاف آثار ظاهرة الاحتباس الحراري بشكل كامل ، ولكن فقط تخفيفها ومحدودية. لذلك ، وبالتوازي مع تخفيض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ، هناك حاجة للتدابير اللازمة للتكيف مع العواقب الحتمية لتغير المناخ (التكيف) ، على سبيل المثال. باء البناء السد والتأهب للكوارث. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن تدابير التكيف ناجحة على وجه الخصوص في المدى القصير والمتوسط ​​، في حين يصعب تحديد فعاليتها على المدى الطويل ، لأسباب ليس أقلها أن التكيف مع عواقب الاحترار العالمي محدود.

بالإضافة إلى التدابير واسعة النطاق والتوجهات الاقتصادية الكلية وكذلك سياسة حماية المناخ على المستوى الدولي والدولي ، تشمل حماية المناخ أيضًا التعليم وتغيير السلوك للأفراد ، خاصة في البلدان الصناعية ذات الاستهلاك المرتفع للطاقة نسبياً وما يقابلها من تلويث الغازات المسببة للاحتباس الحراري.

استهلاك الطاقة عن طريق مصدر الطاقة
من أجل خلق تخفيف دائم لتغير المناخ ، يلزم استبدال مصادر الطاقة ذات كثافة الانبعاثات الكربونية العالية ، مثل الوقود الأحفوري التقليدي – النفط والفحم والغاز الطبيعي – بمصادر طاقة منخفضة الكربون. الوقود الأحفوري يزود البشرية بالأغلبية العظمى من احتياجات الطاقة لدينا ، وبمعدل متزايد. في عام 2012 ، أشارت وكالة الطاقة الدولية إلى أن الفحم يمثل نصف استهلاك الطاقة المتزايد للعقد السابق ، وهو نمو أسرع من جميع مصادر الطاقة المتجددة. توفر كل من الطاقة الكهرومائية والطاقة النووية معا الجزء الأكبر من الطاقة المولدة للكربون المنخفض الناتجة عن إجمالي استهلاك الطاقة العالمي.

نوع الوقود	متوسط ​​إجمالي استهلاك الطاقة العالمي
	1980	2004	2006
نفط	4.38	5.58	5.74
غاز	1.80	3.45	3.61
فحم	2.34	3.87	4.27
الطاقة الكهرومائية	0.60	0.93	1.00
الطاقة النووية	0.25	0.91	0.93
الطاقة الحرارية الأرضية ، والرياح ، الطاقة الشمسية ، الخشب	0.02	0.13	0.16
مجموع	9.48	15.0	15.8
المصدر: إدارة معلومات الطاقة الأمريكية

تغيير واستخدام الطاقة ، حسب المصدر ، بوحدات (PWh) في تلك السنة.
	الحجري	نووي	جميع المصادر المتجددة	مجموع
1990	83،374	6.113	13،082	102،569
2000	94،493	7.857	15،337	117،687
2008	117،076	8.283	18،492	143،851
التغيير 2000-2008	22،583	0.426	3.155	26،164

الطرق والوسائل
تشير التقديرات في الغالب إلى أن انبعاثات غازات الدفيئة يمكن تخفيضها باستخدام مجموعة من التكنولوجيات منخفضة الكربون. في صميم معظم المقترحات هو الحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري (GHG) من خلال الحد من نفايات الطاقة والتحول إلى مصادر طاقة منخفضة الكربون. وبما أن تكلفة تخفيض انبعاثات غازات الدفيئة في قطاع الكهرباء تبدو أقل مما هي عليه في القطاعات الأخرى ، كما هو الحال في قطاع النقل ، فإن قطاع الكهرباء قد يحقق أكبر انخفاض نسبي للكربون بموجب سياسة مناخية فعالة من الناحية الاقتصادية.

مصادر طاقه بديله

طاقة متجددة
تنطوي تدفقات الطاقة المتجددة على ظواهر طبيعية مثل ضوء الشمس والرياح والأمطار والمد والجزر ونمو النباتات والحرارة الجوفية ، كما توضح الوكالة الدولية للطاقة:

تستمد الطاقة المتجددة من العمليات الطبيعية التي يتم تجديدها باستمرار. في أشكاله المختلفة ، يستمد مباشرة من الشمس ، أو من الحرارة المتولدة في أعماق الأرض. يشمل التعريف الكهرباء والحرارة الناتجة عن الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والمحيطات والطاقة المائية والكتلة الحيوية وموارد الطاقة الحرارية الأرضية والوقود الحيوي والهيدروجين المشتق من الموارد المتجددة.

تثير مخاوف تغير المناخ والحاجة إلى الحد من انبعاثات الكربون نموًا متزايدًا في صناعات الطاقة المتجددة. تحل الطاقة المتجددة منخفضة الكربون محل الوقود الأحفوري التقليدي في ثلاثة مجالات رئيسية: توليد الطاقة ، تسخين المياه الساخنة / الحارة ، ووقود النقل. في عام 2011 ، نمت حصة مصادر الطاقة المتجددة في توليد الكهرباء في جميع أنحاء العالم للسنة الرابعة على التوالي إلى 20.2 ٪. استنادًا إلى تقرير REN21 لعام 2014 ، ساهمت مصادر الطاقة المتجددة بنسبة 19٪ لتوفير استهلاك الطاقة العالمي. وينقسم استهلاك الطاقة هذا إلى أن 9 ٪ تأتي من الكتلة الحيوية المحترقة ، و 4.2 ٪ كطاقة حرارية (غير الكتلة الحيوية) ، و 3.8 ٪ من الطاقة الكهرمائية و 2 ٪ كطاقة كهربائية من محطات طاقة الرياح والطاقة الحرارية الأرضية والطاقة الحرارية الأرضية والكتلة الحيوية.

نما استخدام الطاقة المتجددة أسرع بكثير من أي شخص متوقع. قال الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ (IPCC) أن هناك حدوداً تكنولوجية أساسية قليلة لدمج حافظة تكنولوجيات الطاقة المتجددة لتلبية معظم الطلب العالمي على الطاقة. على المستوى الوطني ، تملك 30 دولة على الأقل في العالم طاقة متجددة تسهم بأكثر من 20٪ من إمدادات الطاقة.

اعتبارًا من عام 2012 ، كانت الطاقة المتجددة مسؤولة عن ما يقرب من نصف الطاقة الكهربائية الجديدة التي تم تركيبها وتواصل انخفاض التكاليف. تساعد السياسة العامة والقيادة السياسية على “تسريع ميدان اللعب” ودفع القبول الواسع لتقنيات الطاقة المتجددة. اعتبارًا من عام 2011 ، كان لدى 118 دولة أهدافًا لمستقبلها للطاقة المتجددة الخاصة بها ، وسنت سياسات عامة واسعة النطاق لتعزيز مصادر الطاقة المتجددة. وتشمل قائمة شركات الطاقة المتجددة: BrightSource Energy و First Solar و Gamesa و GE Energy و Goldwind و Sinovel و Suntech و Trina Solar و Vestas و Yingli.

تم إنشاء الحافز لاستخدام الطاقة المتجددة بنسبة 100 ٪ بسبب الاحترار العالمي وغيرها من المخاوف البيئية والاقتصادية. يقول مارك ز. جاكوبسون إن إنتاج جميع الطاقة الجديدة باستخدام طاقة الرياح والطاقة الشمسية والطاقة الكهرومائية بحلول عام 2030 أمر ممكن ، ويمكن استبدال ترتيبات إمدادات الطاقة الحالية بحلول عام 2050. وتعتبر الحواجز التي تعترض تنفيذ خطة الطاقة المتجددة “اجتماعية وسياسية بشكل أساسي ، لا التكنولوجية أو الاقتصادية “. يقول جاكوبسون أن تكاليف الطاقة مع طاقة الرياح والطاقة الشمسية وأنظمة المياه يجب أن تكون مشابهة لتكاليف الطاقة اليوم. وفقاً لتقديرات عام 2011 من قبل وكالة الطاقة الدولية (IEA) ، قد تنتج مولدات الطاقة الشمسية معظم الكهرباء في العالم في غضون 50 عامًا ، مما يقلل بشكل كبير من انبعاثات غازات الدفيئة الضارة. نقاد نهج “الطاقة المتجددة بنسبة 100 ٪” تشمل فاتسلاف سمايل وجيمس هانسن. تشعر Smil و Hansen بالقلق حيال الإنتاج المتغير للطاقة الشمسية وطاقة الرياح و NIMBYism ونقص البنية التحتية.

يتوقع المحللون الاقتصاديون مكاسب في السوق للطاقة المتجددة (وكفاءة استخدام الطاقة) في أعقاب الحوادث النووية اليابانية عام 2011. في خطابه عن حالة الاتحاد لعام 2012 ، أعاد الرئيس باراك أوباما تأكيد التزامه بالطاقة المتجددة وذكر التزام وزارة الداخلية منذ فترة طويلة بالسماح ب 10000 ميغاواط من مشاريع الطاقة المتجددة على الأراضي العامة في عام 2012. على الصعيد العالمي ، هناك ما يقدر بنحو 3 ملايين وظائف في صناعات الطاقة المتجددة ، مع حوالي نصفهم في صناعة الوقود الحيوي.

بعض البلدان ، ذات الجغرافيا ، والجيولوجيا ، والطقس الجيد والمناسب تماما للاستغلال الاقتصادي لمصادر الطاقة المتجددة ، تحصل بالفعل على معظم طاقتها الكهربائية من الطاقة المتجددة ، بما في ذلك الطاقة الحرارية الأرضية في أيسلندا (100 في المائة) ، والطاقة الكهرمائية في البرازيل (85 في المائة). ) والنمسا (62 في المائة) ونيوزيلندا (65 في المائة) والسويد (54 في المائة). تنتشر مولدات الطاقة المتجددة في العديد من البلدان ، حيث توفر طاقة الرياح نسبة كبيرة من الكهرباء في بعض المناطق الإقليمية: على سبيل المثال ، 14 في المائة في ولاية أيوا الأمريكية ، و 40 في المائة في ولاية شليسفيغ هولشتاين الألمانية الشمالية ، و 20 في المائة. في الدنمارك. تسخين المياه بالطاقة الشمسية يساهم مساهمة هامة ومتنامية في العديد من البلدان ، وعلى الأخص في الصين ، والتي لديها الآن 70 في المائة من الإجمالي العالمي (180 GWth). في جميع أنحاء العالم ، تلبي أنظمة تدفئة المياه بالطاقة الشمسية المركبة جزءًا من احتياجات تسخين المياه لأكثر من 70 مليون أسرة. يستمر استخدام الكتلة الحيوية للتدفئة في النمو أيضًا. في السويد ، تجاوز الاستخدام الوطني لطاقة الكتلة الحيوية النفط. التدفئة الحرارية الأرضية المباشرة تنمو بسرعة أيضا. وقد ساهم الوقود الحيوي المتجدد للنقل ، مثل وقود الإيثانول والديزل الحيوي ، في حدوث انخفاض كبير في استهلاك النفط في الولايات المتحدة منذ عام 2006. وقد تسبب 93 مليار لتر من الوقود الحيوي المنتَج في جميع أنحاء العالم في عام 2009 في تشريد ما يقدر بنحو 68 مليار لتر من البنزين ، يساوي حوالي 5 في المائة من إنتاج العالم من البنزين.

الطاقة النووية
منذ عام 2001 ، تم استخدام مصطلح “النهضة النووية” للإشارة إلى احتمال إحياء صناعة الطاقة النووية ، مدفوعًا بارتفاع أسعار الوقود الأحفوري والمخاوف الجديدة المتعلقة بالوفاء بحدود انبعاث الغازات المسببة للاحتباس الحراري. ومع ذلك ، في مارس / آذار 2011 أثارت كارثة فوكوشيما النووية في اليابان وما يرتبط بها من عمليات إغلاق في المنشآت النووية الأخرى تساؤلات بين بعض المعلقين بشأن مستقبل الطاقة النووية. وأورد بلاتس أن “الأزمة في محطات فوكوشيما النووية قد دفعت الدول الكبرى المستهلكة للطاقة إلى مراجعة سلامة مفاعلاتها الحالية والتشكيك في سرعة ونطاق التوسعات المخطط لها في جميع أنحاء العالم”.

أفادت الرابطة العالمية للطاقة النووية أن توليد الطاقة النووية في عام 2012 بلغ أدنى مستوى له منذ عام 1999. واقترح العديد من الدراسات والتقييمات الدولية السابقة أنه كجزء من محفظة تكنولوجيات الطاقة الأخرى منخفضة الكربون ، ستواصل الطاقة النووية القيام بدور في الحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. من الناحية التاريخية ، يُقدر أن استخدام الطاقة النووية قد منع انبعاث الغيومونات بمقدار 64 غيغا طن في الغلاف الجوي اعتبارًا من عام 2013. وتشمل المخاوف العامة بشأن الطاقة النووية مصير الوقود النووي المستنفد ، والحوادث النووية ، والمخاطر الأمنية ، والانتشار النووي ، والمخاوف التي محطات الطاقة النووية باهظة الثمن. ومن بين هذه المخاوف ، فإن الحوادث النووية والتخلص من الوقود / النفايات “الإشعاعية” طويلة العمر من المحتمل أن يكون لها أكبر تأثير عام على مستوى العالم. على الرغم من عدم إدراكها بشكل عام ، إلا أن كلا من هذه المخاوف العامة الصارخة تتضاءل بشكل كبير من خلال تصاميم السلامة السلبية الحالية ، و “الدليل الذائب” ، والمفاعلات الملحية المنصهرة في المستقبل ، والتي أثبتت التجارب التجريبية ، واستخدام الوقود التقليدي والأكثر تقدمًا / المعالجة الحرارية “للنفايات” ، مع أن إعادة التدوير أو إعادة المعالجة الأخيرة ليست شائعة في الوقت الحاضر حيث غالباً ما تعتبر أرخص لاستخدام دورة وقود نووي لمرة واحدة في العديد من البلدان ، اعتماداً على المستويات المتفاوتة للقيمة الذاتية التي يعطيها المجتمع في التقليل النفايات طويلة العمر في بلدهم ، مع قيام فرنسا بكمية كبيرة من إعادة المعالجة عند مقارنتها بالولايات المتحدة.

الطاقة النووية ، مع حصة 10.6 ٪ من إنتاج الكهرباء العالمي في عام 2013 ، تأتي في المرتبة الثانية بعد الطاقة الكهرومائية باعتبارها أكبر مصدر للطاقة المنخفضة الكربون. أكثر من 400 مفاعل توليد الكهرباء في 31 بلدا.

على الرغم من أن هذا التحليل المستقبلي يتعامل بشكل أساسي مع الاستقراءات لتقنية المفاعل الحالي من الجيل الثاني ، فإن نفس الورقة تلخص أيضًا المؤلفات حول “FBRs” / مفاعلات سريعة المولد ، والتي يعمل اثنان منها اعتبارًا من عام 2014 مع أحدثها BN-800 ، تنص هذه المفاعلات على أن “متوسط ​​دورة حياة غازات الدفيئة … تشبه أو أقل من [مفاعلات الماء الخفيف الحالية] LWRs وتهدف إلى استهلاك كمية ضئيلة من اليورانيوم أو عدم استخدامه.

في تقريرهم لعام 2014 ، تعكس مقارنة IPCC لمصادر الطاقة المحتملة لإمكانية الاحترار العالمي لكل وحدة من الكهرباء المولدة ، والتي شملت بشكل خاص تأثيرات البودو ، قيمة الإنبعاثات المتوسطة المستمدة من التحليل التلوي لوارنر وهيلث ييل من أجل المياه الخفيفة غير الشائعة (أ) المفاعلات ، وهي قيمة مكافئة لثاني أكسيد الكربون تبلغ 12 غراماً من مكافئ ثاني أكسيد الكربون / كيلوواط ساعي ، وهو أدنى تأثير عالمي على الاحترار لجميع مصادر القدرة على التحميل الأساسي ، مع مصادر تحميل منخفضة مقارنة بالطاقة الكربونية ، مثل الطاقة الكهرمائية والكتلة الحيوية ، مما يؤدي إلى زيادة الاحترار العالمي بدرجة أكبر. و 230 غرامًا من CO2-eq / kWh على التوالي.

قد تكون الطاقة النووية غير تنافسية مقارنة بمصادر طاقة الوقود الأحفوري في البلدان التي ليس لديها برنامج ضريبي لكربون ، وبالمقارنة مع محطة وقود أحفوري ذات نفس ناتج الطاقة ، فإن محطات الطاقة النووية تستغرق وقتًا أطول للبناء.

تجري أبحاث الاندماج النووي على شكل مفاعل تجريبي حراري دولي. كان يعتقد في البداية أن توليد الكهرباء بالطاقة الكهربائية يمكن أن يكون قابلاً للتحقيق بسهولة ، كما كانت قوة الانشطار. ومع ذلك ، أدت المتطلبات القصوى للتفاعلات المستمرة واحتواء البلازما إلى توسيع الإسقاطات لعدة عقود. في عام 2010 ، بعد أكثر من 60 سنة من المحاولات الأولى ، كان يعتقد أن إنتاج الطاقة التجارية كان مستبعدًا قبل عام 2050. على الرغم من أنه لا يمكن إنشاء مفاعلات هجينة إندماجية اقتصادية قبل أي محاولة في هذا المجال التجاري الأكثر طلبًا. “مفاعل نقي الاندماج” / مفاعل DEMO يحدث.

الفحم لتحويل الوقود الغاز
تشير معظم مقترحات التخفيف ـ بدلاً من الإشارة مباشرة ـ إلى انخفاض في إنتاج الوقود الأحفوري العالمي. كما تم اقتراح حصص مباشرة لإنتاج الوقود الأحفوري العالمي.

ينبعث الغاز الطبيعي من غازات الاحتباس الحراري أقل بكثير (أي ثاني أكسيد الكربون والميثان – CH4) من الفحم عند حرقه في محطات توليد الطاقة ، ولكن ظهرت أدلة على أن هذه الفائدة يمكن أن تنقض تمامًا بسبب تسرب الميثان في حقول حفر الغاز ونقاط أخرى في سلسلة التوريد.

سعت دراسة أجرتها وكالة حماية البيئة (EPA) ومعهد أبحاث الغاز (GRI) في عام 1997 إلى اكتشاف ما إذا كان الانخفاض في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتج عن زيادة الغاز الطبيعي (استخدام الميثان في الغالب) سيقابله مستوى محتمل متزايد من الميثان الانبعاثات من مصادر مثل التسربات والانبعاثات. وخلصت الدراسة إلى أن الانخفاض في الانبعاثات الناجمة عن زيادة استخدام الغاز الطبيعي يفوق الآثار الضارة لزيادة انبعاثات الميثان. لقد طعنت الدراسات التي تمت مراجعتها من قبل الأقران مؤخراً في نتائج هذه الدراسة ، حيث قام باحثون من الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) بإعادة تأكيد نتائج ارتفاع معدلات تسرب الميثان (CH4) من حقول الغاز الطبيعي.

توصلت دراسة أجراها عام 2011 عالم أبحاث المناخ ، توم ويغلي ، إلى أنه في حين أن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن احتراق الوقود الأحفوري يمكن أن تنخفض باستخدام الغاز الطبيعي بدلاً من الفحم لإنتاج الطاقة ، فقد وجدت أيضًا أن الميثان الإضافي (CH4) من التسرب يضيف إلى التأثير الإشعاعي لنظام المناخ ، ويقابل التخفيض في تأثير ثاني أكسيد الكربون المصاحب للانتقال من الفحم إلى الغاز.بحثت الدراسة في تسرب الميثان من مناجم الفحم. التغيرات في التأثير الإشعاعي بسبب التغيرات في انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت والهباء الكربوني ؛ والاختلافات في كفاءة إنتاج الكهرباء بين توليد الطاقة بالفحم والغاز. بشكل عام ، هذه العوامل عوضت الحد من الاحترار بسبب انخفاض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. عندما يحل الغاز محل الفحم ، هناك احترار إضافي إلى 2،050 مع معدل تسرب مفترض قدره 0٪ ، وإلى 2،140 إذا كان معدل التسرب مرتفعًا إلى 10٪. ومع ذلك ، فإن التأثيرات الشاملة على متوسط ​​درجة الحرارة العالمية خلال القرن الحادي والعشرين صغيرة. بترون وآخرون. (2013) و Alvarez et al. (2012) لاحظ أن تقدير التسرب من البنية التحتية للغاز من المرجح أن يتم التقليل من شأنه. تشير هذه الدراسات إلى أن استغلال الغاز الطبيعي كوقود “أنظف” أمر مشكوك فيه. تظهر دراسة ميتة لعام 2014 عن 20 سنة من الدراسات الفنية للغاز الطبيعي أن انبعاثات الميثان يتم التقليل منها باستمرار ولكن على نطاق 100 عام ، فإن الفوائد المناخية للفحم لتحويل وقود الغاز من المحتمل أن تكون أكبر من التأثيرات السلبية لتسرب الغاز الطبيعي.

مضخة الحرارة
المضخة الحرارية هي جهاز يوفر الطاقة الحرارية من مصدر الحرارة إلى وجهة تسمى “بالوعة الحرارة”. تم تصميم المضخات الحرارية لنقل الطاقة الحرارية مقابل اتجاه تدفق الحرارة التلقائي عن طريق امتصاص الحرارة من الفضاء البارد وإطلاقها إلى واحدة أكثر دفئا. تستخدم المضخة الحرارية بعض الطاقة الخارجية لإنجاز عمل نقل الطاقة من مصدر الحرارة إلى بالوعة الحرارة.

على الرغم من أن مكيفات الهواء والمجمدات هي أمثلة مألوفة للمضخات الحرارية ، فإن مصطلح “المضخة الحرارية” هو أكثر عمومية وينطبق على العديد من أجهزة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء المستخدمة في التدفئة الفضائية أو التبريد الفضائي. عندما يتم استخدام مضخة حرارية للتسخين ، فإنها تستخدم نفس دورة التبريد الأساسية التي يستخدمها مكيف الهواء أو الثلاجة ، ولكن في الاتجاه المعاكس – إطلاق الحرارة في الفضاء المشروط بدلاً من البيئة المحيطة. في هذا الاستخدام ، تسحب مضخات الحرارة الحرارة عادة من الهواء الخارجي البارد أو من الأرض. في وضع التسخين ، تكون المضخات الحرارية أكثر كفاءة بثلاثة إلى أربعة أضعاف في استخدام الطاقة الكهربائية من السخانات المقاومة الكهربائية البسيطة.

لقد تم استنتاج أن المضخات الحرارية هي التقنية الوحيدة التي يمكن أن تقلل من انبعاثات غازات الدفيئة للأسر بشكل أفضل من أي تقنية أخرى متوفرة في السوق. وبوجود حصة سوقية تبلغ 30٪ وطاقة كهرباء (محتملة) ، يمكن لمضخات الحرارة أن تقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية بنسبة 8٪ سنوياً. يمكن أن يؤدي استخدام المضخات الحرارية ذات المصدر الأرضي إلى خفض حوالي 60٪ من الطلب على الطاقة الأولية و 90٪ من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في أوروبا في عام 2050 ، وجعل مناولة كميات كبيرة من الطاقة المتجددة أسهل.يعتبر استخدام الطاقة المتجددة الفائضة في المضخات الحرارية أكثر الوسائل المنزلية فعالية للحد من الاحترار العالمي واستنفاد الوقود الأحفوري.

ومع وجود كميات كبيرة من الوقود الأحفوري المستخدم في إنتاج الكهرباء ، يؤدي الطلب على الشبكة الكهربائية إلى توليد غازات الدفيئة.وبدون حصة عالية من الكهرباء منخفضة الكربون ، فإن مضخة الحرارة الداخلية ستنتج المزيد من انبعاثات الكربون أكثر من استخدام الغاز الطبيعي.

التخلص التدريجي من الوقود الأحفوري: الوقود الكربوني المحايد والسالب
قد يتم التخلص التدريجي من الوقود الأحفوري باستخدام خط أنابيب الكربون المحايد وغير الكربوني وأنواع وقود النقل التي تم إنشاؤها باستخدام الطاقة إلى الغاز والغاز لتكنولوجيات السوائل. يمكن استخدام ثاني أكسيد الكربون من غاز المداخن الوقود الأحفوري لإنتاج الأخشاب البلاستيكية مما يسمح بإعادة التشجير السلبي للكربون.

المصارف والانبعاثات السلبية
إن حوض الكربون هو خزان طبيعي أو اصطناعي يتراكم ويخزن بعض المركبات الكيميائية المحتوية على الكربون لفترة غير محددة ، مثل غابة متنامية. ومن ناحية أخرى ، فإن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون السلبية هي إزالة دائمة لثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي. ومن الأمثلة على ذلك ، التقاط الهواء المباشر ، وتقنيات التجوية المحسنة مثل تخزينها في التكوينات الجيولوجية تحت الأرض والفحم النباتي. وتعتبر هذه العمليات في بعض الأحيان بمثابة اختلافات في البواليع أو التخفيف ، وأحيانًا كالهندسة الجيولوجية. وبالاقتران مع تدابير التخفيف الأخرى ، تعتبر المصارف بالاقتران مع انبعاثات الكربون السلبية حاسمة لتحقيق هدف الـ 350 جزء في المليون.

ويلاحظ مركز البحوث التعاوني للمناخ والأنظمة الأيكولوجية في أنتاركتيكا (ACE-CRC) أن المحيطات تستوعب ثلث الإنبعاثات السنوية لثاني أكسيد الكربون. ومع ذلك ، فإن هذا يؤدي أيضًا إلى تحمّض المحيطات ، مع احتمال حدوث تأثيرات كبيرة على الحياة البحرية. يخفض التحمض مستوى أيونات الكربونات المتاحة لتكديس الكائنات الحية لتشكيل أصدافها. وتشمل هذه الكائنات الحية أنواع العوالق التي تساهم في تأسيس الشبكة الغذائية للمحيط الجنوبي. ومع ذلك ، قد يؤثر التحمّض على مجموعة واسعة من العمليات الفسيولوجية والإيكولوجية الأخرى ، مثل تنفس الأسماك ، وتطوير اليرقات ، والتغيرات في ذوبان كل من المغذيات والسموم.

إعادة التشجير والتحريج
وكان ما يقرب من 20 في المائة (8 جيغا طن من ثاني أكسيد الكربون في السنة) من إجمالي انبعاثات غازات الدفيئة ناتجة عن إزالة الغابات في عام 2007. ويقدر أن تجنب إزالة الغابات يقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بمعدل 1 طن من ثاني أكسيد الكربون لكل 1-5 في تكاليف الفرصة البديلة من الزراعة المفقودة. يمكن أن تؤدي إعادة التحريج إلى توفير 1 GtCO2 / سنة أخرى على الأقل ، بتكلفة تقدر بـ 5–15 دولارًا / tco2. والتشجير هو المكان الذي لم يكن فيه في السابق غابة – ويقدر أن هذه المزارع يجب أن تكون ضخمة بشكل لا يمكن معه خفض الانبعاثات في حد ذاتها.

إن نقل الحقوق على الأراضي من الملك العام إلى سكانها الأصليين ، الذين كان لهم مصلحة منذ آلاف السنين في الحفاظ على الغابات التي يعتمدون عليها ، يُقال بأنهم استراتيجية فعالة من حيث التكلفة لحفظ الغابات. ويشمل ذلك حماية هذه الحقوق الواردة في القوانين القائمة ، مثل قانون حقوق الغابات في الهند. وقد قيل إن نقل مثل هذه الحقوق في الصين ، وربما أكبر إصلاح للأراضي في العصر الحديث ، زاد من الغطاء الحرجي. وقد أظهر منح ملكية الأرض تخفيضاً أقل من مرتين أو ثلاث مرات حتى من المتنزهات التي تديرها الدولة ، لا سيما في منطقة الأمازون البرازيلية. إن استبعاد البشر ، وحتى إخلاء السكان من المناطق المحمية (التي يطلق عليها “الحفاظ على الحصون”) ، أحيانًا نتيجة لمجموعات الضغط التي تمارسها جماعات حماية البيئة ، يؤدي غالبًا إلى مزيد من الاستغلال للأرض حيث يتوجه السكان الأصليون للعمل لدى الشركات الاستخراجية للبقاء على قيد الحياة.

مع زيادة الزراعة المكثفة والتحضر ، هناك زيادة في كمية الأراضي الزراعية المهجورة. حسب بعض التقديرات ، فإن كل هكتار من غابات النمو القديمة الأصلية ، أي أكثر من نصف هكتار من الغابات القديمة النمو ، ينمو أكثر من 20 هكتارا من الغابات الثانوية الجديدة ، على الرغم من أنها لا تتمتع بالتنوع البيولوجي نفسه مثل الغابات الأصلية والغابات الأصلية التي تخزن 60٪ من الكربون من هذه الغابات الثانوية الجديدة.وفقا لدراسة في العلوم ، فإن تعزيز إعادة النمو في الأراضي الزراعية المهجورة قد يعوّض سنوات من انبعاثات الكربون.

تفادي التصحر
استعادة المراعي تخزين CO2 من الهواء إلى المواد النباتية. الرعي الماشية ، وعادة لا يترك للتجول ، من شأنه أن يأكل العشب ، وسوف يقلل أي نمو العشب. ومع ذلك ، فإن الحشائش التي تُركت لوحدها ستنمو في نهاية المطاف لتغطية براعم النمو الخاصة بها ، مما يمنعها من التمثيل الضوئي وسيبقى النبات المحتضر في مكانه. تستخدم طريقة مقترحة لاستعادة الأراضي العشبية أسوارًا بها العديد من حقول الرعي الصغيرة وتحريك القطعان من حقل رعي إلى آخر بعد يوم واحد من اليوم الثاني لمحاكاة الرعي الطبيعي والسماح للعشب بالنمو على النحو الأمثل.بالإضافة إلى ذلك ، عندما يتم استهلاك جزء من المادة الورقية بواسطة حيوان رعي ، فإن مقدارًا مماثلًا من المادة الجذرية ينحسر أيضًا حيث أنه لن يكون قادرًا على الحفاظ على الكمية السابقة من المادة الجذرية ، وفي حين أن معظم المادة الجذرية المفقودة سوف تتعفن وتدخل الغلاف الجوي ، يتم احتجاز جزء من الكربون في التربة. وتشير التقديرات إلى أن زيادة محتوى الكربون في التربة في الأراضي العشبية الزراعية التي تبلغ مساحتها 3.5 مليار هكتار في العالم بنسبة 1٪ سيعوض ما يقرب من 12 عامًا من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. يدعي ألان سافوري ، كجزء من الإدارة الشمولية ، أنه في حين يتم إلقاء اللوم على قطعان كبيرة في كثير من الأحيان للتصحر ، دعمت أراضي ما قبل التاريخ قطعان كبيرة أو كبيرة ومناطق قطعت فيها قطعان في الولايات المتحدة لا تزال تتعرض للتصحر.

وبالإضافة إلى ذلك ، فإن الاحترار العالمي الناتج عن ذوبان التربة الصقيعية ، التي تخزن حوالي مرتين كمية الكربون المنبعثة في الجو ، يطلق غازات الدفيئة القوية ، والميثان ، في دورة ردود فعل إيجابية يُخشى من أن تؤدي إلى نقطة تحول تسمى تغير المناخ الجامح. تتمثل الطريقة المقترحة لمنع مثل هذا السيناريو في إعادة الحيوانات العاشبة الكبيرة ، كما هو الحال في Pleistocene Park ، حيث يحافظ دوسهم بشكل طبيعي على برودة الأرض عن طريق القضاء على الشجيرات وإبقاء الأرض معرضة للهواء البارد.

احتجاز الكربون وتخزينه
إن احتجاز الكربون وتخزينه (CCS) هو طريقة للتخفيف من تغير المناخ من خلال التقاط ثاني أكسيد الكربون (CO2) من مصادر نقطية كبيرة مثل محطات توليد الطاقة ، وبالتالي تخزينها بعيدًا بأمان بدلاً من إطلاقها في الغلاف الجوي. وتقدر الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ أن تكاليف وقف الاحترار العالمي ستتضاعف من دون احتجاز الكربون وتخزينه. وتقول وكالة الطاقة الدولية إن احتجاز ثاني أكسيد الكربون هو “التكنولوجيا الجديدة الأكثر أهمية لتوفير مدخرات ثاني أكسيد الكربون” في توليد الطاقة والصناعة. على الرغم من أنها تحتاج إلى طاقة أكثر بنسبة 40٪ لتشغيل محطة لتوليد الطاقة من الفحم ، مقارنة بمحطة فحم عادية ، فإن CCS يحتمل أن تستحوذ على حوالي 90٪ من جميع الكربون المنبعث من المصنع. ويخزن حقل سليبنر للغاز في النرويج ، الذي بدأ في عام 1996 ، ما يقرب من مليون طن من ثاني أكسيد الكربون سنويا لتجنب العقوبات المفروضة على إنتاج الغاز الطبيعي بمستويات عالية غير عادية من ثاني أكسيد الكربون. وفي أواخر عام 2011 ، تجاوز إجمالي سعة التخزين المخطط لها لثاني أكسيد الكربون في جميع المشاريع الـ 14 قيد التشغيل أو قيد الإنشاء أكثر من 33 مليون طن سنوياً. وهذا يعادل بشكل عام منع الانبعاثات من أكثر من ستة ملايين سيارة من دخول الغلاف الجوي كل عام. ووفقًا لتحليل نادي سييرا ، فإن الفحم الأمريكي أطلق مشروع كمبر المقرر أن يكون على الإنترنت في عام 2017 ، وهو أغلى محطة للطاقة يتم بناؤها على الإطلاق بالنسبة للطاقة الكهربائية التي ستولدها.

تعزيز الطقس
التجوية المحسنة هي إزالة الكربون من الهواء إلى الأرض ، مما يعزز دورة الكربون الطبيعية حيث يتم تعدين الكربون في الصخور. يتعاون مشروع CarbFix مع احتجاز الكربون وتخزينه في محطات توليد الطاقة لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى حجر في فترة قصيرة نسبياً من عامين ، مع معالجة القلق المشترك للتسرب في مشاريع احتجاز ثاني أكسيد الكربون. في حين استخدم هذا المشروع الصخور البازلتية ، أظهر الزبرجد الزيتوني الوعد.

الهندسة الجيولوجية
يرى Olivier Sterck الهندسة الجيولوجية كبديل للتخفيف والتكيف ، ولكن Gernot Wagner كاستجابة منفصلة تمامًا لتغير المناخ. في تقييم الأدب ، باركر وآخرون. (2007) وصف الهندسة الجيولوجية كنوع من سياسة التخفيف. وخلص الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ (2007) إلى أن خيارات الهندسة الجيولوجية ، مثل تسميد المحيطات لإزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي ، ظلت غير مثبتة إلى حد كبير. وقد قيل إن تقديرات التكلفة الموثوقة للهندسة الجيولوجية لم تنشر بعد.

الفصل 28 من الأكاديمية الوطنية للعلوم تقرير الآثار المترتبة على الاحترار الاحتباس الحراري: التخفيف والتكيف ، وقاعدة العلوم (1992) تعريف الهندسة الجيولوجية بأنها “خيارات من شأنها أن تنطوي على هندسة واسعة النطاق لبيئتنا من أجل مكافحة أو مواجهة آثار تغييرات في الكيمياء الجوية. ” قاموا بتقييم مجموعة من الخيارات لمحاولة إعطاء إجابات أولية على سؤالين: هل يمكن أن تعمل هذه الخيارات ويمكن تنفيذها بتكلفة معقولة. كما سعت إلى تشجيع مناقشة سؤال ثالث – ما هي الآثار الجانبية السلبية التي قد تكون موجودة. تم فحص الأنواع التالية من الخيارات: إعادة التحريج ، زيادة امتصاص المحيط لثاني أكسيد الكربون (امتصاص الكربون) وإخراج بعض أشعة الشمس. جادل NAS أيضا “يجب تقييم التدابير المضادة الهندسية ولكن لا ينبغي تنفيذها دون فهم واسع للآثار المباشرة والآثار الجانبية المحتملة ، والقضايا الأخلاقية ، والمخاطر.”. في يوليو / تموز 2011 ، خلص تقرير صادر عن مكتب المحاسبة الحكومي في الولايات المتحدة بشأن الهندسة الجيولوجية إلى أن “التقنيات الهندسية الحميدة لا تقدم الآن استجابة قابلة للتطبيق على تغير المناخ العالمي”.

إزالة ثاني أكسيد الكربون
تم اقتراح إزالة ثاني أكسيد الكربون كطريقة لتقليل كمية التأثير الإشعاعي. ويجري استكشاف مجموعة متنوعة من وسائل التقاط وتخزين الكربون بشكل مصطنع ، فضلاً عن تعزيز عمليات العزل الطبيعية. العملية الطبيعية الرئيسية هي التركيب الضوئي بواسطة النباتات والكائنات الحية أحادية الخلية (انظر biosequestration). تختلف العمليات الصناعية ، وقد تم الإعراب عن مخاوف بشأن الآثار طويلة الأجل لبعض هذه العمليات.

ومن الجدير بالذكر أن توافر الطاقة الرخيصة والمواقع المناسبة للتخزين الجيولوجي للكربون قد يجعل من احتجاز ثاني أكسيد الكربون قابلاً للتطبيق تجارياً. غير أنه من المتوقع عمومًا أن يكون التقاط هواء ثاني أكسيد الكربون غير اقتصادي عند مقارنته باحتجاز الكربون وتخزينه من المصادر الرئيسية – وعلى وجه الخصوص محطات الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري والمصافي وغيرها ، كما هو الحال في حالة مشروع كيمبر في الولايات المتحدة مع الكربون الاستيلاء ، سوف تنمو تكاليف الطاقة المنتجة بشكل ملحوظ. ومع ذلك ، يمكن استخدام ثاني أكسيد الكربون المحتجز في إجبار المزيد من النفط الخام على الخروج من حقول النفط ، حيث وضعت شتات أويل وشل خططًا للقيام بذلك. كما يمكن استخدام ثاني أكسيد الكربون في الدفيئات التجارية ، مما يتيح الفرصة لبدء التكنولوجيا. وقد بذلت بعض المحاولات لاستخدام الطحالب لالتقاط انبعاثات الدخان ، ولا سيما شركة GreenFuel Technologies ، التي أغلقت الآن عملياتها.

إدارة الإشعاع الشمسي
الغرض الرئيسي من إدارة الإشعاع الشمسي تسعى إلى عكس أشعة الشمس ، وبالتالي الحد من ظاهرة الاحتباس الحراري. إن قدرة الأهباء الكبريتية الستراتوسفيرية على خلق تأثير تعتيم عالمي جعلها مرشحة محتملة للاستخدام في مشاريع هندسة المناخ.

غازات الدفيئة غير ثاني أكسيد الكربون
ثاني أكسيد الكربون ليس هو غاز الدفيئة الوحيد ذي الصلة بالتخفيف ، وقد عملت الحكومات على تنظيم انبعاثات غازات الدفيئة الأخرى المنبعثة من الأنشطة البشرية (غازات الدفيئة البشرية المنشأ). إن الحدود القصوى للانبعاثات التي وافقت عليها معظم البلدان المتقدمة بموجب بروتوكول كيوتو تنظم انبعاثات كل غازات الدفيئة البشرية المنشأ تقريباً. هذه الغازات هي ثاني أكسيد الكربون ، والميثان (CH4) ، وأكسيد النيتروز (N2O) ، ومركبات الهيدروفلوروكربون (HFC) ، ومركبات الكربون المشبعة بالفلور (PFC) ، و hexafluoride الكبريت (SF6).

يتطلب تثبيت التركيزات الجوية لمختلف غازات الدفيئة البشرية المنشأ فهم خصائصها الفيزيائية المختلفة. يعتمد الاستقرار على مدى سرعة إضافة غازات الدفيئة إلى الغلاف الجوي ومدى سرعة إزالتها. يقاس معدل الإزالة بعمر الغلاف الجوي لغازات الدفيئة المعنية (انظر مقالة غازات الدفيئة الرئيسية لقائمة). هنا ، يتم تعريف العمر على أنه الوقت اللازم لاختزال اضطراب معين لغازات الدفيئة في الغلاف الجوي إلى 37٪ من قيمته الأولية. يمتلك الميثان عمرًا قصيرًا نسبيًا نسبيًا يبلغ 12 عامًا تقريبًا ، في حين يبلغ عمر عمر أكسيد النيتروز حوالي 110 عامًا. ﺑﺎﻟﻨﺴﺒﺔ ﻟﻠﻤﻴﺜﺎن ، ﻓﺈن اﻟﺘﺨﻔﻴﺾ ﺑﻤﻘﺪار ﺣﻮاﻟﻲ 30٪ أﻗﻞ ﻣﻦ ﻣﺴﺘﻮﻳﺎت اﻻﻧﺒﻌﺎﺛﺎت اﻟﺤﺎﻟﻴﺔ ﺳﻴﺆدي إﻟﻰ ﺗﺤﻘﻴﻖ اﻻﺳﺘﻘﺮار ﻓﻲ ﺗﺮآﻴﺰهﺎ ﻓﻲ اﻟﻐﻼف اﻟﺠﻮي ، ﻓﻲ ﺣﻴﻦ ﺳﻴﻜﻮن ﻣﻦ اﻟﻤﻄﻠﻮب ﺧﻔﺾ اﻻﻧﺒﻌﺎﺛﺎت ﺑﻨﺴﺒﺔ ﺗﺰﻳﺪ ﻋﻦ 50٪ ﺑﺎﻟﻨﺴﺒﺔ إﻟﻰ أآﺴﻴﺪ اﻟﻨﻴﺘﺮوز.

الميثان هو غاز دفيئة أقوى بكثير من غاز ثاني أكسيد الكربون في كمية الحرارة التي يمكن أن تحبسها ، خاصة في المدى القصير. إن حرق جزيء واحد من الميثان يولد جزيء واحد من ثاني أكسيد الكربون ، مما يشير إلى أنه قد لا يكون هناك فائدة صافية في استخدام الغاز كمصدر للوقود. إن تخفيض كمية النفايات الناتجة من الميثان في المقام الأول والابتعاد عن استخدام الغاز كمصدر للوقود سيكون له أثر مفيد أكبر ، كما قد يكون للنهج الأخرى للاستخدام الإنتاجي للميثان المهدور. من حيث الوقاية ، يتم تطوير اللقاحات في أستراليا للحد من مساهمات الاحترار العالمي الهامة من الميثان المنبعث من الحيوانات عن طريق انتفاخ البطن والإثارة.

وهناك خاصية فيزيائية أخرى لغازات الدفيئة البشرية المنشأ ذات الصلة بالتخفيف هي القدرات المختلفة للغازات لحبس الحرارة (في شكل إشعاع تحت أحمر). بعض الغازات تكون أكثر فعالية في حبس الحرارة أكثر من غيرها ، على سبيل المثال ، SF6 هو أكثر فعالية بـ 22،200 مرة من غازات الدفيئة من ثاني أكسيد الكربون على أساس كل كيلوغرام. مقياس لهذه الخاصية المادية هو إمكانات الاحترار العالمي (GWP) ، ويستخدم في بروتوكول كيوتو.

وعلى الرغم من عدم تصميم بروتوكول مونتريال لهذا الغرض ، فقد أفاد على الأرجح جهود التخفيف من حدة تغير المناخ. وبروتوكول مونتريال هو معاهدة دولية نجحت في خفض انبعاثات المواد المستنفدة للأوزون (على سبيل المثال ، مركبات الكربون الكلورية فلورية) ، وهي أيضاً غازات دفيئة.