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Aprovechando el potencial de eliminación de carbono del océano

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Para lograr el objetivo del Acuerdo de París de limitar el aumento de temperatura a 1,5 grados Celsius (2,7 grados F), las emisiones de gases de efecto invernadero deben llegar a cero neto a mediados de siglo. Lograr este objetivo no solo requerirá reducir las emisiones existentes, sino también eliminar el dióxido de carbono que ya está presente en el aire.

La cantidad de carbono que se eliminará de la atmósfera dependerá de las emisiones en los próximos años, pero las estimaciones apuntan a alrededor de 10 mil millones a 20 mil millones de toneladas de CO2 por año hasta 2100, a nivel mundial. Esta es una cantidad enorme, considerando que Estados Unidos ha emitido 5.400 millones de toneladas de CO2 en 2018.

A medida que la necesidad de acción climática se vuelve más urgente, el océano está ganando atención como una parte potencial de la solución. Enfoques como invertir en la generación de energía en alta mar, conservar los ecosistemas costeros y aumentar el consumo de proteínas oceánicas sostenibles ofrecen oportunidades para reducir las emisiones.

Además de estas oportunidades, una variedad de enfoques de eliminación de carbono basados ​​en el océano podrían ayudar a capturar y almacenar miles de millones de toneladas de carbono.

Es importante destacar que estos enfoques no aumentarían la acidificación de los océanos. El océano absorbe poco menos de un tercio del CO2 antropogénico2 emisiones, lo que está contribuyendo a un aumento de la acidificación de los océanos y dificultando que organismos como las ostras y los corales construyan conchas.

El océano absorbe poco menos de un tercio de las emisiones antropogénicas de CO2, lo que contribuye a un aumento de la acidificación del océano.

Algunas opciones para aumentar la capacidad del océano para almacenar carbono también pueden proporcionar beneficios colaterales, como aumentar la biodiversidad y reducir la acidificación. Sin embargo, muchos enfoques siguen siendo controvertidos debido a las incertidumbres sobre los posibles impactos ecológicos, la gobernanza y otros riesgos.

Si los esfuerzos de investigación aumentan para mejorar la comprensión en estas áreas, una combinación de enfoques podría ayudar a abordar la crisis climática global.

Métodos basados ​​en el océano para eliminar el CO2 de la atmósfera

Los métodos propuestos para aumentar la capacidad del océano para eliminar y almacenar dióxido de carbono, incluidos los conceptos biológicos, químicos y electroquímicos, varían en términos de madurez técnica, permanencia, aceptación pública y riesgo.



<p> Nota: Este gráfico representa los tipos generales de enfoques propuestos, pero es posible que no refleje todas las propuestas. </p>
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Nota: Este gráfico representa los tipos generales de enfoques propuestos, pero es posible que no refleje todas las propuestas.

1. Enfoques biológicos

Enfoques biológicos, que aprovechan el poder de la fotosíntesis para capturar CO2, ofrecen algunos enfoques para la eliminación de carbono.

La restauración de los ecosistemas costeros de carbono azul, incluidos los pantanos salobres, los manglares y los pastos marinos, puede aumentar la cantidad de carbono almacenado en los sedimentos costeros. A nivel mundial, el potencial de eliminación de carbono de restaurar el ecosistema de carbono azul costero es de aproximadamente unos cientos de millones de toneladas de CO2 por año para 2050, que es relativamente pequeño en comparación con la necesidad. Sin embargo, los beneficios secundarios generales, como la reducción de la erosión costera y las inundaciones, la mejora de la calidad del agua y el apoyo a los medios de vida y al turismo, hacen que valga la pena.



<p> La restauración de los ecosistemas costeros de carbono azul, incluidas las marismas salobres como esta, puede ayudar a almacenar carbono además de otros beneficios de restauración.  Foto de Bre Smith / Unsplash </p>
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La restauración de los ecosistemas costeros de carbono azul, incluidas las marismas salobres como esta, puede ayudar a almacenar carbono además de otros beneficios de restauración. Foto de Bre Smith / Unsplash

  • Cultivo de algas a gran escala

Otro enfoque propuesto es el cultivo de algas a gran escala, ya que las algas capturan carbono a través de la fotosíntesis. Aunque hay pruebas de que las algas silvestres ya contribuyen a la eliminación de carbono, existe la posibilidad de cultivar y cosechar algas para su uso en una variedad de productos, incluidos alimentos (humanos y animales), combustible y fertilizantes.

El alcance total del potencial de eliminación de carbono de estas aplicaciones es incierto, ya que muchos de estos productos devolverían el carbono contenido en las algas al medio ambiente durante el consumo. Sin embargo, estas aplicaciones podrían reducir la intensidad de las emisiones en comparación con los procesos de fabricación convencionales. El cultivo de algas también puede proporcionar un rendimiento económico que podría apoyar el crecimiento del sector a corto plazo.

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Una aplicación interesante es la adición de algunas algas a la alimentación de los animales de granja rumiantes, lo que podría reducir significativamente sus emisiones de metano. El metano tiene un potencial de calentamiento climático particularmente alto y las emisiones de metano de los rumiantes contribuyen aproximadamente a 120 MtCO1e por año en los Estados Unidos.

La investigación emergente muestra que algunos tipos de algas rojas pueden reducir las emisiones de los rumiantes en más del 50%, aunque se necesita más investigación para mostrar reducciones consistentes a largo plazo y para comprender si los esfuerzos de cultivo a gran escala tienen éxito.

Además de reducir las emisiones, el cultivo de algas también puede reducir la acidificación de los océanos. En algunos lugares, esta aplicación ya se utiliza en la acuicultura de mariscos para reducir la acidificación y mejorar el crecimiento de los mariscos.

Comprender los riesgos potenciales del ecosistema es fundamental para implementar este enfoque a gran escala. Los riesgos potenciales incluyen cambios en los patrones de movimiento del agua; cambios en la disponibilidad de luz, nutrientes y oxígeno; niveles de pH alterados; impactos de estructuras de crecimiento artificial; y los impactos del monocultivo, que pueden afectar la flora y fauna marina existente.

Se necesitan pruebas piloto continuas a pequeña escala para comprender estos impactos en el ecosistema y reducir los costos de cultivo, recolección y transporte.

Una idea más controvertida y controvertida es la fertilización con hierro, que implica agregar trazas de hierro a partes del océano, estimulando el crecimiento de fitoplancton. El fitoplancton absorbería el CO atmosférico2 a medida que crecen, algunos de los cuales eventualmente se hundirían en el fondo del océano, lo que resultaría en el almacenamiento permanente de ese carbono en los sedimentos oceánicos. Aproximadamente una docena de experimentos indican niveles variables de efectividad en el secuestro de carbono, pero el enfoque sigue siendo convincente para algunos por su bajo costo.

Si bien la fertilización con hierro teóricamente podría almacenar grandes cantidades de carbono a un costo relativamente bajo, también podría causar impactos ecológicos negativos significativos, como la proliferación de algas tóxicas que pueden reducir los niveles de oxígeno, bloquear la luz solar y dañar la vida marina. Además, los investigadores se muestran reacios a seguir este método debido a una historia complicada, incluido un experimento que potencialmente violaba el derecho internacional.

Fertilización con hierro, que consiste en agregar trazas de hierro a partes del océano, estimulando el crecimiento de fitoplancton.

Debido al costo relativamente bajo, también existe el riesgo de que un solo actor realice una fertilización a gran escala y cause daños ecológicos a gran escala.

Dado que este método sigue siendo controvertido, un primer paso crucial es crear una estructura de gobernanza internacional clara para continuar la investigación. La fertilización con hierro sigue enfrentándose a incertidumbres científicas sobre su eficacia y los impactos en el ecosistema que, de llevarse a cabo, requerirían la resolución de pruebas en el mar.

2. Enfoques químicos

Los enfoques químicos, es decir, la mejora de la alcalinidad, implican agregar diferentes tipos de minerales al océano para reaccionar con el dióxido de carbono disuelto y convertirlo en bicarbonatos disueltos. Cuando el dióxido de carbono disuelto se convierte en bicarbonatos disueltos, la concentración de CO disuelto2 desciende en relación con el aire, lo que permite que el océano absorba más CO2 desde el aire hasta la frontera entre el océano y el aire.

Aunque las fuentes minerales son abundantes, acceder a ellas requeriría una energía significativa para la extracción, molienda y transporte. Si bien la mejora de la alcalinidad se usa a pequeña escala para mejorar la calidad del agua para criaturas calcificantes como las ostras y otros mariscos, las aplicaciones a gran escala requerirían pruebas piloto para comprender los impactos en el ecosistema. La investigación adicional también ayudará a mapear las fuentes de alcalinidad accesibles y adecuadas y determinar cómo aplicarlas de manera más efectiva.

3. Enfoques electroquímicos

Un puñado de conceptos electroquímicos también almacenan carbono como bicarbonato disuelto. A diferencia de los enfoques químicos, los enfoques electroquímicos hacen esto al hacer pasar corrientes eléctricas a través del agua de mar.

Las variaciones en los enfoques electroquímicos también podrían producir hidrógeno valioso o CO concentrado2 para uso industrial o almacenamiento. La mejora de este enfoque dependerá de la disponibilidad de fuentes de energía bajas en carbono en lugares adecuados. La investigación adicional ayudará a mapear estas fuentes y analizar los beneficios potenciales, como la producción de hidrógeno.

Gobernanza y consideraciones sociales sobre la eliminación de carbono de los océanos

Garantizar marcos de gobernanza adecuados, tanto nacionales como internacionales, para los enfoques de eliminación de carbono basados ​​en los océanos será un requisito previo antes de que muchos estén listos para la escalabilidad. Los marcos legales internacionales para los océanos, como la Convención de las Naciones Unidas sobre el Derecho del Mar y la Convención y el Protocolo de Londres, son anteriores al concepto de eliminar el dióxido de carbono de los océanos.

Como resultado, estos marcos se aplican retroactivamente a estos enfoques, dando lugar a interpretaciones divergentes y falta de claridad en algunos casos.

Algunos estudiosos de la jurisprudencia sugieren modificar los instrumentos legales existentes para regular más directamente la eliminación de carbono de los océanos, incluida la eliminación de carbono en las negociaciones en curso para nuevos acuerdos internacionales o la transferencia de la gobernanza a otro organismo internacional. También deben existir fuertes salvaguardias ambientales, incluido el monitoreo y la presentación de informes transparentes.

Finalmente, los enfoques para eliminar el carbono de los océanos no deben avanzar sin antes considerar los impactos en las comunidades locales y los pueblos indígenas. La aceptación por parte de la comunidad de posibles pruebas piloto e impactos en las comunidades costeras también debe ser una condición previa para proceder a gran escala.

La acción climática debe incluir el océano

A medida que el mundo busca herramientas efectivas para la caja de herramientas de acción climática, el uso de enfoques terrestres y marinos evitaría la dependencia excesiva de un enfoque y distribuiría la carga de eliminación de carbono entre los sistemas. más grande.

Sin embargo, antes de cualquier aplicación a gran escala, los enfoques de remoción de carbono basados ​​en el océano requieren una investigación continua para comprender mejor su efectividad, costo, capacidad e impactos secundarios. Esta investigación garantizará una base científica sólida a partir de la cual comenzar a perseguir estos conceptos, minimizando los impactos no deseados en los ecosistemas oceánicos.

Si se entienden, desarrollan e implementan de manera efectiva, los enfoques de remoción de carbono basados ​​en los océanos podrían resultar invaluables para lograr el cero neto y evitar los peores efectos del cambio climático.

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