耶鲁大学授予Energy Earthshot奖项以研究自然碳捕获

耶鲁大学环境学院教授皮特·雷蒙德正在领导美国能源部的一项研究，该研究探索从大气中去除二氧化碳并减缓气候变化的有前途的方法。

减少进入大气的化石燃料排放对于缓解全球变暖至关重要，但这还不足以应对气候变化。大气中已经含有数十亿吨的二氧化碳，这些二氧化碳是自工业时代以来不断积累的，并且我们每年继续排放数百亿吨的二氧化碳。为了减少全球变暖并避免气候变化最具破坏性和广泛的影响，必须从大气中清除数十亿二氧化碳。

研究高级副院长兼博士研究主任;生态系统生态学教授

耶鲁大学的科学家正在探索气候解决方案，以加速从大气中去除和储存二氧化碳的自然过程，包括增强矿物风化(EMW)和增强海洋碱度(OAE)。这项工作是耶鲁大学自然碳捕获中心 (YCNCC) 的旗舰举措之一，是耶鲁大学行星解决方案项目范围内的一项全校努力。

然而，目前还没有全面的计算模型来评估这些创新的二氧化碳去除途径的潜力。由耶鲁大学环境学院生态系统生态学教授 Peter Raymond 领导的一项新研究将创建一个连接降雨、土壤、河流、沿海海洋和公海的建模框架，以全面评估 EMW 和 OAE 对大气二氧化碳浓度的影响，生态系统和海洋 pH 值。

该研究是能源部能源地球计划的一部分，该计划支持二氧化碳去除和清洁能源技术的研究。今年，该倡议为 29 个项目提供了 2.64 亿美元的资金。耶鲁大学团队与三所大学的科学家合作，正在研究能源部“碳负镜头”的一个方面，能源部发出了全员呼吁，要求进行碳去除技术的创新研究。

由雷蒙德领导的这项新研究获得了 500 万美元的资助，将由来自 YSE、耶鲁大学地球与行星科学系 (EPS) 以及来自耶鲁大学地球与行星科学系 (EPS) 的科学家通过 YCNCC 合作进行。佐治亚理工学院、普林斯顿大学和德克萨斯农工大学。耶鲁大学的研究团队包括YSE Clifton R. Musser水文学教授James Saiers以及EPS的三名教员：Noah Planavsky教授、Matt Eisaman副教授和Juan Lora助理教授。佐治亚理工学院的 Annalis Bracco、Christopher Reinhard 和 Takamitsu Ito、普林斯顿大学的 John Higgins 和 Laure Resplandy 以及德克萨斯农工大学的 Shuang Zhang 也将合作开展这项研究。

通过自然碳固存的进步寻找气候变化的解决方案。

YSE 的 Liza Comita(YCNCC 联合主任)和 EPS 的 David Bercovici 教授表示，Earthshot 研究对于减缓气候变化的努力至关重要。

“很高兴看到我们的科学家成功利用 YCNCC 提供的支持，并为增强风化和增强海洋碱度的关键研究获得额外资金。这两种都是自然气候解决方案，具有巨大的碳捕获潜力，并可能为农业和海洋生物带来共同利益，但在大规模实施之前还需要进行额外的研究，”热带森林教授科米塔说YSE 的生态学。

YSE 新闻采访了雷蒙德，谈论了这项新研究和天然碳捕获的前景。

问：一些气候模型，包括联合国政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 制作的模型，表明仅减少从工业、电力和运输部门进入大气的 CO 2量不足以应对气候 变化改变。增强岩石气候和海洋碱度如何去除二氧化碳?

当雨水和融雪与岩石和土壤相互作用并溶解矿物质，将二氧化碳转化为碳酸氢盐，从而封存或去除大气中的二氧化碳时，就会发生风化。在海洋中，添加碱度可通过一系列反应将溶解的 CO 2转化为碳酸氢盐和碳酸盐分子，从而去除大气中的二氧化碳。

问：您的团队一直在开展一些利用增强岩石风化作用的现场项目。到目前为止你发现了什么?

詹姆斯·赛尔斯 (James Saiers)、诺亚·普拉纳夫斯基 (Noah Planavsky) 和我一直在与一个更大的合作小组合作，在全球范围内进行现场试验。我们对佛蒙特州的一个项目感到特别兴奋，今年夏天，我们在农业流域内的大部分牧场和干草场上撒播了 440 吨碎玄武岩。尽管这一分水岭规模的实验还处于早期阶段，但初步结果令人鼓舞，我们乐观地认为，这可能成为一个“哨兵站点”，成为我们理解增强风化作用的基石。我们已经在流域排水水中检测到玄武岩风化产物，这表明岩石风化引起的 CO 2消耗增加。干草产量也有所增加，这表明压碎的玄武岩正在发挥施肥作用——这是去除 CO 2的共同效益。我们的 EMW 现场试验的结果将为我们的 Earthshot 研究提供信息，提供对于参数化我们的模型以预测 CO 2去除率至关重要的测量结果。

每两周，我们都会重点介绍有关我们在耶鲁大学环境学院所做工作的三个新闻和研究故事。

问：这项研究如何建立在耶鲁大学目前在该领域的研究基础上?

增强矿物风化和增强海洋碱度都是相当新的。这项研究将整合区域到全球范围内的土壤、河流和海洋模型，并为如何优化这些技术的功效提供深入的见解。拟议的框架将在从土壤剖面和河流网络到沿海海洋以及最终大型海洋盆地的空间尺度上建立联系。 如果我们要扩展这两种技术，我们需要能够确定全球范围内的功效和影响的模型。

问：这些天然碳捕获方法面临哪些挑战?

有许多过程会影响大气中二氧化碳的去除率及其储存的稳定性。目前很难评估拆除率。此外，在陆地或海洋上去除的二氧化碳可以通过一系列相互作用泄漏回大气中。因此，当水从土壤流向河流并最终流向海洋时，我们需要能够对 CO 2捕获和 CO 2泄漏进行建模。此外，如果我们在陆地上添加矿物质来加速风化，然后它进入海洋，并向海洋中添加碱性物质，对海洋的总影响是多少?我们如何确定?

问：这项研究在哪些方面与减缓气候变化的努力密不可分?

自然碳捕获的出现是出于必要，因为我们无法将排放量减少到减少全球变暖影响所需的规模。我们迫切需要减少化石燃料燃烧的排放，但我们也需要了解如何加速二氧化碳的排放 使用这些技术可实现十亿吨规模的去除。 通过 EMW 和 OAE 实现的全球碱化的综合影响可能会抵消当前化石燃料排放的很大一部分，同时中和过去的海洋酸化。