生物能源的未来如何?

China's State Councilor and Special Representative Wang Yi speaks during the 2019 United Nations Climate Action Summit at U.N. headquarters in New York City, New York, U.S. environment renewable solar energy change transition friendly environment carbon footprint carbon emissions reduction change natural climate change global warming air pollution clean energy power renewables plastic plastics
Bioenergy is crucial to keeping global warming below 1.5-2°C.Image: REUTERS/Lucas Jackson
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过去十年间,由于生物能源生产过程中存在环境问题,其在气候政策辩论中一直处于边缘地位。但近期的技术创新使这一可持续可再生能源供应方案不仅具有可行性,而且成为必要。

在气候变化的背景下,为所有有需要的人提供可靠的可再生能源供应,已成为我们这个时代最重要的发展挑战之一。要实现国际社会将全球变暖控制在较工业化前水平升温1.5至2°C以内的承诺,就需要扩大生物能源、碳封存与碳捕集的应用,并采取植树造林等基于土地的减缓战略以及其他措施。

问题在于,这些潜在解决方案即便被讨论,也往往只是在国际政策圈的边缘进行。然而,专家估计,全球碳预算(即在不引发可能具有灾难性的气候变化的前提下,我们仍可排放的额外二氧化碳量)将耗尽,仅剩十年。这意味着我们迫切需要加快发展生物能源和基于土地的减缓措施。我们已经掌握实现这一目标的科学知识,而我们拖延得越久,这些方法不再可行的可能性就越大。

可再生能源是避免气候变化最具破坏性影响的最佳选择。在过去七年中,有六年全球可再生能源装机容量的增长超过了不可再生能源。然而,尽管太阳能和风能正在开辟新的道路,它们仍未能满足全球需求。

十年前,生物能源被视为最有可能填补或至少缩小供应缺口的能源。但其发展因两大主要原因而停滞。首先,促进其发展的努力产生了负面的非预期后果。用于扩大其规模的激励措施导致宝贵的原始土地被迅速转化。热带森林和其他重要生态系统被改造为生物燃料生产区,由此带来了粮食不安全、水资源短缺、生物多样性丧失、土地退化和荒漠化等新的威胁。

政府间气候变化专门委员会在去年八月发布的《气候变化与土地特别报告》中指出,规模和具体情境是评估生物燃料生产成本与效益时需要考虑的两个最重要因素。大型单一作物生物燃料农场根本不具备可行性。但是,若生物燃料农场选址得当,并与景观中的其他活动充分融合,则可以在生态上得以维持。

同样重要的是生物燃料生产所处的具体情境,即所使用土地的类型、所种植生物燃料作物的品种,以及现行的气候管理机制。当生物燃料生产发生在先前已退化的土地上,或发生在通过改进农业或畜牧管理而腾出的土地上时,相关成本会显著降低。

在全球升温1.5°C的情景下,预计将需要7亿公顷土地用于生物能源原料。实现这一水平的生物能源生产,有多种可持续的途径。例如,减少粮食浪费的政策可额外释放多达1.4亿公顷土地。此外,过去几十年间已退化的20亿公顷土地中,有一部分可以得到修复。

生物能源停滞的第二个原因在于,它同样会排放碳。这一挑战之所以持续存在,是因为碳捕集过程仍存在争议。对于将碳捕集并压缩注入坚硬岩层以进行地下封存可能带来的长期影响,我们目前还无法确切了解。不过,学术研究人员和私营部门正在开展相关创新,以使该技术具备可行性。例如,压缩碳可用作建筑材料;如果能够大规模应用于工业层面,这将是一项颠覆性的突破。

此外,尽管金合欢、甘蔗、甜高粱、人工管理林和动物粪便等传统生物能源原料存在可持续性挑战,牛津大学的研究人员目前正在试验耗水效率更高的多肉植物。同样,多肉植物也可能带来颠覆性的变化,尤其是对于拥有大量适宜耕种的干旱退化土地的旱地人口而言。这些社区迫切需要能源,但由于沙尘暴和风沙的持续威胁,他们难以维护太阳能和风能设施。

例如,在马里的加拉洛公社,小规模农户正在利用原本分配给耗水量大的棉花作物的600公顷土地,为一座混合动力发电厂供应麻疯树油。而在瑞典,生物质燃料的总占比(其中大部分来自人工管理林)达到47%(据瑞典统计局数据,该比例为2017年的数值)。这些成功的模式可以为我们指明前进的方向。

归根结底,可靠的能源供应与充足的生产性土地同样重要。在未来几十年,全球人口预计将超过97亿人。然而,如果全球变暖升至3°C,随之而来的气候影响将使几乎所有基于土地的减缓方案失去作用。

因此,我们必须立即采取行动,防止重要土地资源流失。我们需要更强有力的治理机制,以平衡粮食、能源和环境需求。若未能充分发挥目前可供我们利用的基于土地的减缓方案的全部潜力,将是一项不可原谅的失误,并将对那些对气候变化贡献最小的人群造成严重后果。

生物能源和基于土地的减缓措施并非灵丹妙药,但它们能为我们争取一些时间。因此,它们必须成为应对气候变化更广泛行动的一部分。未来十年可能是我们让土地为所有人发挥作用的最后机会。

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