Gli approcci principali alla protezione del clima, da un lato, consistono nel ridurre le emissioni di gas serra rilasciate nella produzione di energia e nel consumo di energia nella produzione industriale e agricola, nei trasporti e nelle famiglie. Questi includono, in particolare, la graduale eliminazione dell’utilizzo di combustibili fossili nei settori dell’elettricità, del riscaldamento e dei trasporti, nonché l’industria, al fine di evitare le emissioni di gas serra associate. D’altra parte, riguarda la conservazione e la promozione mirata di tali componenti naturali che assorbono e vincolano il biossido di carbonio (i cosiddetti pozzi di carbonio, in particolare le foreste). Le temperature più basse e la riduzione delle fonti di energia fossile, che riducono l’inquinamento atmosferico che causano, hanno anche una serie di effetti collaterali positivi sull’ambiente e sulla salute.

Dal punto di vista di molti ricercatori, gli effetti del riscaldamento globale non possono più essere completamente fermati, ma solo mitigati e limitati. Pertanto, parallelamente alla riduzione delle emissioni di gas serra, sono necessarie misure per adattarsi alle già inevitabili conseguenze del cambiamento climatico (adattamento), ad es. costruzione di dighe e preparazione alle catastrofi. Va notato, tuttavia, che le misure di adattamento hanno particolarmente successo a breve e medio termine, mentre la loro efficacia a lungo termine è difficile da determinare, anche perché l’adattamento alle conseguenze del riscaldamento globale è limitato.

Oltre alle misure su larga scala e all’orientamento macroeconomico, nonché alla politica di protezione del clima a livello internazionale e statale, la protezione del clima comprende anche l’istruzione e il cambiamento comportamentale degli individui, specialmente nei paesi industrializzati con un consumo energetico relativamente elevato e le corrispondenti emissioni inquinanti dei gas serra.

Consumo energetico per fonte di energia
Per creare una mitigazione duratura del cambiamento climatico, è necessaria la sostituzione di fonti energetiche ad alta intensità di emissioni di carbonio, come i combustibili fossili convenzionali (petrolio, carbone e gas naturale) con fonti di energia a basse emissioni di carbonio. I combustibili fossili alimentano l’umanità con la stragrande maggioranza delle nostre richieste di energia, e ad un ritmo crescente. Nel 2012 l’AIE ha osservato che il carbone rappresentava metà dell’uso maggiore di energia del decennio precedente, crescendo più rapidamente di tutte le fonti di energia rinnovabili.Sia l’energia idroelettrica che l’energia nucleare forniscono insieme la maggior parte della frazione di energia generata a basse emissioni di carbonio del consumo energetico totale globale.

Tipo di carburante	Consumo energetico globale totale medio
	1980	2004	2006
Olio	4.38	5.58	5.74
Gas	1.80	3.45	3.61
Carbone	2.34	3.87	4.27
idroelettrico	0.60	0.93	1.00
Energia nucleare	0.25	0.91	0.93
Geotermico, vento, energia solare, legno	0.02	0,13	0.16
Totale	9.48	15.0	15.8
Fonte: USA Energy Information Administration

Cambiamento e uso di energia, per fonte, in unità di (PWh) in quell’anno.
	Fossile	Nucleare	Tutte le rinnovabili	Totale
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
Cambia 2000-2008	22,583	0.426	3.155	26,164

Metodi e mezzi
Le valutazioni spesso suggeriscono che le emissioni di gas serra possono essere ridotte utilizzando un portafoglio di tecnologie a basse emissioni di carbonio. Al centro della maggior parte delle proposte vi è la riduzione delle emissioni di gas a effetto serra (GHG) attraverso la riduzione degli sprechi di energia e il passaggio a fonti energetiche a basse emissioni di carbonio. Poiché il costo della riduzione delle emissioni di gas serra nel settore dell’elettricità sembra essere inferiore rispetto ad altri settori, come nel settore dei trasporti, il settore dell’elettricità potrebbe offrire le maggiori riduzioni proporzionali di carbonio in una politica climatica economicamente efficiente.

Risorse di energia alternativa

Energia rinnovabile
I flussi di energia rinnovabile coinvolgono fenomeni naturali come la luce solare, il vento, la pioggia, le maree, la crescita delle piante e il calore geotermico, come spiega l’Agenzia internazionale dell’energia:

L’energia rinnovabile deriva da processi naturali che vengono riforniti costantemente. Nelle sue varie forme, deriva direttamente dal sole o dal calore generato nel profondo della terra. Nella definizione sono inclusi elettricità e calore generati da energia solare, eolica, oceanica, idroelettrica, biomassa, geotermica, biocarburanti e idrogeno derivato da risorse rinnovabili.

Le preoccupazioni relative al cambiamento climatico e la necessità di ridurre le emissioni di carbonio stanno guidando una crescita crescente nelle industrie delle energie rinnovabili. L’energia rinnovabile a basse emissioni di carbonio sostituisce i combustibili fossili convenzionali in tre aree principali: produzione di energia, riscaldamento di acqua calda / spazio e carburanti per il trasporto. Nel 2011, la quota di energie rinnovabili nella produzione di elettricità a livello mondiale è cresciuta per il quarto anno consecutivo al 20,2%. Sulla base del rapporto REN21 del 2014, le energie rinnovabili hanno contribuito per il 19% al consumo globale di energia. Questo consumo di energia è diviso in 9% da combustione di biomassa, 4,2% come energia termica (non biomassa), 3,8% energia idroelettrica e 2% come elettricità da centrali elettriche eoliche, solari, geotermiche e da biomassa.

L’uso di energia rinnovabile è cresciuto molto più velocemente di quanto si pensasse. Il Gruppo intergovernativo di esperti sul cambiamento climatico (IPCC) ha affermato che esistono pochi limiti tecnologici fondamentali per integrare un portafoglio di tecnologie di energia rinnovabile per soddisfare la maggior parte della domanda globale di energia. A livello nazionale, almeno 30 nazioni in tutto il mondo hanno già energia rinnovabile che contribuisce per oltre il 20% all’approvvigionamento energetico.

A partire dal 2012, le energie rinnovabili rappresentano quasi la metà della nuova capacità elettrica installata e i costi continuano a diminuire. La politica pubblica e la leadership politica contribuiscono a “livellare il campo d’azione” e a guidare la più ampia accettazione delle tecnologie delle energie rinnovabili. A partire dal 2011, 118 paesi hanno obiettivi per i propri futures sulle energie rinnovabili e hanno promulgato politiche pubbliche ad ampio raggio per promuovere le fonti rinnovabili. Le aziende leader nel settore delle energie rinnovabili includono BrightSource Energy, First Solar, Gamesa, GE Energy, Goldwind, Sinovel, Suntech, Trina Solar, Vestas e Yingli.

L’incentivo a utilizzare il 100% di energia rinnovabile è stato creato dal riscaldamento globale e da altre preoccupazioni ecologiche ed economiche. Mark Z. Jacobson dice che produrre tutte le nuove energie con energia eolica, energia solare e energia idroelettrica entro il 2030 è fattibile e le disposizioni esistenti in materia di approvvigionamento energetico potrebbero essere sostituite entro il 2050. Gli ostacoli all’attuazione del piano di energia rinnovabile sono considerati “principalmente sociali e politici” non tecnologico o economico “. Jacobson afferma che i costi energetici con un sistema eolico, solare e idrico dovrebbero essere simili ai costi energetici odierni. Secondo una proiezione del 2011 dell’Agenzia internazionale dell’energia (IEA), i generatori di energia solare possono produrre la maggior parte dell’elettricità mondiale entro 50 anni, riducendo drasticamente le emissioni nocive di gas serra. I critici del metodo “100% energie rinnovabili” includono Vaclav Smil e James E. Hansen. Smil e Hansen sono preoccupati per la produzione variabile di energia solare ed eolica, NIMBYism e una mancanza di infrastrutture.

Gli analisti economici si aspettano guadagni di mercato per le energie rinnovabili (e l’uso efficiente dell’energia) in seguito agli incidenti nucleari giapponesi del 2011. Nel suo discorso sullo Stato dell’Unione del 2012, il presidente Barack Obama ha riaffermato il suo impegno per le energie rinnovabili e ha menzionato l’impegno da lungo tempo del Dipartimento degli Interni di concedere 10.000 MW di progetti di energia rinnovabile su suolo pubblico nel 2012. A livello globale, ci sono circa 3 milioni di posti di lavoro nelle industrie di energia rinnovabile, con circa la metà di loro nel settore dei biocarburanti.

Alcuni paesi, con geografia, geologia e clima favorevoli ad uno sfruttamento economico delle fonti energetiche rinnovabili, già assorbono la maggior parte della loro energia da fonti rinnovabili, tra cui l’energia geotermica in Islanda (100 percento) e l’energia idroelettrica in Brasile (85 percento ), Austria (62%), Nuova Zelanda (65%) e Svezia (54%). I generatori di energia rinnovabile sono diffusi in molti paesi, con l’energia eolica che fornisce una quota significativa di energia elettrica in alcune aree regionali: per esempio, il 14% nello stato americano dell’Iowa, il 40% nello Schleswig-Holstein e il 20% in Danimarca. Il riscaldamento solare dell’acqua rappresenta un contributo importante e crescente in molti paesi, in particolare in Cina, che ora ha il 70% del totale mondiale (180 GWth). In tutto il mondo, i sistemi di riscaldamento solare dell’acqua installati integrano una parte del fabbisogno di riscaldamento dell’acqua di oltre 70 milioni di famiglie. Anche l’uso della biomassa per il riscaldamento continua a crescere. In Svezia, l’uso nazionale di energia da biomassa ha superato quello del petrolio. Anche il riscaldamento geotermico diretto sta crescendo rapidamente. I biocarburanti rinnovabili per il trasporto, come l’etanolo e il biodiesel, hanno contribuito a un significativo calo del consumo di petrolio negli Stati Uniti dal 2006. I 93 miliardi di litri di biocarburanti prodotti in tutto il mondo nel 2009 hanno spostato l’equivalente di circa 68 miliardi di litri di benzina, pari a circa il 5 percento della produzione mondiale di benzina.

Energia nucleare
Dal 2001 circa il termine “rinascita nucleare” è stato usato per riferirsi a un possibile rilancio dell’industria nucleare, guidato dall’aumento dei prezzi dei combustibili fossili e dalle nuove preoccupazioni riguardo al rispetto dei limiti delle emissioni di gas serra. Tuttavia, nel marzo 2011 il disastro nucleare di Fukushima in Giappone e gli arresti associati ad altri impianti nucleari hanno sollevato interrogativi tra alcuni commentatori sul futuro dell’energia nucleare. Platts ha riferito che “la crisi delle centrali nucleari di Fukushima in Giappone ha spinto i principali paesi che consumano energia a rivedere la sicurezza dei loro reattori esistenti e gettare dubbi sulla velocità e la portata delle espansioni pianificate in tutto il mondo”.

La World Nuclear Association ha riferito che la generazione di elettricità nucleare nel 2012 era al livello più basso dal 1999. Diversi precedenti studi e valutazioni internazionali hanno suggerito che, come parte del portafoglio di altre tecnologie energetiche a basse emissioni di carbonio, l’energia nucleare continuerà a svolgere un ruolo nella riduzione delle emissioni di gas serra. Storicamente, si stima che l’utilizzo di energia nucleare abbia impedito l’emissione atmosferica di 64 gigatonnellate di CO2 equivalente a partire dal 2013. Le preoccupazioni dell’opinione pubblica sull’energia nucleare comprendono il destino del combustibile nucleare esaurito, gli incidenti nucleari, i rischi per la sicurezza, la proliferazione nucleare e una preoccupazione che le centrali nucleari sono molto costose. Di queste preoccupazioni, gli incidenti nucleari e lo smaltimento di combustibile radioattivo / “rifiuti” di lunga durata hanno probabilmente avuto il maggiore impatto pubblico a livello mondiale.Sebbene generalmente inconsapevoli di questo, entrambe queste preoccupazioni pubbliche lampanti sono notevolmente ridotte dagli attuali progetti di sicurezza passiva, dall’EBR-II collaudato sperimentalmente, “a prova di fusione”, dai futuri reattori a sali fusi e dall’uso di combustibile convenzionale e più avanzato / “spreco” di piroprocessing, con il riciclaggio o il ritrattamento di questi ultimi non essendo attualmente un luogo comune in quanto è spesso considerato più economico utilizzare un ciclo di combustibile nucleare una tantum in molti paesi, a seconda dei diversi livelli di valore intrinseco dati da una società in riduzione i rifiuti a lunga vita nel loro paese, con la Francia che esegue una notevole quantità di ritrattamento rispetto agli Stati Uniti.

L’energia nucleare, con una quota del 10,6% della produzione mondiale di elettricità a partire dal 2013, è seconda solo all’idroelettricità come la più grande fonte di energia a basse emissioni di carbonio. Oltre 400 reattori generano elettricità in 31 paesi.

Sebbene queste analisi future riguardino principalmente estrapolazioni per la presente tecnologia del reattore di seconda generazione, lo stesso documento riassume anche la letteratura su “FBR” / Reattori di allevamento veloce, di cui due sono in funzione dal 2014 con il più recente è il BN-800, per questi reattori afferma che “le emissioni di gas serra del ciclo di vita mediano … sono simili o inferiori ai reattori ad acqua leggera presenti [reattori ad acqua leggera] e pretendono di consumare poco o nessun minerale di uranio.

Nel loro rapporto del 2014, il confronto IPCC delle fonti energetiche del potenziale di riscaldamento globale per unità di elettricità generata, che includeva in particolare gli effetti albedo, rispecchia il valore medio delle emissioni derivato dalla meta-analisi di Warner e Heath Yale per le più comuni acque leggere non riproduttive reattori, un valore equivalente a CO2 di 12 g CO2-eq / kWh, che è il più basso forzante del riscaldamento globale di tutte le fonti di energia baseload, con fonti di carico baseload a basse emissioni di carbonio, come l’energia idroelettrica e la biomassa, producendo sostanzialmente più forcing del riscaldamento globale 24 e 230 g CO2-eq / kWh, rispettivamente.

L’energia nucleare può essere non competitiva rispetto alle fonti energetiche a combustibili fossili in paesi senza un programma di tassazione del carbonio e, rispetto a un impianto di combustibili fossili con la stessa potenza, le centrali nucleari impiegano più tempo a costruire.

È in corso la ricerca sulla fusione nucleare, sotto forma di reattore sperimentale termonucleare internazionale. Inizialmente si riteneva che la generazione di elettricità alimentata a fusione fosse facilmente realizzabile, come era stato il potere di fissione. Tuttavia, i requisiti estremi per le reazioni continue e il contenimento del plasma hanno portato a prolungare le proiezioni di diversi decenni.Nel 2010, più di 60 anni dopo i primi tentativi, si riteneva ancora che la produzione di energia commerciale fosse improbabile prima del 2050. Sebbene piuttosto che uno o l’altro, potrebbero essere costruiti reattori ibridi a fusione fissione economica prima di qualsiasi tentativo di questo commerciale più esigente “reattore a fusione pura” / reattore DEMO ha luogo.

Commutazione da carbone a gas
La maggior parte delle proposte di mitigazione implicano, piuttosto che direttamente, un’eventuale riduzione della produzione mondiale di combustibili fossili. Sono anche proposte quote dirette sulla produzione mondiale di combustibili fossili.

Il gas naturale emette molto meno gas serra (ad esempio CO2 e metano-CH4) rispetto al carbone quando bruciato nelle centrali elettriche, ma è emerso che questo beneficio potrebbe essere completamente annullato dalla perdita di metano nei campi di perforazione del gas e in altri punti della catena di approvvigionamento.

Uno studio condotto dalla Environmental Protection Agency (EPA) e dal Gas Research Institute (GRI) nel 1997 ha cercato di scoprire se la riduzione delle emissioni di anidride carbonica dovute all’aumento di gas naturale (prevalentemente metano) sarebbe compensata da un possibile aumento del livello di metano emissioni da fonti quali perdite e emissioni. Lo studio ha concluso che la riduzione delle emissioni derivanti dall’aumento del consumo di gas naturale supera gli effetti nocivi dell’aumento delle emissioni di metano. Più recenti studi peer-reviewed hanno messo in discussione i risultati di questo studio, con i ricercatori della National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) riconfermando i risultati di alti tassi di perdita di metano (CH4) dai giacimenti di gas naturale.

Uno studio del 2011 del noto scienziato di ricerca sul clima, Tom Wigley, ha rilevato che mentre le emissioni di biossido di carbonio (CO2) dovute alla combustione di combustibili fossili possono essere ridotte utilizzando il gas naturale piuttosto che il carbone per produrre energia, ha anche scoperto che il metano aggiuntivo (CH4) dalle perdite aggiunge alla forzatura radiativa del sistema climatico, compensando la riduzione del forcing di CO2 che accompagna il passaggio dal carbone al gas. Lo studio ha esaminato la fuga di metano dall’estrazione del carbone; cambiamenti nel forzante radiativo a causa di cambiamenti nelle emissioni di biossido di zolfo e aerosol carbonacei; e differenze nell’efficienza della produzione di elettricità tra la produzione di energia a carbone e quella a gas. A conti fatti, questi fattori hanno più che compensato la riduzione del riscaldamento dovuta alla riduzione delle emissioni di CO2. Quando il gas sostituisce il carbone, si verifica un riscaldamento aggiuntivo fino a 2.050 con un tasso di perdita presunto dello 0% e fino a 2.140 se il tasso di perdita è pari al 10%. Gli effetti complessivi sulla temperatura media globale nel 21 ° secolo, tuttavia, sono piccoli. Petron et al. (2013) e Alvarez et al. (2012) notano che è probabile che le perdite dall’infrastruttura del gas siano sottostimate. Questi studi indicano che lo sfruttamento del gas naturale come combustibile “più pulito” è discutibile. Un meta-studio del 2014 di 20 anni di letteratura tecnica sul gas naturale mostra che le emissioni di metano sono costantemente sottovalutate, ma su una scala di 100 anni, i benefici climatici della conversione di carbone in gas sono probabilmente maggiori degli effetti negativi della perdita di gas naturale.

Pompa di calore
Una pompa di calore è un dispositivo che fornisce energia termica da una fonte di calore a una destinazione chiamata “dissipatore di calore”. Le pompe di calore sono progettate per spostare l’energia termica opposta alla direzione del flusso di calore spontaneo assorbendo il calore da uno spazio freddo e rilasciandolo a uno più caldo. Una pompa di calore utilizza una certa quantità di energia esterna per eseguire il lavoro di trasferimento di energia dalla fonte di calore al dissipatore di calore.

Mentre condizionatori e congelatori sono esempi familiari di pompe di calore, il termine “pompa di calore” è più generale e si applica a molti dispositivi HVAC (riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell’aria) utilizzati per il riscaldamento dell’ambiente o il raffreddamento degli spazi.Quando una pompa di calore viene utilizzata per il riscaldamento, utilizza lo stesso ciclo di refrigerazione di base utilizzato da un condizionatore o da un frigorifero, ma nella direzione opposta, rilasciando calore nello spazio condizionato piuttosto che nell’ambiente circostante. In questo uso, le pompe di calore assorbono generalmente calore dall’aria esterna più fredda o da terra. Nella modalità di riscaldamento, le pompe di calore sono da tre a quattro volte più efficienti nel loro uso di energia elettrica rispetto alle semplici resistenze elettriche.

È stato concluso che le pompe di calore sono la singola tecnologia che potrebbe ridurre le emissioni di gas serra delle famiglie meglio di ogni altra tecnologia disponibile sul mercato. Con una quota di mercato del 30% e (potenzialmente) pulita, le pompe di calore potrebbero ridurre le emissioni globali di CO2 dell’8% all’anno. L’uso di pompe di calore geotermiche potrebbe ridurre circa il 60% della domanda di energia primaria e il 90% delle emissioni di CO2 in Europa nel 2050 e rendere più facile la gestione di elevate quote di energia rinnovabile. L’uso di energia rinnovabile in eccesso nelle pompe di calore è considerato il mezzo domestico più efficace per ridurre il riscaldamento globale e l’esaurimento dei combustibili fossili.

Con quantità significative di combustibili fossili utilizzati nella produzione di elettricità, le richieste sulla rete elettrica generano anche gas a effetto serra. Senza un’alta percentuale di elettricità a basse emissioni di carbonio, una pompa di calore domestica produrrà più emissioni di carbonio rispetto all’utilizzo del gas naturale.

Eliminazione di combustibili fossili: combustibili neutri al carbonio e negativi
Il combustibile fossile può essere gradualmente eliminato con gasdotti neutrali e carbon-negative e carburanti per il trasporto creati con le tecnologie di alimentazione a gas e gas a liquidi. L’anidride carbonica prodotta dai combustibili fossili può essere utilizzata per produrre legname plastico consentendo la riforestazione negativa del carbonio.

Lavandini ed emissioni negative
Un pozzo di carbonio è un serbatoio naturale o artificiale che accumula e immagazzina un composto chimico contenente carbonio per un periodo indefinito, come una foresta in crescita. Un’emissione di biossido di carbonio negativa d’altra parte è una rimozione permanente di biossido di carbonio dall’atmosfera. Alcuni esempi sono la cattura diretta dell’aria, le tecnologie avanzate per l’esposizione agli agenti atmosferici come la conservazione in formazioni geologiche sotterranee e biochar. Questi processi sono talvolta considerati come variazioni di pozzi o attenuazioni e talvolta come geoingegneria. In combinazione con altre misure di mitigazione, i pozzi in combinazione con le emissioni di carbonio negative sono considerati cruciali per raggiungere l’obiettivo di 350 ppm.

Il Centro di ricerca cooperativa sul clima e l’ecosistema antartico (ACE-CRC) rileva che un terzo delle emissioni annuali di CO2 del genere umano viene assorbito dagli oceani. Tuttavia, questo porta anche all’acidificazione degli oceani, con impatti potenzialmente significativi sulla vita marina.L’acidificazione abbassa il livello di ioni di carbonato disponibili per calcificare gli organismi per formare i loro gusci. Questi organismi includono specie di plancton che contribuiscono alla fondazione della rete alimentare dell’Oceano meridionale. Tuttavia, l’acidificazione può influire su una vasta gamma di altri processi fisiologici ed ecologici, come la respirazione del pesce, lo sviluppo larvale e i cambiamenti nella solubilità sia delle sostanze nutritive che delle tossine.

Rimboschimento e imboschimento
Quasi il 20 percento (8 GtCO2 / anno) delle emissioni totali di gas serra derivano dalla deforestazione nel 2007. Si stima che evitando la deforestazione riducono le emissioni di CO2 ad un tasso di 1 tonnellata di CO2 per $ 1-5 in costi di opportunità derivanti dall’agricoltura perduta. La riforestazione potrebbe risparmiare almeno un altro 1 GtCO2 / anno, ad un costo stimato di $ 5-15 / tCO2. L’imboschimento è dove prima non c’era foresta – si stima che queste piantagioni debbano essere massicciamente proibitive per ridurre le emissioni da sole.

Trasferire i diritti sulla terra dal dominio pubblico ai suoi abitanti indigeni, che da millenni hanno avuto un interesse nel preservare le foreste da cui dipendono, è considerato una strategia economicamente efficace per la conservazione delle foreste. Ciò include la protezione di tali diritti autorizzati nelle leggi esistenti, come l’India’s Forest Rights Act. Il trasferimento di tali diritti in Cina, forse la più grande riforma agraria dei tempi moderni, è stato sostenuto per aumentare la copertura forestale. La concessione del titolo del terreno ha dimostrato di avere due o tre volte meno compensazione rispetto ai parchi statali, in particolare nell’Amazzonia brasiliana. Escludere gli esseri umani e persino sfrattare gli abitanti dalle aree protette (chiamate “conservazione della fortezza”), a volte come risultato di pressioni da parte di gruppi ambientalisti, spesso portano a un maggiore sfruttamento della terra mentre gli abitanti nativi si rivolgono a lavorare per far sopravvivere le imprese estrattive.

Con l’intensificarsi dell’agricoltura e dell’urbanizzazione intensiva, vi è un aumento della quantità di terreni agricoli abbandonati. Secondo alcune stime, per ogni mezzo ettaro di foresta originale di vecchia crescita abbattuta, crescono oltre 20 ettari di nuove foreste secondarie, anche se non hanno la stessa biodiversità delle foreste originali e le foreste originali accumulano il 60% in più di carbonio di queste nuove foreste secondarie. Secondo uno studio su Science, promuovere la ricrescita su terreni agricoli abbandonati potrebbe compensare anni di emissioni di carbonio.

Evitare la desertificazione
Il ripristino delle praterie immagazzina la CO2 dall’aria in materiale vegetale. Il bestiame al pascolo, di solito non lasciato a vagare, mangerebbe l’erba e ridurrebbe al minimo la crescita dell’erba.Tuttavia, l’erba lasciata da sola alla fine crescerebbe per coprire i propri germogli in crescita, impedendo loro di fotosintetizzare e la pianta morente sarebbe rimasta sul posto. Un metodo proposto per ripristinare le praterie utilizza recinzioni con molti piccoli paddock e spostare le mandrie da un paddock a un altro dopo un giorno a due per imitare i pascoli naturali e consentire all’erba di crescere in modo ottimale. Inoltre, quando una parte della materia fogliare viene consumata da un animale da pastore, viene eliminata anche una quantità corrispondente di materia radicale in quanto non sarebbe in grado di sostenere la precedente quantità di materia prima e mentre la maggior parte della materia radicale perduta marcirebbe e entrerebbe l’atmosfera, parte del carbonio è sequestrato nel terreno. Si stima che l’aumento dell’1% del contenuto di carbonio dei terreni nei 3,5 miliardi di ettari di prati agricoli del mondo compenserebbe circa 12 anni di emissioni di CO2. Allan Savory, come parte della gestione olistica, sostiene che mentre le grandi mandrie sono spesso accusate di desertificazione, le terre preistoriche sostenevano mandrie grandi o più grandi e le aree in cui le mandrie venivano rimosse negli Stati Uniti sono ancora desertificanti.

Inoltre, il riscaldamento globale indotto dal disgelo del permafrost, che immagazzina circa due volte la quantità di carbonio rilasciata nell’atmosfera, libera il potente gas serra, il metano, in un ciclo di feedback positivo che si teme di portare a un punto critico chiamato cambiamento climatico in fuga.Un metodo proposto per prevenire tale scenario è quello di riportare grandi erbivori come quelli del Parco del Pleistocene, dove il loro calpestamento mantiene naturalmente il terreno più fresco eliminando gli arbusti e mantenendo il terreno esposto all’aria fredda.

Cattura e stoccaggio del carbonio
La cattura e lo stoccaggio del carbonio (CCS) è un metodo per mitigare il cambiamento climatico catturando l’anidride carbonica (CO2) da grandi fonti di punti come le centrali elettriche e successivamente conservandolo via in sicurezza invece di scaricarlo nell’atmosfera. L’IPCC stima che i costi dell’arresto del riscaldamento globale sarebbero raddoppiati senza CCS. L’Agenzia internazionale dell’energia afferma che CCS è “la più importante nuova tecnologia per il risparmio di CO2” nella produzione di energia e nell’industria. Sebbene richieda fino al 40% di energia in più per far funzionare una centrale a carbone CCS rispetto a una normale centrale a carbone, la CCS potrebbe potenzialmente catturare circa il 90% di tutto il carbonio emesso dalla centrale. Il giacimento norvegese di gas Sleipner, a partire dal 1996, immagazzina quasi un milione di tonnellate di CO2 all’anno per evitare sanzioni nella produzione di gas naturale con livelli insolitamente elevati di CO2. Alla fine del 2011, la capacità totale prevista di stoccaggio di CO2 di tutti e 14 i progetti in funzione o in costruzione è di oltre 33 milioni di tonnellate all’anno. Ciò equivale in generale a evitare che le emissioni di oltre sei milioni di automobili entrino nell’atmosfera ogni anno. Secondo un’analisi del Sierra Club, il progetto americano Kemper Project lanciato a carbone nel 2017, è la più costosa centrale elettrica mai costruita per i watt di elettricità che genererà.

Invecchiamento migliorato
Il miglioramento degli agenti atmosferici è la rimozione del carbonio dall’aria nella terra, migliorando il ciclo naturale del carbonio in cui il carbonio viene mineralizzato in roccia. Il progetto CarbFix si accoppia con la cattura e lo stoccaggio del carbonio nelle centrali elettriche per trasformare il biossido di carbonio in pietra in un periodo relativamente breve di due anni, affrontando la preoccupazione comune di perdite nei progetti CCS. Mentre questo progetto utilizzava rocce di basalto, l’olivina ha anche mostrato risultati promettenti.

Geoingegneria
La geoingegneria è vista da Olivier Sterck come alternativa alla mitigazione e all’adattamento, ma da Gernot Wagner come una risposta completamente separata ai cambiamenti climatici. In una valutazione della letteratura, Barker et al. (2007) hanno descritto la geoingegneria come un tipo di politica di mitigazione. L’IPCC (2007) ha concluso che le opzioni di geoingegneria, come la concimazione oceanica per rimuovere la CO2 dall’atmosfera, sono rimaste in gran parte non provate. È stato giudicato che le stime dei costi affidabili per la geoingegneria non erano ancora state pubblicate.

Il capitolo 28 dell’Accademia nazionale delle scienze descrive le implicazioni politiche del riscaldamento in serra: Mitigazione, adattamento e Base scientifica (1992) definiscono la geoingegneria come “opzioni che implicherebbero l’ingegneria su vasta scala del nostro ambiente al fine di combattere o contrastare gli effetti di cambiamenti nella chimica dell’atmosfera. ” Hanno valutato una serie di opzioni per provare a dare risposte preliminari a due domande: queste opzioni possono funzionare e potrebbero essere eseguite con un costo ragionevole. Hanno anche cercato di incoraggiare la discussione di una terza domanda – quali effetti collaterali negativi potrebbero esserci. Sono stati esaminati i seguenti tipi di opzioni: la riforestazione, l’aumento dell’assorbimento degli oceani del biossido di carbonio (sequestro del carbonio) e l’eliminazione della luce solare. La NAS ha anche sostenuto che “le contromisure ingegnerizzate devono essere valutate, ma non dovrebbero essere implementate senza un’ampia comprensione degli effetti diretti e dei potenziali effetti collaterali, delle questioni etiche e dei rischi”. Nel luglio 2011 un rapporto dell’Ufficio per la responsabilità del governo degli Stati Uniti in materia di geoingegneria ha rilevato che “la limitazione delle tecnologie di ingegneria non offre ora una risposta praticabile ai cambiamenti climatici globali”.

Rimozione di anidride carbonica
La rimozione dell’anidride carbonica è stata proposta come metodo per ridurre la quantità di forzante radiativo. Sono in fase di studio una varietà di mezzi per catturare artificialmente e immagazzinare carbonio e per migliorare i processi di sequestro naturale. Il principale processo naturale è la fotosintesi delle piante e degli organismi unicellulari (vedi biosequestrazione). I processi artificiali variano e sono state espresse preoccupazioni sugli effetti a lungo termine di alcuni di questi processi.

È da notare che la disponibilità di energia a basso costo e di siti appropriati per lo stoccaggio geologico del carbonio può rendere commercialmente possibile la cattura di anidride carbonica. È, tuttavia, generalmente previsto che la cattura di anidride carbonica potrebbe essere antieconomica se paragonata alla cattura e allo stoccaggio del carbonio dalle principali fonti – in particolare, centrali elettriche, raffinerie, ecc. Come nel caso del progetto americano Kemper con carbone cattura, i costi dell’energia prodotta cresceranno in modo significativo. Tuttavia, la CO2 catturata può essere utilizzata per forzare più petrolio greggio dai giacimenti petroliferi, come Statoil e Shell hanno fatto piani per fare. La CO2 può anche essere utilizzata nelle serre commerciali, dando l’opportunità di rilanciare la tecnologia. Alcuni tentativi sono stati fatti per usare le alghe per catturare le emissioni di fumaioli, in particolare la GreenFuel Technologies Corporation, che ora ha interrotto le operazioni.

Gestione della radiazione solare
Lo scopo principale della gestione della radiazione solare è cercare di riflettere la luce solare e quindi ridurre il riscaldamento globale. La capacità degli aerosol di solfato stratosferico di creare un effetto di oscuramento globale li ha resi possibili candidati per i progetti di ingegneria del clima.

Gas a effetto serra non CO2
La CO2 non è l’unico gas a effetto serra rilevante per la mitigazione e i governi hanno agito per regolamentare le emissioni di altri gas a effetto serra emessi da attività umane (gas serra antropogenici). I limiti delle emissioni concordati dalla maggior parte dei paesi sviluppati nell’ambito del Protocollo di Kyoto regolano le emissioni di quasi tutti i gas serra antropogenici. Questi gas sono CO2, metano (CH4), protossido di azoto (N2O), idrofluorocarburi (HFC), perfluorocarburi (PFC) e esafluoruro di zolfo (SF6).

La stabilizzazione delle concentrazioni atmosferiche dei diversi gas serra antropogenici richiede una comprensione delle loro differenti proprietà fisiche. La stabilizzazione dipende sia dalla velocità con cui i GHG vengono aggiunti all’atmosfera sia dalla velocità con cui vengono rimossi. Il tasso di rimozione è misurato dalla vita atmosferica del GHG in questione (vedi l’articolo principale di GHG per una lista). Qui, la durata è definita come il tempo richiesto per una data perturbazione del GHG nell’atmosfera da ridurre al 37% della sua quantità iniziale. Il metano ha una vita atmosferica relativamente breve di circa 12 anni, mentre la vita di N2O è di circa 110 anni. Per il metano, una riduzione di circa il 30% inferiore ai livelli di emissione attuali porterebbe a una stabilizzazione della sua concentrazione atmosferica, mentre per N2O sarebbe necessaria una riduzione delle emissioni superiore al 50%.

Il metano è un gas serra significativamente più potente del biossido di carbonio nella quantità di calore che può intrappolare, soprattutto a breve termine. La masterizzazione di una molecola di metano genera una molecola di anidride carbonica, indicando che non vi è alcun vantaggio netto nell’utilizzo del gas come fonte di combustibile. Ridurre la quantità di rifiuti di metano prodotto in primo luogo e allontanarsi dall’uso del gas come fonte di combustibile avrà un maggiore impatto positivo, come altri approcci all’uso produttivo del metano altrimenti sprecato. In termini di prevenzione, i vaccini vengono sviluppati in Australia per ridurre il significativo contributo al riscaldamento globale derivante dal metano rilasciato dal bestiame tramite flatulenza ed eruttazione.

Un’altra proprietà fisica dei gas serra antropogenici rilevanti per la mitigazione sono le diverse capacità dei gas di intrappolare il calore (sotto forma di radiazione infrarossa). Alcuni gas sono più efficaci nell’intrappolare il calore di altri, ad esempio, l’SF6 è 2200 volte più efficace di un gas serra rispetto alla CO2 su una base di chilogrammo. Una misura per questa proprietà fisica è il potenziale di riscaldamento globale (GWP), ed è utilizzato nel Protocollo di Kyoto.

Sebbene non progettato per questo scopo, il protocollo di Montreal ha probabilmente beneficiato degli sforzi di mitigazione del cambiamento climatico. Il Protocollo di Montreal è un trattato internazionale che ha ridotto con successo le emissioni di sostanze che riducono lo strato di ozono (ad esempio i CFC), che sono anche gas a effetto serra.