Los principales enfoques para la protección del clima, por un lado, son reducir la emisión de gases de efecto invernadero emitidos en la producción de energía y en el consumo de energía en la producción industrial y agrícola, en el transporte y en los hogares privados. Estos incluyen, en particular, la eliminación gradual del uso de combustibles fósiles en los sectores de electricidad, calefacción y transporte, así como en la industria, para evitar las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas. Por otro lado, se trata de la conservación y promoción dirigida de tales componentes naturales que absorben y unen el dióxido de carbono (los llamados sumideros de carbono, especialmente los bosques). Las bajas temperaturas y la reducción de las fuentes de energía fósil, que reducen la contaminación del aire que causan, también tienen una serie de efectos secundarios positivos para el medio ambiente y la salud.
Desde el punto de vista de muchos investigadores, los efectos del calentamiento global ya no pueden detenerse por completo, sino solo atenuarse y limitarse. Por lo tanto, paralelamente a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero, se necesitan medidas para adaptarse a las ya inevitables consecuencias del cambio climático (adaptación), por ejemplo. Construcción de diques y preparación ante desastres. Sin embargo, cabe señalar que las medidas de adaptación son particularmente exitosas en el corto y mediano plazo, mientras que su efectividad a largo plazo es difícil de determinar, entre otras cosas porque la adaptación a las consecuencias del calentamiento global es limitada.
Además de las medidas a gran escala y la orientación macroeconómica, así como la política estatal e internacional de protección del clima, la protección del clima también incluye la educación y el cambio de comportamiento de las personas, especialmente en los países industrializados con un consumo de energía relativamente alto y los correspondientes contaminantes de las emisiones globales de gases de efecto invernadero.
Consumo de energía por fuente de energía.
Para crear una mitigación duradera del cambio climático, se requiere el reemplazo de fuentes de energía de alta intensidad de emisión de carbono, como los combustibles fósiles convencionales (petróleo, carbón y gas natural) por fuentes de energía de bajo carbono. Los combustibles fósiles abastecen a la humanidad con la gran mayoría de nuestras demandas de energía, ya un ritmo creciente. En 2012, la IEA observó que el carbón representaba la mitad del aumento del uso de energía en la década anterior, creciendo más rápido que todas las fuentes de energía renovable.Tanto la hidroelectricidad como la energía nuclear juntas proporcionan la mayor parte de la fracción de energía baja en carbono generada del consumo total de energía global.
| Tipo de combustible | Consumo de energía global total promedio | ||
| 1980 | 2004 | 2006 | |
| Petróleo | 4.38 | 5.58 | 5.74 |
| Gas | 1.80 | 3,45 | 3,61 |
| Carbón | 2,34 | 3.87 | 4.27 |
| Hidroeléctrico | 0.60 | 0.93 | 1.00 |
| La energía nuclear | 0.25 | 0.91 | 0.93 |
| Geotermia, viento, energía solar, madera |
0.02 | 0.13 | 0.16 |
| Total | 9.48 | 15.0 | 15.8 |
| Fuente: Administración de Información de Energía de los Estados Unidos. | |||
| Cambio y uso de energía, por fuente, en unidades de (PWh) en ese año. | ||||
|---|---|---|---|---|
| Fósil | Nuclear | Todos los renovables | Total | |
| 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 |
| Cambio 2000–2008 | 22.583 | 0.426 | 3.155 | 26.164 |
Metodos y medios
Las evaluaciones a menudo sugieren que las emisiones de GEI pueden reducirse utilizando una cartera de tecnologías bajas en carbono. En el núcleo de la mayoría de las propuestas se encuentra la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) mediante la reducción del desperdicio de energía y el cambio a fuentes de energía de baja emisión de carbono. Como el costo de reducir las emisiones de GEI en el sector eléctrico parece ser más bajo que en otros sectores, como en el sector del transporte, el sector eléctrico puede ofrecer las mayores reducciones proporcionales de carbono bajo una política climática económicamente eficiente.
Fuentes de energía alternativas
Energía renovable
Los flujos de energía renovable involucran fenómenos naturales como la luz solar, el viento, la lluvia, las mareas, el crecimiento de las plantas y el calor geotérmico, como explica la Agencia Internacional de Energía:
La energía renovable se deriva de procesos naturales que se repone constantemente. En sus diversas formas, se deriva directamente del sol, o del calor generado en lo profundo de la tierra. La definición incluye electricidad y calor generados por energía solar, eólica, oceánica, hidroeléctrica, biomasa, recursos geotérmicos y biocombustibles e hidrógeno derivados de recursos renovables.
Las preocupaciones sobre el cambio climático y la necesidad de reducir las emisiones de carbono están impulsando un crecimiento creciente en las industrias de energía renovable. Las energías renovables bajas en carbono reemplazan a los combustibles fósiles convencionales en tres áreas principales: generación de energía, agua caliente / calefacción de espacios y combustibles de transporte. En 2011, la participación de las energías renovables en la generación de electricidad en todo el mundo creció por cuarto año consecutivo hasta el 20,2%. Según el informe de REN21 de 2014, las energías renovables contribuyeron con el 19% para suministrar el consumo mundial de energía. Este consumo de energía se divide en un 9% proveniente de la quema de biomasa, un 4,2% como energía térmica (no biomasa), un 3,8% hidroeléctrica y un 2% como electricidad proveniente de plantas de energía eólica, solar, geotérmica y de biomasa.
El uso de energía renovable ha crecido mucho más rápido de lo que nadie anticipó. El Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC) ha dicho que existen pocos límites tecnológicos fundamentales para integrar una cartera de tecnologías de energía renovable para satisfacer la mayor parte de la demanda energética mundial total. A nivel nacional, al menos 30 naciones de todo el mundo ya cuentan con energía renovable que aporta más del 20% del suministro de energía.
A partir de 2012, la energía renovable representa casi la mitad de la capacidad eléctrica nueva instalada y los costos continúan disminuyendo. La política pública y el liderazgo político ayudan a «nivelar el campo de juego» e impulsar la aceptación más amplia de las tecnologías de energía renovable. A partir de 2011, 118 países tienen objetivos para sus propios futuros de energía renovable y han promulgado políticas públicas de gran alcance para promover las energías renovables. Las principales empresas de energía renovable incluyen BrightSource Energy, First Solar, Gamesa, GE Energy, Goldwind, Sinovel, Suntech, Trina Solar, Vestas y Yingli.
El incentivo para usar energía 100% renovable ha sido creado por el calentamiento global y otras preocupaciones ecológicas y económicas. Mark Z. Jacobson dice que la producción de toda la energía nueva con energía eólica, solar y hidroeléctrica para 2030 es factible y los acuerdos de suministro de energía existentes podrían reemplazarse para 2050. Las barreras para implementar el plan de energía renovable se consideran «principalmente sociales y políticas, No tecnológicos ni económicos «. Jacobson dice que los costos de energía con un sistema eólico, solar y de agua deben ser similares a los costos de energía actuales. Según una proyección de 2011 de la Agencia Internacional de Energía (AIE), los generadores de energía solar pueden producir la mayor parte de la electricidad del mundo dentro de 50 años, reduciendo drásticamente las emisiones de gases de efecto invernadero dañinas. Los críticos del enfoque de «energía 100% renovable» incluyen a Vaclav Smil y James E. Hansen. Smil y Hansen están preocupados por el rendimiento variable de la energía solar y eólica, el NIMBYism y la falta de infraestructura.
Los analistas económicos esperan ganancias en el mercado de energía renovable (y uso eficiente de la energía) luego de los accidentes nucleares de Japón en 2011. En su discurso sobre el Estado de la Unión en 2012, el presidente Barack Obama reafirmó su compromiso con las energías renovables y mencionó el compromiso de larga data del Departamento del Interior de permitir 10.000 MW de proyectos de energía renovable en terrenos públicos en 2012. A nivel mundial, se estima que hay 3 millones de ingresos directos. Empleos en industrias de energía renovable, con cerca de la mitad de ellos en la industria de biocombustibles.
Algunos países, con una geografía, geología y clima favorables que se adaptan bien a una explotación económica de fuentes de energía renovables, ya obtienen la mayor parte de su electricidad de fuentes renovables, incluida la energía geotérmica en Islandia (100 por ciento), y la energía hidroeléctrica en Brasil (85 por ciento). ), Austria (62 por ciento), Nueva Zelanda (65 por ciento) y Suecia (54 por ciento). Los generadores de energía renovable están distribuidos en muchos países, y la energía eólica proporciona una parte importante de la electricidad en algunas áreas regionales: por ejemplo, el 14 por ciento en el estado de Iowa, EE. UU., El 40 por ciento en el estado de Schleswig-Holstein, en el norte de Alemania, y el 20 por ciento. en Dinamarca. El calentamiento solar de agua hace una contribución importante y creciente en muchos países, especialmente en China, que ahora tiene el 70 por ciento del total mundial (180 GWth). En todo el mundo, los sistemas de calentamiento solar de agua instalados en total satisfacen una parte de las necesidades de calentamiento de agua de más de 70 millones de hogares. El uso de biomasa para calefacción sigue creciendo también. En Suecia, el uso nacional de la energía de la biomasa ha superado al del petróleo. El calentamiento geotérmico directo también está creciendo rápidamente.Los biocombustibles renovables para el transporte, como el etanol y el biodiesel, han contribuido a una disminución significativa en el consumo de petróleo en los Estados Unidos desde 2006. Los 93 mil millones de litros de biocombustibles producidos en todo el mundo en 2009 desplazaron el equivalente a unos 68 mil millones de litros de gasolina. igual a alrededor del 5 por ciento de la producción mundial de gasolina.
La energía nuclear
Desde aproximadamente el año 2001, el término «renacimiento nuclear» se ha utilizado para referirse a un posible resurgimiento de la industria de la energía nuclear, impulsado por el aumento de los precios de los combustibles fósiles y las nuevas preocupaciones sobre el cumplimiento de los límites de emisiones de gases de efecto invernadero. Sin embargo, en marzo de 2011, el desastre nuclear de Fukushima en Japón y los cierres asociados en otras instalaciones nucleares plantearon interrogantes entre algunos comentaristas sobre el futuro de la energía nuclear. Platts ha informado que «la crisis en las plantas nucleares de Fukushima en Japón ha llevado a los principales países consumidores de energía a revisar la seguridad de sus reactores existentes y poner en duda la velocidad y la escala de las expansiones planificadas en todo el mundo».
La Asociación Nuclear Mundial ha informado que la generación de electricidad nuclear en 2012 se encontraba en su nivel más bajo desde 1999. Varios estudios y evaluaciones internacionales anteriores, sugirieron que, como parte de la cartera de otras tecnologías energéticas de bajo carbono, la energía nuclear continuará desempeñando un papel en la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero. Históricamente, se estima que el uso de la energía nuclear ha evitado la emisión a la atmósfera de 64 gigatoneladas de CO2 equivalente a 2013. Las preocupaciones públicas sobre la energía nuclear incluyen el destino del combustible nuclear gastado, los accidentes nucleares, los riesgos de seguridad, la proliferación nuclear y una preocupación que Las centrales nucleares son muy caras. De estas preocupaciones, los accidentes nucleares y la eliminación de combustible radioactivo / «residuos» de larga vida probablemente han tenido el mayor impacto público en todo el mundo. Aunque en general no son conscientes de ello, estas dos inquietudes públicas se ven disminuidas en gran medida por los actuales diseños de seguridad pasiva, el EBR-II probado en el futuro, «a prueba de fusión», los futuros reactores de sal fundida y el uso de combustibles convencionales y más avanzados. El piroprocesamiento de «residuos», cuyo último reciclaje o reprocesamiento no es actualmente un lugar común, ya que a menudo se considera que es más barato utilizar un ciclo de combustible nuclear de un solo paso en muchos países, dependiendo de los niveles variables de valor intrínseco dado por una sociedad para reducir el desperdicio de larga duración en su país, con Francia haciendo una cantidad considerable de reprocesamiento en comparación con los EE. UU.
La energía nuclear, con una participación del 10,6% de la producción mundial de electricidad a partir de 2013, es superada solo por la hidroelectricidad como la mayor fuente de energía de baja emisión de carbono. Más de 400 reactores generan electricidad en 31 países.
Si bien este análisis futuro trata principalmente con extrapolaciones para la tecnología actual del reactor de la Generación II, el mismo documento también resume la literatura sobre los «FBRs / Fast Breeder Reactors, de los cuales dos están en funcionamiento a partir de 2014, siendo el más nuevo el BN-800, para En estos reactores, se afirma que la «mediana de las emisiones de GEI del ciclo de vida … similar o inferior a la de los [reactores de agua ligera actuales] LWR y pretende consumir poco o nada de mineral de uranio.
En su informe de 2014, la comparación de las fuentes de energía del IPCC del potencial de calentamiento global por unidad de electricidad generada, que incluyó en particular los efectos del albedo, refleja el valor de emisión promedio derivado del metanálisis de Warner y Heath Yale para el agua liviana no reproductora más común reactores, un valor equivalente de CO2 de 12 g CO2-eq / kWh, que es el forzamiento de calentamiento global más bajo de todas las fuentes de energía de carga base, con fuentes de carga base de bajo carbono comparables, como la energía hidroeléctrica y la biomasa, que producen un calentamiento global sustancialmente mayor y 230 g de CO2-eq / kWh respectivamente.
La energía nuclear puede no ser competitiva en comparación con las fuentes de energía de combustibles fósiles en países sin un programa de impuestos sobre el carbono, y en comparación con una planta de combustibles fósiles de la misma potencia de salida, las plantas de energía nuclear tardan más tiempo en construirse.
La investigación sobre fusión nuclear, en la forma del Reactor Experimental Termonuclear Internacional, está en marcha. Inicialmente, se creía que la generación de electricidad alimentada por Fusion era fácilmente alcanzable, como lo había sido la potencia de fisión. Sin embargo, los requisitos extremos para las reacciones continuas y la contención del plasma llevaron a que las proyecciones se extendieran por varias décadas. En 2010, más de 60 años después de los primeros intentos, todavía se creía que la producción de energía comercial era poco probable antes de 2050. Aunque, en lugar de uno u otro, se podrían construir reactores híbridos de fusión-fisión económicos antes de cualquier intento de este comercial más exigente. «Reactor de fusión pura» / DEMO reactor tiene lugar.
Cambio de combustible de carbón a gas
La mayoría de las propuestas de mitigación implican, en lugar de establecer directamente, una eventual reducción en la producción global de combustibles fósiles. También se proponen cuotas directas sobre la producción global de combustibles fósiles.
El gas natural emite muchos menos gases de efecto invernadero (es decir, CO2 y metano, CH4) que el carbón cuando se quema en las centrales eléctricas, pero está surgiendo evidencia de que este beneficio podría ser completamente anulado por la fuga de metano en los campos de perforación de gas y otros puntos en la cadena de suministro.
Un estudio realizado por la Agencia de Protección Ambiental (EPA) y el Instituto de Investigación del Gas (GRI) en 1997 trató de descubrir si la reducción en las emisiones de dióxido de carbono por el aumento del uso de gas natural (predominantemente metano) se compensaría con un posible aumento en el nivel de metano Emisiones de fuentes tales como fugas y emisiones. El estudio concluyó que la reducción en las emisiones por el aumento del uso del gas natural supera los efectos perjudiciales del aumento de las emisiones de metano. Los estudios más recientes revisados por expertos han desafiado los hallazgos de este estudio, con investigadores de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) que reconfirman los hallazgos de altas tasas de fugas de metano (CH4) de los campos de gas natural.
Un estudio realizado en 2011 por Tom Wigley, un destacado investigador del clima, descubrió que si bien las emisiones de dióxido de carbono (CO2) de la combustión de combustibles fósiles pueden reducirse mediante el uso de gas natural en lugar de carbón para producir energía, también se encontró que hay más fugas de metano (CH4) se suma al forzamiento radiativo del sistema climático, compensando la reducción del forzamiento de CO2 que acompaña a la transición del carbón al gas. El estudio analizó la fuga de metano de la minería del carbón; cambios en el forzamiento radiativo debido a cambios en las emisiones de dióxido de azufre y aerosoles carbonosos; y las diferencias en la eficiencia de la producción de electricidad entre la generación de energía de carbón y de gas. En general, estos factores compensaron con creces la reducción del calentamiento debido a la reducción de las emisiones de CO2. Cuando el gas reemplaza al carbón, hay un calentamiento adicional de 2.050 con una tasa de fuga supuesta del 0% y de 2.140 si la tasa de fuga es tan alta como el 10%. Sin embargo, los efectos generales sobre la temperatura media global durante el siglo XXI son pequeños. Petron et al. (2013) y Alvarez et al. (2012) señalan que se estima que es probable que se subestimen las fugas de la infraestructura de gas. Estos estudios indican que la explotación del gas natural como combustible «más limpio» es cuestionable. Un metaestudio de 2014 de 20 años de literatura técnica sobre gas natural muestra que las emisiones de metano se subestiman constantemente, pero en una escala de 100 años, los beneficios climáticos del cambio de combustible de carbón a gas son probablemente mayores que los efectos negativos de la fuga de gas natural.
Bomba de calor
Una bomba de calor es un dispositivo que proporciona energía térmica desde una fuente de calor a un destino llamado «disipador de calor». Las bombas de calor están diseñadas para mover la energía térmica en sentido opuesto a la dirección del flujo de calor espontáneo al absorber el calor de un espacio frío y liberarlo a uno más cálido. Una bomba de calor utiliza una cierta cantidad de energía externa para realizar el trabajo de transferir energía de la fuente de calor al disipador de calor.
Si bien los acondicionadores de aire y los congeladores son ejemplos conocidos de bombas de calor, el término «bomba de calor» es más general y se aplica a muchos dispositivos HVAC (calefacción, ventilación y aire acondicionado) utilizados para calentar o refrigerar espacios. Cuando se usa una bomba de calor para calentar, emplea el mismo ciclo básico de refrigeración utilizado por un acondicionador de aire o un refrigerador, pero en la dirección opuesta: libera calor en el espacio acondicionado en lugar del ambiente circundante. En este uso, las bombas de calor generalmente extraen calor del aire externo más frío o del suelo. En el modo de calefacción, las bombas de calor son de tres a cuatro veces más eficientes en su uso de energía eléctrica que los calentadores de resistencia eléctrica simples.
Se ha concluido que las bombas de calor son la única tecnología que podría reducir las emisiones de gases de efecto invernadero de los hogares mejor que cualquier otra tecnología disponible en el mercado. Con una cuota de mercado del 30% y electricidad (potencialmente) limpia, las bombas de calor podrían reducir las emisiones globales de CO2 en un 8% anual. El uso de bombas de calor de fuente terrestre podría reducir alrededor del 60% de la demanda de energía primaria y el 90% de las emisiones de CO2 en Europa en 2050 y facilitar el manejo de altas cuotas de energía renovable. El uso de energía renovable excedente en las bombas de calor es considerado como el medio más efectivo para reducir el calentamiento global y el agotamiento de los combustibles fósiles.
Con importantes cantidades de combustibles fósiles utilizados en la producción de electricidad, las demandas en la red eléctrica también generan gases de efecto invernadero. Sin una alta proporción de electricidad baja en carbono, una bomba de calor doméstica producirá más emisiones de carbono que el uso de gas natural.
Eliminación de combustibles fósiles: combustibles neutros en carbono y negativos
El combustible fósil puede eliminarse gradualmente con las tuberías de carbono neutro y negativo y los combustibles de transporte creados con tecnologías de energía a gas y de gas a líquidos. El dióxido de carbono del gas de combustión de combustibles fósiles se puede utilizar para producir madera plástica que permite la reforestación con carbono negativo.
Fregaderos y emisiones negativas.
Un sumidero de carbono es un reservorio natural o artificial que se acumula y almacena algunos compuestos químicos que contienen carbono durante un período indefinido, como un bosque en crecimiento. Por otra parte, una emisión negativa de dióxido de carbono es la eliminación permanente del dióxido de carbono de la atmósfera. Algunos ejemplos son la captura directa de aire, tecnologías mejoradas de intemperie, como el almacenamiento en formaciones geológicas subterráneas y de biochar. Estos procesos a veces se consideran como variaciones de sumideros o mitigación, y a veces como geoingeniería. En combinación con otras medidas de mitigación, los sumideros en combinación con emisiones de carbono negativas se consideran cruciales para cumplir con el objetivo de 350 ppm.
El Centro de Investigación Cooperativa sobre Ecosistemas y Clima Antártico (ACE-CRC) señala que un tercio de las emisiones anuales de CO2 de la humanidad son absorbidas por los océanos. Sin embargo, esto también conduce a la acidificación del océano, con impactos potencialmente significativos en la vida marina. La acidificación reduce el nivel de iones de carbonato disponibles para que los organismos calcificantes formen sus conchas. Estos organismos incluyen especies de plancton que contribuyen a la fundación de la red alimentaria del Océano Austral. Sin embargo, la acidificación puede afectar a una amplia gama de otros procesos fisiológicos y ecológicos, como la respiración de los peces, el desarrollo de larvas y los cambios en la solubilidad de los nutrientes y las toxinas.
Reforestación y forestación
Casi el 20 por ciento (8 GtCO2 / año) del total de las emisiones de gases de efecto invernadero provinieron de la deforestación en 2007. Se estima que la deforestación evitada reduce las emisiones de CO2 a una tasa de 1 tonelada de CO2 por $ 1 a 5 en costos de oportunidad de la pérdida de la agricultura. La reforestación podría ahorrar al menos otro 1 GtCO2 / año, a un costo estimado de $ 5–15 / tCO2. La forestación es donde antes no había bosque: se estima que tales plantaciones tienen que ser prohibitivamente masivas para reducir las emisiones por sí mismas.
Se afirma que la transferencia de derechos sobre la tierra del dominio público a sus habitantes indígenas, que han tenido intereses durante miles de años en la conservación de los bosques de los que dependen, es una estrategia rentable para conservar los bosques. Esto incluye la protección de los derechos que tienen derecho en las leyes existentes, como la Ley de Derechos Forestales de la India. Se ha argumentado que la transferencia de tales derechos en China, quizás la reforma agraria más grande en los tiempos modernos, ha aumentado la cobertura forestal. La concesión del título de la tierra ha demostrado tener dos o tres veces menos desmonte que los parques estatales, especialmente en la Amazonia brasileña. Excluir a los humanos e incluso desalojar a los habitantes de las áreas protegidas (llamada «conservación de la fortaleza»), a veces como resultado del cabildeo por parte de grupos ecologistas, a menudo lleva a una mayor explotación de la tierra a medida que los habitantes nativos se vuelven a trabajar para que sobrevivan las empresas extractivas.
Con el aumento de la agricultura intensiva y la urbanización, hay un aumento en la cantidad de tierras agrícolas abandonadas. Según algunas estimaciones, por cada media hectárea de bosque original antiguo talado, más de 20 hectáreas de bosques secundarios nuevos están creciendo, aunque no tienen la misma biodiversidad que los bosques originales y los bosques originales almacenan un 60% más de carbono que estos nuevos bosques secundarios. Según un estudio en Science, la promoción del recrecimiento en tierras agrícolas abandonadas podría compensar años de emisiones de carbono.
Desertificación evitada
La restauración de los pastizales almacena el CO2 del aire en el material vegetal. El pasto del ganado, que generalmente no se deja vagar, se comería el pasto y minimizaría cualquier crecimiento de pasto. Sin embargo, la hierba que queda sola eventualmente crecerá para cubrir sus propios brotes crecientes, impidiéndoles que hagan la fotosíntesis y que la planta moribunda permanezca en su lugar. Un método propuesto para restaurar los pastizales utiliza cercas con muchos potreros pequeños y manadas en movimiento de una a otra después de un día, dos para imitar a los pastores naturales y permitir que la hierba crezca de manera óptima. Además, cuando un animal de pastoreo consume parte de la materia de la hoja, también se desprende una cantidad correspondiente de materia de la raíz, ya que no sería capaz de sostener la cantidad anterior de la materia de la raíz y mientras que la mayor parte de la materia de la raíz perdida se pudriría y entraría. La atmósfera, parte del carbono es secuestrada en el suelo. Se estima que aumentar el contenido de carbono de los suelos en los 3.500 millones de hectáreas de pastizales agrícolas del mundo en un 1% compensaría los casi 12 años de emisiones de CO2. Allan Savory, como parte de la gestión holística, afirma que si bien se suele culpar a los grandes rebaños por la desertificación, las tierras prehistóricas apoyaron a los grandes o grandes rebaños y las áreas donde se eliminaron los rebaños en los Estados Unidos siguen desertificando.
Además, el calentamiento global provocó la descongelación del permafrost, que almacena aproximadamente dos veces la cantidad de carbono que se libera actualmente en la atmósfera, libera el potente gas de efecto invernadero, el metano, en un ciclo de retroalimentación positiva que se teme que lleve a un punto de inflexión llamado Cambio climático fuera de control. Un método propuesto para prevenir tal escenario es devolver herbívoros grandes como los que se ven en el Parque Pleistoceno, donde su pisoteo naturalmente mantiene el suelo más fresco al eliminar los arbustos y mantener el suelo expuesto al aire frío.
Captura y almacenamiento de carbono
La captura y almacenamiento de carbono (CCS) es un método para mitigar el cambio climático mediante la captura de dióxido de carbono (CO2) de fuentes puntuales grandes como las centrales eléctricas y, posteriormente, almacenarlo de forma segura en lugar de liberarlo a la atmósfera. El IPCC estima que los costos de detener el calentamiento global se duplicarían sin CCS. La Agencia Internacional de Energía dice que CCS es «la nueva tecnología más importante para el ahorro de CO2» en la generación de energía y la industria. A pesar de que requiere hasta un 40% más de energía para ejecutar una central de carbón de CCS que una central de carbón normal, CCS podría potencialmente capturar alrededor del 90% de todo el carbono emitido por la planta. El campo de gas Sleipner de Noruega, a partir de 1996, almacena casi un millón de toneladas de CO2 al año para evitar sanciones en la producción de gas natural con niveles inusualmente altos de CO2. A finales de 2011, la capacidad total de almacenamiento de CO2 planificada de los 14 proyectos en operación o en construcción es de más de 33 millones de toneladas al año. Esto es, en términos generales, equivalente a evitar que las emisiones de más de seis millones de automóviles ingresen a la atmósfera cada año. De acuerdo con un análisis del Sierra Club, el proyecto Kemper a carbón de EE. UU., Que estará en línea en 2017, es la planta eléctrica más cara jamás construida para los vatios de electricidad que generará.
Mejora de la intemperie
La meteorización mejorada es la eliminación del carbono del aire hacia la tierra, lo que mejora el ciclo natural del carbono donde el carbono se mineraliza en roca. El proyecto CarbFix se combina con la captura y el almacenamiento de carbono en las centrales eléctricas para convertir el dióxido de carbono en piedra en un período relativamente corto de dos años, abordando la preocupación común de las fugas en los proyectos de CCS. Si bien este proyecto utilizó rocas de basalto, el olivino también se ha mostrado prometedor.
Geoingeniería
Olivier Sterck considera que la geoingeniería es una alternativa a la mitigación y la adaptación, pero Gernot Wagner es una respuesta completamente separada al cambio climático. En una evaluación de la literatura, Barker et al. (2007) describieron la geoingeniería como un tipo de política de mitigación. El IPCC (2007) concluyó que las opciones de geoingeniería, como la fertilización de los océanos para eliminar el CO2 de la atmósfera, permanecen en gran parte sin demostrar. Se juzgó que aún no se habían publicado estimaciones de costos confiables para la geoingeniería.
El Capítulo 28 del Informe de la Academia Nacional de Ciencias sobre las implicaciones políticas del calentamiento de invernaderos: mitigación, adaptación y la base científica (1992) definió la geoingeniería como «opciones que involucrarían la ingeniería a gran escala de nuestro entorno para combatir o contrarrestar los efectos de Cambios en la química atmosférica «. Evaluaron una gama de opciones para tratar de dar respuestas preliminares a dos preguntas: ¿pueden funcionar estas opciones y podrían realizarse con un costo razonable? También intentaron alentar la discusión de una tercera pregunta: qué efectos secundarios adversos podrían producirse. Se examinaron los siguientes tipos de opciones: reforestación, aumento de la absorción de dióxido de carbono en los océanos (secuestro de carbono) y detección de la luz solar. NAS también argumentó que «las contramedidas diseñadas deben evaluarse, pero no deben implementarse sin una comprensión amplia de los efectos directos y los posibles efectos secundarios, las cuestiones éticas y los riesgos». En julio de 2011, un informe de la Oficina de Responsabilidad del Gobierno de los Estados Unidos sobre geoingeniería descubrió que «las tecnologías de ingeniería limitada no ofrecen ahora una respuesta viable al cambio climático global».
Eliminación de dióxido de carbono
La eliminación del dióxido de carbono se ha propuesto como un método para reducir la cantidad de forzamiento radiativo. Se está explorando una variedad de medios para capturar y almacenar el carbono artificialmente, así como para mejorar los procesos de secuestro natural. El principal proceso natural es la fotosíntesis por plantas y organismos unicelulares (ver biosequestration). Los procesos artificiales varían, y se han expresado preocupaciones sobre los efectos a largo plazo de algunos de estos procesos.
Es notable que la disponibilidad de energía barata y sitios apropiados para el almacenamiento geológico de carbono puede hacer que la captura de aire con dióxido de carbono sea viable comercialmente. Sin embargo, en general se espera que la captura de aire con dióxido de carbono sea antieconómica en comparación con la captura y el almacenamiento de carbono de fuentes importantes, en particular, las centrales eléctricas de combustible fósil, las refinerías, etc. Como en el caso del Proyecto Kemper de EE. UU. Con carbono Captura, los costos de la energía producida crecerán significativamente. Sin embargo, el CO2 capturado se puede usar para expulsar más petróleo crudo de los campos petroleros, como Statoil y Shell han hecho planes para hacer. El CO2 también se puede utilizar en invernaderos comerciales, lo que brinda la oportunidad de poner en marcha la tecnología. Se han hecho algunos intentos de utilizar algas para capturar las emisiones de chimeneas, especialmente la Corporación de Tecnologías de Combustible Verde, que ahora ha cerrado sus operaciones.
Gestión de la radiación solar
El objetivo principal de la gestión de la radiación solar es reflejar la luz solar y reducir así el calentamiento global. La capacidad de los aerosoles de sulfato estratosférico para crear un efecto de atenuación global los ha convertido en un posible candidato para su uso en proyectos de ingeniería climática.
Gases de efecto invernadero no CO2.
El CO2 no es el único GEI relevante para la mitigación, y los gobiernos han actuado para regular las emisiones de otros GEI emitidos por actividades humanas (GEI antropogénicos). Los límites de emisiones acordados por la mayoría de los países desarrollados en virtud del Protocolo de Kyoto regulan las emisiones de casi todos los GEI antropogénicos. Estos gases son CO2, metano (CH4), óxido nitroso (N2O), los hidrofluorocarbonos (HFC), perfluorocarbonos (PFC) y hexafluoruro de azufre (SF6).
La estabilización de las concentraciones atmosféricas de los diferentes GEI antropogénicos requiere una comprensión de sus diferentes propiedades físicas. La estabilización depende de la rapidez con que se agregan los GEI a la atmósfera y de la rapidez con la que se eliminan. La tasa de eliminación se mide por el tiempo de vida atmosférico del GEI en cuestión (consulte el artículo principal de GEI para obtener una lista). Aquí, el tiempo de vida se define como el tiempo requerido para que una perturbación dada del GEI en la atmósfera se reduzca al 37% de su cantidad inicial. El metano tiene una vida atmosférica relativamente corta de aproximadamente 12 años, mientras que la vida útil de N2O es de aproximadamente 110 años. Para el metano, una reducción de alrededor del 30% por debajo de los niveles de emisión actuales conduciría a una estabilización en su concentración atmosférica, mientras que para el N2O, se requeriría una reducción de emisiones de más del 50%.
El metano es un gas de efecto invernadero significativamente más potente que el dióxido de carbono en la cantidad de calor que puede atrapar, especialmente a corto plazo. La quema de una molécula de metano genera una molécula de dióxido de carbono, lo que indica que puede no haber un beneficio neto en el uso del gas como fuente de combustible. Reducir la cantidad de residuos de metano producido en primer lugar y alejarse del uso del gas como fuente de combustible tendrá un mayor impacto benéfico, al igual que otros enfoques para el uso productivo del metano desperdiciado. En términos de prevención, se están desarrollando vacunas en Australia para reducir las importantes contribuciones al calentamiento global del metano liberado por el ganado a través de la flatulencia y la erucción.
Otra propiedad física de los GEI antropogénicos relevantes para la mitigación son las diferentes capacidades de los gases para atrapar el calor (en forma de radiación infrarroja). Algunos gases son más efectivos para atrapar el calor que otros, por ejemplo, el SF6 es 22,200 veces más efectivo que un GEI que el CO2 por kilogramo. Una medida para esta propiedad física es el potencial de calentamiento global (GWP), y se utiliza en el Protocolo de Kyoto.
Aunque no fue diseñado para este propósito, el Protocolo de Montreal probablemente ha beneficiado los esfuerzos de mitigación del cambio climático. El Protocolo de Montreal es un tratado internacional que ha reducido con éxito las emisiones de sustancias que agotan el ozono (por ejemplo, los CFC), que también son gases de efecto invernadero.