Significant recent changes in globa

Significant recent changes in global climate have launched a massive internationalresearch effort to observe, understand, and predict climate (IPCC 2001a). Unprecedented anthropogenic emissions of greenhouse gases are probably the causeof recent climate change. All indications are that, if left unchecked, acceleratinggreenhouse gas (GHG) emissions during this century will likely lead to even moredramatic changes in the Earth’s climate system. Mitigation strategies have therefore574 M.E. HUNTLEY AND D.G. REDALJEbecome a focus of intensive research, and the principal goal of international environmental policy (UNFCC 1997).In 1996, the IPCC began a major initiative to understand future GHG emissionsin the absence of any specific policies to mitigate climate change; this resultedin the Special Report on Emissions Scenarios (SRES; Nakicenovic et al. 2000)that established six basic groups of scenarios. Modelers from around the worldwere then invited to quantify the impact of a broad variety of mitigation scenarios,resulting in a comparison of multiple “post-SRES mitigation scenarios” (Moritaet al. 2000). The post-SRES models were all focused on stabilizing atmosphericCO2 at a specified concentration.We highlight two important features of the post-SRES models. First, the lowestCO2 stabilization target considered by most of the mitigation models is 450 ppm.This is more than 80 ppm greater than the current concentration, a value whichhas very likely not been exceeded in the past 20 million years (Pearson and Palmer
2000). Second, the modeled mitigation strategies employ a wide variety of options,
ranging from those that result in net negative costs, such as improved, energyconserving design of buildings and appliances, to potentially costly and technologically challenging replacement of fossil fuel by a variety of energy sources.
Biological strategies are generally considered to be just one element of mitigation. For example, the Second Assessment Report (IPCC 1995) concluded that
biological mitigation options could offset 10–20% of projected fossil fuel emissions
by 2050. A recent review of 17 studies that evaluate the contribution of biomass to
the future world energy supply underscores the point that renewable energy from
biomass is usually considered to be only one of many components of an overall
mitigation strategy, most of which include continuing reliance on fossil fuels to
some degree (Berndes et al. 2003). Studies that specify a complete phasing out of
fossil fuels by 2100 (e.g. Lazarus et al. 1993; Yamamoto et al. 1999) explicitly
include biofuels as one energy source, but assume these will be derived entirely
from terrestrial plants and exclude any consideration of photosynthetic microbes.
Research and technology development on the production of biofuels from photosynthetic microbes began intensively in the 1980s and continues today. Most
of the published evaluations suggest that microbial-based biofuel processes may
not be achievable with current technology. One of the most intensive publicly
funded research programs to study the feasibility of microbial-based biofuels, the
Aquatic Species Program (ASP) of the U.S. National Renewable Energy Laboratory (NREL), invested more than US$25 million over a period of 20 years
and terminated in the late 1990s; the ASP concluded that economical production
of biofuels from photosynthetic microbes was not likely to be feasible (Sheehan
et al. 1998). The coauthors of this paper are cofounders of a marine biotechnology company that, in the 4 years from 1998 to 2001, invested US$20 million to
conduct research on the same topic. Our findings, based on large-scale pilot operations, came to a different conclusion. We report these findings here for the first
time.

Thay đổi đáng kể gần đây trong khí hậu toàn cầu đã đưa ra một sách quốc tế
nỗ lực nghiên cứu để quan sát, hiểu và dự đoán khí hậu (IPCC 2001a). Phát thải nhân chưa từng có của các khí nhà kính có thể là nguyên nhân
của sự thay đổi khí hậu gần đây. Tất cả các chỉ dẫn được rằng, nếu không được kiểm soát, thúc đẩy
khí nhà kính (GHG) trong thế kỷ này sẽ có khả năng dẫn đến nhiều hơn
đáng kể thay đổi trong hệ thống khí hậu trái đất. Chiến lược giảm nhẹ có do đó
574 ME Huntley và DG REDALJE
trở thành một trọng tâm của nghiên cứu chuyên sâu, và mục tiêu chính của chính sách môi trường quốc tế (UNFCC 1997).
Năm 1996, IPCC đã bắt đầu một sáng kiến lớn để hiểu phát thải khí nhà kính trong tương lai
trong sự vắng mặt của bất kỳ cụ thể chính sách để giảm thiểu biến đổi khí hậu; điều này dẫn đến
trong Báo cáo đặc biệt về phát thải kịch bản (SRES; Nakicenovic et al 2000).
mà thành lập sáu nhóm cơ bản của kịch bản. Tạo mô hình trên thế giới
sau đó đã được mời để xác định tác động của một loạt rộng rãi các kịch bản giảm nhẹ,
kết quả là một sự so sánh của nhiều "kịch bản sau SRES giảm nhẹ" (Morita
et al. 2000). The-SRES bài mô hình đều tập trung vào ổn định khí quyển
CO2 ở nồng độ quy định.
Chúng tôi làm nổi bật hai tính năng quan trọng của mô hình sau SRES. Thứ nhất, thấp nhất
mục tiêu ổn định CO2 coi bởi hầu hết các mô hình giảm nhẹ là 450 ppm.
Điều này là hơn 80 ppm lớn hơn nồng độ hiện tại, giá trị mà
có rất nhiều khả năng không được vượt quá trong vòng 20 triệu năm qua (Pearson và Palmer
2000 ). Thứ hai, các chiến lược giảm thiểu mô hình sử dụng một loạt các tùy chọn,
từ những kết quả trong chi phí tiêu cực net, chẳng hạn như cải thiện, energyconserving thiết kế các tòa nhà và các thiết bị, để thay thế có thể tốn kém và công nghệ đầy thách thức của nhiên liệu hóa thạch bằng nhiều nguồn năng lượng .
chiến lược sinh học thường được coi là chỉ là một yếu tố giảm nhẹ. Ví dụ, Báo cáo đánh giá lần thứ hai (IPCC 1995) kết luận rằng
phương án giảm thiểu sinh học có thể bù đắp 10-20% lượng khí thải nhiên liệu hóa thạch dự
vào năm 2050. Một đánh giá gần đây của 17 nghiên cứu đánh giá sự đóng góp của sinh khối để
cung cấp năng lượng thế giới trong tương lai nhấn mạnh điểm mà năng lượng tái tạo từ
sinh khối thường được coi là chỉ là một trong nhiều thành phần của một tổng thể
chiến lược giảm nhẹ, hầu hết trong số đó bao gồm việc tiếp tục phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch để
một mức độ nào (Berndes et al. 2003). Các nghiên cứu chỉ rõ một phân kỳ hoàn tất ra khỏi
nhiên liệu hóa thạch vào năm 2100 (ví dụ như Lazarus et al 1993;.. Yamamoto et al 1999) một cách rõ ràng
bao gồm nhiên liệu sinh học là một trong những nguồn năng lượng, nhưng giả định này sẽ được bắt nguồn hoàn toàn
từ thực vật trên cạn và không bao gồm bất kỳ xem xét quang vi khuẩn.
Nghiên cứu và phát triển công nghệ về sản xuất nhiên liệu sinh học từ vi khuẩn quang hợp bắt đầu mạnh mẽ trong những năm 1980 và tiếp tục ngày hôm nay. Hầu hết
các đánh giá được công bố cho thấy các quá trình sinh học của vi sinh vật dựa trên có thể
không thể đạt được với công nghệ hiện tại. Một trong những công chuyên sâu nhất
chương trình nghiên cứu được tài trợ để nghiên cứu tính khả thi của nhiên liệu sinh học của vi sinh vật dựa trên các
loài Chương trình Thủy sản (ASP) của Phòng thí nghiệm Năng lượng tái tạo quốc gia Mỹ (NREL), vốn đầu tư hơn 25 triệu $ trong khoảng thời gian 20 năm
và chấm dứt vào cuối năm 1990; ASP kết luận rằng sản xuất kinh tế
của nhiên liệu sinh học từ vi khuẩn quang hợp là không có khả năng để có tính khả thi (Sheehan
et al. 1998). Các đồng tác giả của bài viết này là đồng sáng lập của một công ty công nghệ sinh học biển rằng, trong 4 năm từ năm 1998 đến năm 2001, vốn đầu tư 20 triệu $ để
tiến hành nghiên cứu trên cùng một chủ đề. Những phát hiện của chúng tôi, dựa trên các hoạt động thí điểm quy mô lớn, đến một kết luận khác nhau. Chúng tôi báo cáo những phát hiện đây để là người đầu tiên
thời gian.