As principais abordagens à proteção do clima, por um lado, são reduzir a emissão de gases de efeito estufa liberados na produção de energia e no consumo de energia na produção industrial e agrícola, nos transportes e nos domicílios particulares. Estes incluem, em particular, a eliminação progressiva do uso de combustíveis fósseis nos sectores da electricidade, aquecimento e transportes, bem como da indústria, a fim de evitar as emissões de gases com efeito de estufa associadas. Por outro lado, trata-se da conservação e promoção direcionada de tais componentes naturais que absorvem e ligam o dióxido de carbono (os chamados sumidouros de carbono, especialmente as florestas). Temperaturas mais baixas e a redução de fontes de energia fósseis, que reduzem a poluição do ar que causam, também têm vários efeitos colaterais positivos sobre o meio ambiente e a saúde.
Do ponto de vista de muitos pesquisadores, os efeitos do aquecimento global não podem mais ser completamente interrompidos, mas apenas mitigados e limitados. Portanto, paralelamente à redução das emissões de gases de efeito estufa, medidas para se adaptar às conseqüências já inevitáveis da mudança do clima são necessárias (adaptação), por exemplo. construção de diques e preparação para desastres. Deve-se notar, no entanto, que as medidas de adaptação são particularmente bem-sucedidas a curto e médio prazos, enquanto a sua eficácia a longo prazo é difícil de determinar, até porque a adaptação às conseqüências do aquecimento global é limitada.
Além de medidas de grande escala e orientação macroeconômica, bem como política de proteção climática estadual e internacional, a proteção climática também inclui educação e mudança comportamental de indivíduos, especialmente em países industrializados com consumo de energia relativamente alto e correspondente poluidor pagador de emissões globais de gases de efeito estufa.
Consumo de energia por fonte de energia
Para criar uma mitigação duradoura das mudanças climáticas, é necessária a substituição de fontes de energia de alta intensidade de emissão de carbono, como combustíveis fósseis convencionais – petróleo, carvão e gás natural – com fontes de energia de baixo carbono. Os combustíveis fósseis abastecem a humanidade com a grande maioria de nossas demandas de energia, e a um ritmo crescente. Em 2012, a AIE observou que o carvão representou metade do aumento do uso de energia da década anterior, crescendo mais rapidamente do que todas as fontes de energia renováveis. Tanto a hidroeletricidade quanto a energia nuclear juntas fornecem a maior parte da fração de energia de baixo carbono gerada do consumo total de energia global.
| Tipo de combustível | Consumo de energia global total médio | ||
| 1980 | 2004 | 2006 | |
| Óleo | 4,38 | 5,58 | 5,74 |
| Gás | 1,80 | 3,45 | 3,61 |
| Carvão | 2,34 | 3,87 | 4,27 |
| Hidrelétrica | 0,60 | 0,93 | 1,00 |
| Poder nuclear | 0,25 | 0,91 | 0,93 |
| Geotérmica, vento, energia solar, madeira |
0,02 | 0,13 | 0,16 |
| Total | 9,48 | 15,0 | 15,8 |
| Fonte: The USA Energy Information Administration | |||
| Mudança e uso de energia, por fonte, em unidades de (PWh) naquele ano. | ||||
|---|---|---|---|---|
| Fóssil | Nuclear | Todas as energias renováveis | 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 |
| Mudança 2000–2008 | 22,583 | 0,426 | 3,155 | 26,164 |
Métodos e meios
Avaliações frequentemente sugerem que as emissões de GEE podem ser reduzidas usando um portfólio de tecnologias de baixo carbono. No centro da maioria das propostas está a redução das emissões de gases de efeito estufa (GEE) através da redução do desperdício de energia e da mudança para fontes de energia de baixo carbono. Como o custo de redução das emissões de GEE no setor elétrico parece ser menor do que em outros setores, como no setor de transporte, o setor elétrico pode gerar as maiores reduções proporcionais de carbono sob uma política climática economicamente eficiente.
Fontes de energia alternativa
Energia renovável
Os fluxos de energia renovável envolvem fenômenos naturais como a luz do sol, vento, chuva, marés, crescimento de plantas e calor geotérmico, como explica a Agência Internacional de Energia:
A energia renovável é derivada de processos naturais que são reabastecidos constantemente. Em suas várias formas, deriva diretamente do sol ou do calor gerado nas profundezas da terra. Incluído na definição está a eletricidade e o calor gerados a partir de energia solar, eólica, oceânica, hidrelétrica, biomassa, recursos geotérmicos e biocombustíveis e hidrogênio derivado de recursos renováveis.
As preocupações com a mudança climática e a necessidade de reduzir as emissões de carbono estão impulsionando o crescimento crescente nos setores de energia renovável. A energia renovável de baixo carbono substitui os combustíveis fósseis convencionais em três áreas principais: geração de energia, aquecimento de água quente / espacial e combustíveis de transporte. Em 2011, a participação das renováveis na geração de eletricidade no mundo cresceu pelo quarto ano consecutivo, para 20,2%. Com base no relatório de 2014 da REN21, as energias renováveis contribuíram com 19% para fornecer o consumo global de energia. Esse consumo de energia é dividido em 9%, provenientes da queima de biomassa, 4,2% em energia térmica (não-biomassa), 3,8% de energia hidrelétrica e 2% em eletricidade de usinas termelétricas eólica, solar, geotérmica e de biomassa.
O uso de energia renovável cresceu muito mais rápido do que se imaginava. O Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC, na sigla em inglês) disse que existem poucos limites tecnológicos fundamentais para a integração de um portfólio de tecnologias de energia renovável para atender à maior parte da demanda global total de energia. Em nível nacional, pelo menos 30 países em todo o mundo já possuem energia renovável, contribuindo com mais de 20% do fornecimento de energia.
A partir de 2012, a energia renovável é responsável por quase metade da nova capacidade de eletricidade instalada e os custos continuam caindo. A política pública e a liderança política ajudam a “nivelar o campo de atuação” e impulsionam a aceitação mais ampla das tecnologias de energia renovável. A partir de 2011, 118 países têm metas para seus próprios futuros de energia renovável e promulgaram políticas públicas abrangentes para promover as energias renováveis. Entre as principais empresas de energia renovável estão a BrightSource Energy, a First Solar, a Gamesa, a GE Energy, a Goldwind, a Sinovel, a Suntech, a Trina Solar, a Vestas e a Yingli.
O incentivo para usar 100% de energia renovável foi criado pelo aquecimento global e outras preocupações ecológicas e econômicas. Mark Z. Jacobson diz que produzir toda nova energia com energia eólica, solar e hidrelétrica até 2030 é viável e os arranjos de fornecimento de energia existentes podem ser substituídos até 2050. As barreiras à implementação do plano de energia renovável são consideradas “principalmente sociais e políticas, não tecnológico ou econômico “.Jacobson diz que os custos de energia com um sistema eólico, solar e de água devem ser semelhantes aos custos atuais de energia. De acordo com uma projeção de 2011 da Agência Internacional de Energia (IEA), os geradores de energia solar podem produzir a maior parte da eletricidade mundial em 50 anos, reduzindo drasticamente as emissões nocivas de gases do efeito estufa. Os críticos da abordagem “energia 100% renovável” incluem Vaclav Smil e James E. Hansen. Smil e Hansen estão preocupados com a produção variável de energia solar e eólica, o NIMBYism e a falta de infraestrutura.
Analistas econômicos esperam ganhos de mercado para energia renovável (e uso eficiente de energia) após os acidentes nucleares de 2011 no Japão. Em seu discurso do Estado da União de 2012, o Presidente Barack Obama reafirmou seu compromisso com a energia renovável e mencionou o compromisso do Departamento do Interior de permitir 10.000 MW de projetos de energia renovável em terras públicas em 2012. Globalmente, estima-se que empregos em indústrias de energia renovável, com cerca de metade delas na indústria de biocombustíveis.
Alguns países, com geografia, geologia e clima favoráveis e adequados para uma exploração econômica de fontes de energia renováveis, já obtêm a maior parte de sua eletricidade a partir de fontes renováveis, incluindo energia geotérmica na Islândia (100%) e energia hidrelétrica no Brasil (85%). ), Áustria (62%), Nova Zelândia (65%) e Suécia (54%). Os geradores de energia renovável estão espalhados por muitos países, com a energia eólica fornecendo uma parcela significativa de eletricidade em algumas regiões: por exemplo, 14% no estado de Iowa, 40% no estado de Schleswig-Holstein, no norte da Alemanha, e 20% na Dinamarca. O aquecimento solar de água é uma contribuição importante e crescente em muitos países, principalmente na China, que agora tem 70% do total global (180 GWth). Em todo o mundo, os sistemas de aquecimento solar de água instalados totalizam uma parte das necessidades de aquecimento de água de mais de 70 milhões de residências. O uso de biomassa para aquecimento continua a crescer também. Na Suécia, o uso nacional de energia de biomassa superou o de petróleo. O aquecimento geotérmico direto também está crescendo rapidamente. Os biocombustíveis renováveis para transporte, como etanol e biodiesel, contribuíram para um declínio significativo no consumo de petróleo nos Estados Unidos desde 2006. Os 93 bilhões de litros de biocombustíveis produzidos no mundo em 2009 substituíram o equivalente a 68 bilhões de litros de gasolina, igual a cerca de 5% da produção mundial de gasolina.
Poder nuclear
Desde 2001, o termo “renascimento nuclear” tem sido usado para se referir a um possível renascimento da indústria de energia nuclear, impulsionado pelo aumento dos preços dos combustíveis fósseis e novas preocupações sobre o cumprimento dos limites de emissões de gases de efeito estufa. No entanto, em março de 2011, o desastre nuclear de Fukushima no Japão e paralisações associadas em outras instalações nucleares levantaram questões entre alguns comentaristas sobre o futuro da energia nuclear. A Platts informou que “a crise nas usinas nucleares de Fukushima no Japão levou os principais países consumidores de energia a rever a segurança de seus reatores existentes e lançar dúvidas sobre a velocidade e escala das expansões planejadas em todo o mundo”.
A World Nuclear Association informou que a geração de eletricidade nuclear em 2012 estava no nível mais baixo desde 1999. Vários estudos e avaliações internacionais anteriores sugeriram que, como parte do portfólio de outras tecnologias de energia de baixo carbono, a energia nuclear continuará a desempenhar um papel na redução das emissões de gases com efeito de estufa.Historicamente, estima-se que o uso de energia nuclear tenha impedido a emissão atmosférica de 64 gigatoneladas de CO2 equivalente a partir de 2013. Preocupações públicas sobre energia nuclear incluem o destino de combustível nuclear gasto, acidentes nucleares, riscos de segurança, proliferação nuclear e uma preocupação que usinas nucleares são muito caras. Dessas preocupações, os acidentes nucleares e o descarte de combustível / resíduos radioativos de vida longa provavelmente tiveram o maior impacto em todo o mundo. Embora geralmente desconhecem, essas duas preocupações públicas são grandemente diminuídas pelos atuais projetos de segurança passiva, o EBR-II experimentalmente comprovado, “meltproof proof”, futuros reatores de sal fundido e o uso de combustível convencional / mais avançado. “piroprocessamento de resíduos”, com a última reciclagem ou reprocessamento não sendo atualmente comum, pois muitas vezes é considerado mais barato usar um ciclo de combustível nuclear em muitos países, dependendo dos níveis variáveis de valor intrínseco dado por uma sociedade em reduzir o desperdício de longa duração em seu país, com a França fazendo uma quantidade considerável de reprocessamento quando comparado aos EUA.
A energia nuclear, com uma participação de 10,6% da produção mundial de eletricidade a partir de 2013, perde apenas para a hidroeletricidade como a maior fonte de energia de baixo carbono. Mais de 400 reatores geram eletricidade em 31 países.
Embora esta análise futura lide principalmente com extrapolações para a atual tecnologia de reatores da Geração II, o mesmo artigo também resume a literatura sobre “FBRs” / Reatores Rendores Rápidos, dos quais dois estão em operação a partir de 2014 sendo o mais novo o BN-800, para Estes reactores afirmam que as “emissões medianas de GEE no ciclo de vida … semelhantes ou inferiores às dos actuais reactores de água leve” significam LWR e pretendem consumir pouco ou nenhum minério de urânio.
Em seu relatório de 2014, a comparação do IPCC do potencial de aquecimento global por unidade de eletricidade gerada, que incluiu os efeitos do albedo, reflete o valor mediano das emissões derivadas da meta-análise de Warner e Heath Yale para as águas claras não reprodutivas mais comuns. reatores, um valor equivalente a CO2 de 12 g CO2-eq / kWh, que é o menor aquecimento global forçando todas as fontes de energia de base, com fontes comparáveis de baixo carbono, como energia hidrelétrica e biomassa, produzindo substancialmente mais aquecimento global. e 230 g de CO2-eq / kWh respectivamente.
A energia nuclear pode não ser competitiva em comparação com as fontes de energia de combustíveis fósseis em países sem um programa de imposto de carbono e, em comparação com uma usina de combustível fóssil com a mesma potência, as usinas nucleares demoram mais tempo para serem construídas.
A pesquisa de fusão nuclear, na forma do Reactor Termonuclear Experimental Internacional está em andamento. Acreditava-se inicialmente que a geração de eletricidade movida a fusão era prontamente alcançável, como o poder de fissão havia sido. No entanto, os requisitos extremos para reações contínuas e contenção de plasma levaram a projeções sendo estendidas por várias décadas. Em 2010, mais de 60 anos após as primeiras tentativas, ainda se acreditava que a produção de energia comercial era improvável antes de 2050. Embora em vez de um ou outro, ou emitir reatores híbridos de fusão-fissão econômicos pudessem ser construídos antes de qualquer tentativa neste comercial mais exigente reator de “fusão pura” / reator DEMO ocorre.
Comutação de carvão para combustível a gás
A maioria das propostas de mitigação implica – em vez de afirmar diretamente – uma eventual redução na produção global de combustíveis fósseis. Também são propostas quotas diretas sobre a produção global de combustíveis fósseis.
O gás natural emite muito menos gases de efeito estufa (isto é, CO2 e metano – CH4) do que carvão quando queimado em usinas de energia, mas há evidências de que esse benefício pode ser completamente anulado por vazamentos de metano em campos de perfuração de gás e outros pontos da cadeia de fornecimento.
Um estudo realizado pela Agência de Proteção Ambiental (EPA) e pelo Instituto de Pesquisa de Gás (GRI) em 1997 procurou descobrir se a redução nas emissões de dióxido de carbono do aumento do uso de gás natural (predominantemente metano) seria compensada por um possível aumento do nível de metano emissões de fontes como vazamentos e emissões. O estudo concluiu que a redução nas emissões provenientes do aumento do uso de gás natural supera os efeitos prejudiciais do aumento das emissões de metano. Estudos recentes revisaram os resultados deste estudo, com pesquisadores da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA) reconfirmando os achados de altas taxas de vazamento de metano (CH4) dos campos de gás natural.
Um estudo de 2011 do notável cientista de pesquisa climática, Tom Wigley, descobriu que embora as emissões de dióxido de carbono (CO2) da combustão de combustíveis fósseis possam ser reduzidas usando gás natural em vez de carvão para produzir energia, também descobriu que metano adicional (CH4) de vazamento contribui para o forçamento radiativo do sistema climático, compensando a redução no forçamento de CO2 que acompanha a transição do carvão para o gás.O estudo analisou o vazamento de metano da mineração de carvão; mudanças no forçamento radiativo devido a mudanças nas emissões de dióxido de enxofre e aerossóis carbonáceos; e diferenças na eficiência da produção de eletricidade entre geração de energia a carvão e gás. Em suma, esses fatores mais do que compensaram a redução no aquecimento devido à redução das emissões de CO2. Quando o gás substitui o carvão, há um aquecimento adicional de 2.050 com uma taxa de vazamento assumida de 0% e de 2.140 se a taxa de vazamento for de 10%. Os efeitos globais sobre a temperatura média global ao longo do século 21, no entanto, são pequenos. Petron et al. (2013) e Alvarez et al. (2012) observa que estima-se que o vazamento da infraestrutura de gás provavelmente será subestimado. Esses estudos indicam que a exploração do gás natural como combustível “mais limpo” é questionável. Um metaestudo de 20 anos de literatura técnica de gás natural de 2014 mostra que as emissões de metano são consistentemente subestimadas, mas em uma escala de 100 anos, os benefícios climáticos da comutação de carvão para gás são provavelmente maiores do que os efeitos negativos do vazamento de gás natural.
Bomba de calor
Uma bomba de calor é um dispositivo que fornece energia térmica de uma fonte de calor para um destino chamado “dissipador de calor”. Bombas de calor são projetadas para mover energia térmica oposta à direção do fluxo de calor espontâneo, absorvendo o calor de um espaço frio e liberando-o para um mais quente. Uma bomba de calor usa uma certa quantidade de energia externa para realizar o trabalho de transferir energia da fonte de calor para o dissipador de calor.
Embora os condicionadores de ar e congeladores sejam exemplos conhecidos de bombas de calor, o termo “bomba de calor” é mais geral e se aplica a muitos dispositivos HVAC (aquecimento, ventilação e ar condicionado) usados para aquecimento ou resfriamento. Quando uma bomba de calor é usada para aquecimento, ela emprega o mesmo ciclo básico de refrigeração usado por um ar condicionado ou geladeira, mas na direção oposta – liberando calor no espaço condicionado, em vez do ambiente circundante. Neste uso, as bombas de calor geralmente retiram calor do ar externo mais frio ou do solo. No modo de aquecimento, as bombas de calor são três a quatro vezes mais eficientes no uso de energia elétrica do que simples aquecedores de resistência elétrica.
Concluiu-se que as bombas de calor são a única tecnologia que poderia reduzir as emissões de gases de efeito estufa das residências melhor do que qualquer outra tecnologia disponível no mercado. Com uma quota de mercado de 30% e eletricidade (potencialmente) limpa, as bombas de calor poderiam reduzir as emissões globais de CO2 em 8% ao ano. O uso de bombas de calor subterrâneas poderia reduzir cerca de 60% da demanda de energia primária e 90% das emissões de CO2 na Europa em 2050 e facilitar o manuseio de grandes quantidades de energia renovável. O uso de energia renovável excedente em bombas de calor é considerado o meio mais eficaz para reduzir o aquecimento global e o esgotamento dos combustíveis fósseis.
Com quantidades significativas de combustível fóssil usado na produção de eletricidade, as demandas da rede elétrica também geram gases de efeito estufa. Sem uma alta participação de eletricidade de baixo carbono, uma bomba de calor doméstica produzirá mais emissões de carbono do que o uso de gás natural.
Eliminação gradual de combustível fóssil: carbono neutro e combustíveis negativos
O combustível fóssil pode ser eliminado com combustíveis de transporte e gasodutos neutros em carbono e negativos, criados com energia para as tecnologias de gás e gás para líquidos. O dióxido de carbono proveniente do gás de combustão de combustíveis fósseis pode ser usado para produzir madeira plástica permitindo o reflorestamento negativo de carbono.
Pias e emissões negativas
Um sumidouro de carbono é um reservatório natural ou artificial que acumula e armazena algum composto químico contendo carbono por um período indefinido, como uma floresta em crescimento.Uma emissão negativa de dióxido de carbono, por outro lado, é uma remoção permanente de dióxido de carbono da atmosfera. Exemplos são a captura direta de ar, tecnologias avançadas de intemperismo, como o armazenamento em formações geológicas subterrâneas e o biochar. Esses processos são às vezes considerados como variações de sumidouros ou mitigação e, às vezes, como geoengenharia. Em combinação com outras medidas de mitigação, os sumidouros em combinação com as emissões negativas de carbono são considerados cruciais para atingir a meta de 350 ppm.
O Centro de Pesquisas da Cooperativa de Clima e Ecossistemas da Antártica (ACE-CRC) observa que um terço das emissões anuais de CO2 da humanidade são absorvidas pelos oceanos. No entanto, isso também leva à acidificação dos oceanos, com impactos potencialmente significativos na vida marinha. A acidificação reduz o nível de íons carbonatos disponíveis para os organismos calcificadores para formar suas conchas. Estes organismos incluem espécies de plâncton que contribuem para a fundação da rede alimentar do Oceano Austral. No entanto, a acidificação pode ter impacto em uma ampla gama de outros processos fisiológicos e ecológicos, como a respiração dos peixes, o desenvolvimento de larvas e mudanças na solubilidade de nutrientes e toxinas.
Reflorestamento e arborização
Quase 20 por cento (8 GtCO2 / ano) do total de emissões de gases de efeito estufa foram provenientes do desmatamento em 2007. Estima-se que o desmatamento evitado reduz as emissões de CO2 a uma taxa de 1 tonelada de CO2 por US $ 1–5 nos custos de oportunidade da agricultura perdida. O reflorestamento poderia economizar pelo menos mais 1 GtCO2 / ano, a um custo estimado de US $ 5-15 / tCO2. O reflorestamento é onde antes não havia floresta – essas plantações devem ser proibitivamente massivas para reduzir as emissões por si só.
A transferência de direitos sobre a terra do domínio público para seus habitantes indígenas, que há milênios têm interesse em preservar as florestas das quais dependem, é considerada uma estratégia econômica para conservar as florestas. Isso inclui a proteção de tais direitos nas leis existentes, como a Lei de Direitos Florestais da Índia. A transferência de tais direitos na China, talvez a maior reforma agrária nos tempos modernos, foi argumentada como tendo aumentado a cobertura florestal. A concessão do título da terra mostrou ter duas ou três vezes menos limpeza do que até mesmo parques estatais, especialmente na Amazônia brasileira. Excluindo humanos e até mesmo expulsando habitantes de áreas protegidas (chamadas de “conservação de fortalezas”), às vezes como resultado do lobby de grupos ambientais, muitas vezes levam a mais exploração da terra, pois os habitantes nativos voltam-se para trabalhar para empresas extrativistas para sobreviver.
Com o aumento da agricultura intensiva e urbanização, há um aumento na quantidade de terras agrícolas abandonadas. Segundo algumas estimativas, para cada meio hectare de floresta original de crescimento antigo, mais de 20 hectares de novas florestas secundárias estão crescendo, embora não tenham a mesma biodiversidade que as florestas originais e florestas originais armazenam 60% a mais de carbono. do que essas novas florestas secundárias. De acordo com um estudo na Science, a promoção do crescimento em terras agrícolas abandonadas poderia compensar anos de emissões de carbono.
Desertificação evitada
Restaurar pradarias armazenam CO2 do ar em material vegetal. O gado pastando, geralmente não deixado para vagar, comia a grama e minimizava qualquer crescimento de grama. No entanto, a grama deixada sozinha acabaria por crescer para cobrir seus próprios brotos, impedindo-os de fotossintetizar e a planta morrendo permaneceria no lugar. Um método proposto para restaurar pastagens usa cercas com muitos piquetes pequenos e rebanhos de um pasto para outro depois de um dia a dois, a fim de imitar os pecadores e permitir que a grama cresça de forma ideal. Além disso, quando parte da matéria da folha é consumida por um animal de pastoreio, uma quantidade correspondente de matéria de raiz é descartada também, pois não seria capaz de sustentar a quantidade anterior de matéria de raiz e enquanto a maior parte da raiz perdida apodreceria e entraria Na atmosfera, parte do carbono é sequestrado no solo. Estima-se que o aumento do teor de carbono dos solos nos 3,5 bilhões de hectares de pastagens agrícolas do mundo em 1% compensaria quase 12 anos de emissões de CO2. Allan Savory, como parte da gestão holística, alega que, enquanto grandes rebanhos são freqüentemente culpados pela desertificação, as terras pré-históricas suportaram grandes ou maiores rebanhos e áreas onde os rebanhos foram removidos nos Estados Unidos ainda estão desertificando.
Além disso, o aquecimento global induziu o descongelamento do permafrost, que armazena cerca de duas vezes a quantidade de carbono liberada na atmosfera, libera o potente gás de efeito estufa, o metano, em um ciclo de feedback positivo que pode levar a um ponto de inflexão. mudança climática descontrolada. Um método proposto para prevenir tal cenário é trazer de volta grandes herbívoros como os vistos no Parque do Pleistoceno, onde seu pisoteio naturalmente mantém o solo mais fresco, eliminando os arbustos e mantendo o solo exposto ao ar frio.
Captura e armazenamento de carbono
A captura e armazenamento de carbono (CCS) é um método para mitigar a mudança climática, capturando dióxido de carbono (CO2) de fontes pontuais, como usinas de energia e armazenando-as com segurança, em vez de liberá-las na atmosfera. O IPCC estima que os custos da interrupção do aquecimento global dobrariam sem o CCS. A Agência Internacional de Energia diz que o CCS é “a mais nova e única tecnologia para economia de CO2” na geração de energia e na indústria.Embora exija até 40% mais energia para operar uma usina de carvão CCS do que uma usina de carvão comum, a CCS poderia capturar cerca de 90% de todo o carbono emitido pela usina. O campo de gás Sleipner da Noruega, a partir de 1996, armazena quase um milhão de toneladas de CO2 por ano para evitar penalidades na produção de gás natural com níveis anormalmente altos de CO2. A partir do final de 2011, o total planejado de capacidade de armazenamento de CO2 de todos os 14 projetos em operação ou em construção é superior a 33 milhões de toneladas por ano. Isso é amplamente equivalente a evitar que as emissões de mais de seis milhões de carros entrem na atmosfera a cada ano. De acordo com uma análise do Sierra Club, o carvão americano que lançou o projeto Kemper, que deve estar on-line em 2017, é a usina de energia mais cara já construída para os watts de eletricidade que irá gerar.
Intemperismo aprimorado
O intemperismo aprimorado é a remoção de carbono do ar para a terra, aumentando o ciclo natural de carbono, onde o carbono é mineralizado em rocha. O projeto CarbFix se une à captura e armazenamento de carbono em usinas elétricas para transformar dióxido de carbono em pedra em um período relativamente curto de dois anos, abordando a preocupação comum de vazamento em projetos de CCS. Embora este projeto tenha usado rochas de basalto, a olivina também se mostrou promissora.
Geoengenharia
A geoengenharia é vista por Olivier Sterck como uma alternativa à mitigação e adaptação, mas por Gernot Wagner como uma resposta totalmente separada à mudança climática. Em uma avaliação da literatura, Barker et al. (2007) descreveu a geoengenharia como um tipo de política de mitigação.O IPCC (2007) concluiu que as opções de geoengenharia, como a fertilização oceânica para remover CO2 da atmosfera, permaneceram amplamente não comprovadas. Foi considerado que estimativas de custo confiáveis para a geoengenharia ainda não haviam sido publicadas.
O Capítulo 28 do Relatório da Academia Nacional de Ciências Implicações das Políticas de Aquecimento Estufa: Mitigação, Adaptação e Base da Ciência (1992) definiu a geoengenharia como “opções que envolvem engenharia em larga escala de nosso ambiente para combater ou neutralizar os efeitos de mudanças na química atmosférica “. Eles avaliaram uma gama de opções para tentar dar respostas preliminares a duas perguntas: essas opções podem funcionar e poderiam ser realizadas com um custo razoável. Eles também procuraram encorajar a discussão de uma terceira pergunta – quais efeitos colaterais adversos poderiam existir. Os seguintes tipos de opção foram examinados: reflorestamento, aumento da absorção oceânica de dióxido de carbono (seqüestro de carbono) e filtragem de alguns raios solares. O NAS também argumentou que “as contramedidas projetadas precisam ser avaliadas, mas não devem ser implementadas sem uma ampla compreensão dos efeitos diretos e dos potenciais efeitos colaterais, das questões éticas e dos riscos”. Em julho de 2011, um relatório do Escritório de Prestação de Contas do Governo dos Estados Unidos sobre geoengenharia descobriu que “as tecnologias de engenharia exclusiva não oferecem agora uma resposta viável à mudança climática global”.
Remoção de dióxido de carbono
A remoção de dióxido de carbono foi proposta como um método para reduzir a quantidade de forçamento radiativo. Uma variedade de meios para capturar e armazenar artificialmente o carbono, bem como para melhorar os processos de sequestro natural, está sendo explorada. O principal processo natural é a fotossíntese por plantas e organismos unicelulares (ver biosequestration). Os processos artificiais variam e preocupações foram expressas sobre os efeitos a longo prazo de alguns desses processos.
É notável que a disponibilidade de energia barata e locais apropriados para armazenamento geológico de carbono podem tornar a captura de ar do dióxido de carbono viável comercialmente.No entanto, é geralmente esperado que a captura de ar de dióxido de carbono possa ser antieconômica quando comparada à captura e armazenamento de carbono de fontes importantes – em particular usinas movidas a combustível fóssil, refinarias, etc. Como no caso do Projeto Kemper dos EUA com carbono. captura, os custos da energia produzida crescerão significativamente. No entanto, o CO2 capturado pode ser usado para forçar mais petróleo dos campos de petróleo, como a Statoil e a Shell fizeram planos para fazer. O CO2 também pode ser usado em estufas comerciais, dando a oportunidade de dar o pontapé inicial na tecnologia. Algumas tentativas foram feitas para usar algas para capturar as emissões de fumaça, notavelmente a GreenFuel Technologies Corporation, que agora encerrou suas operações.
Gestão de radiação solar
O principal objetivo do gerenciamento da radiação solar é refletir a luz solar e, assim, reduzir o aquecimento global. A capacidade dos aerossóis de sulfato estratosférico para criar um efeito de escurecimento global tornou-os um possível candidato para uso em projetos de engenharia climática.
Gases de efeito estufa não-CO2
O CO2 não é o único GEE relevante para a mitigação, e os governos têm agido para regular as emissões de outros GEEs emitidos por atividades humanas (GEEs antropogênicos). Os limites de emissão acordados pela maioria dos países desenvolvidos sob o Protocolo de Kyoto regulam as emissões de quase todos os GEEs antropogênicos. Esses gases são CO2, metano (CH4), óxido nitroso (N2O), os hidrofluorcarbonos (HFC), perfluorcarbonos (PFC) e hexafluoreto de enxofre (SF6).
Estabilizar as concentrações atmosféricas dos diferentes GEEs antropogênicos requer uma compreensão de suas diferentes propriedades físicas. A estabilização depende da rapidez com que os GEEs são adicionados à atmosfera e da rapidez com que são removidos. A taxa de remoção é medida pelo tempo de vida atmosférico do GEE em questão (ver o principal artigo de GEE para uma lista). Aqui, o tempo de vida é definido como o tempo necessário para que uma determinada perturbação do GEE na atmosfera seja reduzida para 37% de sua quantidade inicial. O metano tem uma vida atmosférica relativamente curta de cerca de 12 anos, enquanto a vida útil do N2O é de cerca de 110 anos. Para o metano, uma redução de cerca de 30% abaixo dos níveis de emissão atuais levaria a uma estabilização em sua concentração atmosférica, enquanto para o N2O, uma redução de emissões de mais de 50% seria necessária.
O metano é um gás de efeito estufa significativamente mais potente que o dióxido de carbono na quantidade de calor que pode reter, especialmente a curto prazo. A queima de uma molécula de metano gera uma molécula de dióxido de carbono, indicando que pode não haver benefício líquido no uso de gás como fonte de combustível. Reduzir a quantidade de resíduos de metano produzida em primeiro lugar e se afastar do uso de gás como fonte de combustível terá um impacto benéfico maior, assim como outras abordagens para o uso produtivo de metano desperdiçado. Em termos de prevenção, estão sendo desenvolvidas vacinas na Austrália para reduzir as contribuições significativas do aquecimento global do metano liberado pela pecuária por meio de flatulência e eructação.
Outra propriedade física dos GEEs antropogênicos relevantes para a mitigação são as diferentes habilidades dos gases de aprisionar calor (na forma de radiação infravermelha). Alguns gases são mais eficientes em aprisionar o calor do que outros, por exemplo, o SF6 é 22.200 vezes mais efetivo que o GEE do que o CO2 por quilograma. Uma medida para essa propriedade física é o potencial de aquecimento global (GWP) e é usada no Protocolo de Kyoto.
Embora não tenha sido projetado para esse fim, o Protocolo de Montreal provavelmente beneficiou os esforços de mitigação das mudanças climáticas. O Protocolo de Montreal é um tratado internacional que reduziu com sucesso as emissões de substâncias que destroem a camada de ozônio (por exemplo, CFCs), que também são gases de efeito estufa.