Banyak skenario iklim masa depan menunjukkan bahwa emisi negatif akan diperlukan untuk membatasi pemanasan global. Para peneliti sekarang sedang menyelidiki seberapa layak ini.
Perubahan iklim – kesan artistik. Kredit gambar: Tumisu melalui Pixabay, lisensi gratis
Di Islandia, sebuah mesin sekarang menyedot karbon dioksida dari atmosfer siang dan malam. Misinya adalah mencampur gas dengan air kemudian memompanya ke bawah tanah di mana ia akan berubah menjadi batu setelah beberapa tahun.
Mesin seperti itu sekarang menarik karena emisi gas rumah kaca global masih terlalu tinggi untuk dapat mengandalkan pengurangannya saja. Untuk menghindari dampak lingkungan yang serius, kemungkinan besar kita juga membutuhkan emisi negatif untuk menghilangkan beberapa gas ini dari atmosfer dan menyimpannya di suatu tempat secara permanen.
‘Skenario untuk mitigasi perubahan iklim sering menunjukkan bahwa kita akan membutuhkan sejumlah besar emisi negatif pada akhir abad ini untuk dapat membatasi pemanasan hingga 1,5ItuC atau 2ItuC,’ kata Dr Kati Koponen, ilmuwan senior di Pusat Penelitian Teknis VTT Finlandia di Espoo.
Solusi dan praktik baru, baik teknologi maupun non-teknologi, akan dibutuhkan dalam upaya menghasilkan emisi negatif. Solusi berbasis alam, seperti menanam lebih banyak pohon atau memulihkan lahan gambut, yang menangkap dan menyimpan CO2 dan telah dikenal dan digunakan sejak lama, sedang diselidiki untuk penyebaran yang lebih luas dalam mitigasi, termasuk pemantauan dan kuantifikasi kinerjanya yang lebih kuat.
Beberapa teknologi potensial juga ada, tetapi sebagian besar masih dalam masa pertumbuhan. Penangkapan udara langsung, misalnya, yang merupakan teknologi yang digunakan di Islandia, menggunakan proses kimia untuk mengekstrak karbon dioksida (CO2) dari atmosfer sebelum disimpan di bawah tanah.
Namun, manfaat dan trade-off masih kabur. ‘Tantangannya adalah untuk memahami potensi realistis dari teknologi (dan praktik) ini,’ Dr Koponen memperingatkan. ‘Kami tidak ingin menciptakan emisi negatif dengan menciptakan dampak lain yang tidak diinginkan di tempat lain.’
Mempersiapkan dasar untuk teknologi emisi negatif
Dr Koponen dan rekan-rekannya menilai potensi aktual dari berbagai solusi emisi negatif di Eropa dan di tempat lain, melalui NEGATIF proyek. Mereka akan mempertimbangkan aspek ekonomi, lingkungan dan sosial terkait, untuk lebih memahami kerangka peraturan apa yang diperlukan untuk meluncurkan solusi ini.
Beberapa solusi mungkin tidak efektif dari segi biaya, sementara solusi lainnya dapat berdampak pada lingkungan dengan menggunakan terlalu banyak air, energi, atau lahan. Ada juga masalah sosial yang perlu dipertimbangkan: misalnya, apakah penduduk akan menerima jika CO2 disimpan di tanah dekat rumah mereka? ‘Kombinasi ini [of disciplines] itulah yang istimewa dalam proyek ini,’ kata Dr Koponen.
Sejauh ini, tim NEGEM telah menggunakan model untuk menyelidiki bagaimana solusi emisi negatif yang berbeda memengaruhi lingkungan dan biayanya selama seluruh siklus hidupnya. Mereka telah melihat berbagai indikator lingkungan, seperti menipisnya sumber daya alam seperti air atau bahan mentah dan perubahan penggunaan lahan, di samping dampak perubahan iklim yang akan dihindari.
Dalam pekerjaan baru-baru ini, mereka menyelidiki strategi berbasis darat, yang bertentangan dengan yang digunakan di laut atau dalam konteks industri. Tim menemukan bahwa dalam kasus yang dipelajari, menanam pohon adalah cara paling efisien untuk menghilangkan CO2 dari atmosfer. Namun, ketersediaan lahan menjadi masalah di sini: lahan dibutuhkan untuk berbagai keperluan seperti menanam pangan atau memproduksi kayu untuk membuat produk. Selain itu, hutan rentan terhadap gangguan seperti kebakaran dan hama, yang akan mempengaruhi berapa lama CO2 dapat disimpan di sana. Jenis kebijakan baru akan diperlukan untuk mengatasi masalah ini, yang merupakan aspek lain yang sedang diselidiki oleh proyek.
Hasil NEGEM akan membantu menginformasikan kebijakan UE untuk menjaga pemanasan global jauh di bawah 2ItuC, sebagaimana digariskan dalam 2015 Perjanjian Paris. Menurut Dr Koponen, hasil mereka harus memberikan penilaian yang lebih realistis tentang potensi berbagai teknologi dan praktik emisi negatif, yang akan membantu UE menetapkan target yang dapat dicapai.
Solusi berbasis alam
Emisi gas rumah kaca dan strategi berbasis lahan untuk menghilangkannya telah dimasukkan dalam inventarisasi nasional selama 30 tahun. Peningkatan sink tersebut juga dapat dimasukkan sebagai tindakan mitigasi dalam Kontribusi yang Ditentukan Secara Nasional (NDC) di bawah Perjanjian Paris.
Dalam konteks ini, peneliti dengan LANDMARC proyek mencoba untuk memahami potensi aktual dari kegiatan yang akan meningkatkan penyerapan gas rumah kaca atau mengurangi emisi dari lahan. Eise Spijker, seorang peneliti di pusat pengetahuan Iklim dan Keberlanjutan JIN di Groningen, Belanda dan rekan-rekannya sedang mengeksplorasi bagaimana solusi ini, banyak di antaranya berbasis alam, dapat diterapkan di lingkungan pertanian atau kehutanan.
‘Hal yang rumit, terutama dengan pilihan berbasis alam, adalah tantangan penyimpanan permanen karbon,’ kata Spijker. ‘Begitu Anda menyerahkan karbon ke ekosistem, mereka tetap berada dalam siklus karbon alami sampai tingkat tertentu, tetapi Anda tidak benar-benar tahu berapa banyak yang disimpan dan untuk berapa lama.’
Pengamatan dari atas dan bawah
Teknik pemantauan dapat membantu menilai seberapa banyak CO2 yang dapat ditangkap dari atmosfer dan disimpan di dalam tanah dan tanaman. Oleh karena itu, salah satu tujuan proyek adalah untuk menggabungkan berbagai jenis pengamatan ke dalam model, untuk menggambarkan secara lebih realistis potensi solusi penghilangan emisi.
‘Kami menggunakan data dari kombinasi teknik pengamatan Bumi, termasuk penginderaan jauh (seperti satelit) dan juga pengukuran di bawah tanah (seperti pengambilan sampel tanah) untuk mengukur jumlah karbon yang tersimpan,’ kata koordinator proyek Dr Jenny Lieu, asisten profesor di Delft University of Technology di Belanda.
LANDMARC berjalan 16 studi kasus di seluruh dunia, di mana berbagai kegiatan seperti wanatani di Spanyol dan produksi beras yang lebih berkelanjutan di Nepal akan dipantau, untuk melihat seberapa baik mereka menyerap karbon. Tim berencana untuk bereksperimen dengan berbagai kombinasi teknik pemantauan. Data satelit akan dikumpulkan dan dianalisis dengan algoritma yang telah mereka kembangkan, misalnya.
Alat untuk mengukur dampak iklim bersih di tanah
Salah satu hasil dari proyek ini adalah alat peta karbon, yang berpotensi juga tersedia sebagai aplikasi telepon, yang dapat mengukur dan memantau dampak berbagai aktivitas penghilangan karbon berbasis lahan terhadap emisi gas rumah kaca. Ini akan menggunakan pengamatan baik dari atas, menggunakan satelit dan drone, dan di lapangan, seperti pengambilan sampel tanah.
‘Kami bertujuan untuk menggabungkan beberapa alat pengamatan Bumi khusus dalam alat pemantauan berbiaya rendah dan mudah digunakan yang mempertimbangkan berbagai pengguna akhir,’ kata Dr Lieu. Ini berarti pemerintah atau pengelola penggunaan lahan, misalnya, akan dapat memasukkan data spesifik lokasi tentang tanah dan vegetasi di lahan mereka dan mendapatkan perkiraan yang andal tentang dampak iklim bersihnya.
Penghapusan CO2 skala besar
Potensi kegiatan emisi negatif untuk memperlambat pemanasan global juga tergantung pada apakah mereka akan siap digunakan pada skala industri dalam beberapa dekade mendatang. Banyak skenario iklim bergantung pada premis ini, tetapi ada kekhawatiran tentang seberapa layak ini akan terjadi. Solusi teknologi masih dalam tahap awal saat ini, kata Dr Bas van Ruijven, peneliti dan pemimpin kelompok di Institut Internasional untuk Analisis Sistem Terapan (IIASA) di Laxenburg, Austria.
Oleh karena itu, Dr van Ruijven dan rekan-rekannya menilai kekhawatiran kelayakan untuk skenario iklim yang berbeda, sebagai bagian dari MELIBATKAN proyek. Misalnya, mereka akan menilai bagaimana kegiatan penghilangan gas rumah kaca diharapkan berkontribusi. Tim juga akan mengembangkan skenario mitigasi iklim baru. ‘Teknologi emisi negatif memainkan peran besar dalam bagian proyek itu,’ tegas Dr van Ruijven.
Sejauh ini, tim telah membandingkan dua skenario dekarbonisasi yang berbeda. Yang pertama bertujuan untuk membatasi pemanasan hingga di bawah 2ItuC pada tahun 2100. Dalam hal ini, target suhu dapat terlampaui pada paruh pertama abad ini, tetapi emisi negatif akan menjadi penting di kemudian hari untuk menurunkan suhu global kembali.
Dalam skenario kedua, tujuannya adalah untuk tidak melebihi 2ItuPemanasan C, yang lebih sejalan dengan Perjanjian Paris. Kegiatan penghilangan karbon akan berperan dalam mengurangi emisi lebih cepat dalam jangka pendek. Dalam jangka panjang, mereka sebagian besar akan dibutuhkan untuk melawan sisa emisi dari sektor tertentu seperti penerbangan atau industri, di mana sulit untuk menghilangkan emisi sepenuhnya.
Lebih cepat lebih baik: menunda tindakan akan berdampak
Di pekerjaan baru-baru ini, tim menggunakan model untuk menyelidiki bagaimana masing-masing skenario ini akan berdampak pada penggunaan lahan di masa depan untuk lebih memahami konsekuensi sosial dan lingkungan. Mereka memperhitungkan beberapa faktor yang berbeda: proyeksi ekonomi dan pertumbuhan penduduk, bersama dengan dampak selanjutnya terhadap penggunaan energi dan emisi gas rumah kaca.
Dr van Ruijven dan rekan-rekannya menemukan bahwa skenario mitigasi yang berfokus pada skenario akhir abad, di mana suhu dibiarkan untuk sementara melampaui 2ItuPemanasan C, memiliki konsekuensi besar bagi penggunaan lahan setelah tahun 2050. Kemungkinan akan terjadi kekurangan pangan dan air irigasi, seperti halnya harga pangan yang lebih tinggi. ‘Ini adalah seruan besar untuk upaya jangka pendek untuk menurunkan emisi lebih cepat,’ kata Dr van Ruijven. ‘Jika tidak, Anda memaksa generasi mendatang untuk menggunakan teknologi emisi negatif dalam skala yang lebih besar.’
Kebijakan tambahan juga akan diperlukan selama transisi ke nol emisi bersih untuk mengkompensasi dampak sosialnya. Subsidi pangan mungkin diperlukan untuk membantu masyarakat berpenghasilan rendah, misalnya, jika harga pangan naik.
‘Pekerjaan kami menunjukkan bahwa penerapan teknologi baru untuk menghilangkan CO2 akan, bagaimanapun, sangat diperlukan untuk mencapai tujuan Perjanjian Paris baik dalam pendekatan jangka pendek maupun jangka panjang, kata Dr van Ruijven. ‘Mudah-mudahan, penelitian kami akan menginspirasi pemerintah untuk merangsang perkembangan mereka.’
Ditulis oleh Sandrine Ceurstemont
Artikel ini awalnya diterbitkan di Horizon, majalah Riset dan Inovasi Uni Eropa.
