生物炭作为应对气候变化的手段,前景如何?

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  • 生物炭是一种由有机废弃物制成的类木炭材料。

  • 它可以将碳储存数百年甚至数千年。

  • 生物炭是一种相对廉价且可规模化的从大气中去除碳的方式。

  • 它还可用于改善土壤健康,并减少对化肥的需求。

在一处站点,位于弗吉尼亚州沃弗利的一家锯木厂旁边,一家初创企业利用该锯木厂的锯末和边角料,通过加热将其转化为生物炭——一种可将碳储存数百年甚至数千年的材料。该项目近期已投入运营,每年将捕获略多于1万公吨二氧化碳。微软将购买这些碳去除信用额度,作为其成为“负碳企业”计划的一部分。负碳企业。

这是越来越多生物炭生产工厂中的一座。其潜力巨大:一项新研究测算,如果生物炭生产在全球范围内尽可能大规模扩张,每年可捕获多达30亿公吨二氧化碳,相当于全球排放量的6%。以下是其运作方式。

世界经济论坛在自然气候解决方案领域开展了哪些工作?

世界正面临相互交织的环境危机:自然遭受的破坏日益加剧,以及气候变化。

自然气候解决方案(NCS)——即投资于保护和土地管理项目,以增加碳储存并减少碳排放——是应对上述两大危机的重要途径,同时还能带来额外的环境和社会效益。

为论坛的自然与净零报告所开展的研究证实,到2030年,自然气候解决方案可在实现1.5°和2°路径的气候减缓目标中发挥三分之一的作用,且成本低于其他形式的二氧化碳去除方式。该报告以自愿碳市场扩展工作组的建议为基础,并提出六项行动,以加快高质量自然气候解决方案的规模化推进,并通过企业领袖、政策制定者和民间社会的共同努力释放市场潜力。

为促进合作,论坛与世界可持续发展工商理事会于2019年共同设立了自然气候解决方案联盟,旨在召集公共和私营部门利益相关方,明确自然气候解决方案领域投资的机会与障碍。

自然气候解决方案联盟成员组织提供了专业意见,共同编制了《企业自然气候解决方案指南》,这是一份关于企业可信使用自然气候解决方案信用额度的高层指南。

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什么是生物炭?

有机废弃物(如小麦秸秆、农场粪肥或林业锯末)在无氧条件下被加热至极高温度时,便会转化为一种被称为生物炭的类木炭材料。这种材料历史悠久——南美洲的原住民社区早在至少8000年前就将其用于农业,因为将其加入土壤后可促进植物生长。但如今,它也日益成为应对气候变化的一种手段。

它如何储存碳?

植物在生长过程中会吸收二氧化碳,但这些二氧化碳通常会很快被重新释放——如果作物废弃物在收获后留在田间,就会腐烂并释放排放物。森林中倒伏的树枝或垃圾填埋场中的有机废弃物也会发生同样的情况。但如果有机材料被转化为生物炭,就能阻止其中大部分物质分解。“这一过程实际上将原始生物质中的部分碳锁定为一种非常稳定的形态,可将碳的降解减少数百年甚至数千年,”罗切斯特理工学院教授、本次新研究的合著者之一托马斯·特拉博尔德(Thomas Trabold)说道。

它可以在哪里生产?

生产生物炭的设备既可以小规模使用——例如在单个农场——也可以在收集多个来源废弃物的大型设施中使用。为实现最低的碳足迹,宜将生产地点设在靠近有机废弃物来源、同时靠近生物炭日后使用地点的位置。为估算全球可生产的生物炭量,该研究考察了155个国家的作物废弃物及其他有机废弃物的存量。仅在美国,就有潜力生产足够的生物炭,每年封存近4亿公吨二氧化碳。

生物炭如何助力农业?

在显微镜下,生物炭呈海绵状。若将其加入土壤,其海绵状结构有助于保持水分和养分,因此农民所需的灌溉和化肥用量更少。(化肥是另一大排放来源;该新研究未计入这一效益。)

它的益处也不仅限于农业。例如,生物炭企业可以利用因野火风险而被清理的森林木材。此外,生物炭本身还可用于其他用途,包括作为混凝土的添加成分,在储存碳的同时帮助增强材料强度。

与其他类型的碳去除方式相比,它有哪些优势?

生物炭被视为一种相对持久的碳储存形式,不像植树那样可能面临日后被砍伐或在森林火灾中被烧毁的风险。它的成本也低于直接空气捕集等技术,即能够从空气中吸出二氧化碳的大型设备。生产生物炭的设备制造起来并不复杂。“生物炭的有趣之处在于,它是少数近期即可规模化实施的碳去除信用额度之一,”碳流(Carbon Streaming)首席执行官贾斯汀·科克伦(Justin Cochrane)说道,其公司曾为弗吉尼亚州沃弗利的该项目提供融资。

为何目前应用尚不广泛?

成本一直是过去的障碍。但如今,由于碳信用额度可以出售,这一状况正在改变。“该行业至少有十年时间没有任何经济回报机制……对于所有被去除的碳,我们分文未得,”太平洋生物炭公司(Pacific Biochar)首席执行官约赛亚·亨特(Josiah Hunt)说道。该公司利用被清理以防止火灾的森林木材等来源生产生物炭。“自2020年以来,生物炭行业发生了深刻变化,使企业不仅能够生存,还能实现发展壮大。”

它在应对气候变化的整体格局中处于什么位置?

气候行动中最关键的环节是减少排放——其中大部分将通过摒弃化石燃料实现。但随着排放量下降,我们仍需从大气中去除二氧化碳,既要应对难以立即消除的排放,也要最终开始去除已在大气中累积的过量二氧化碳。生物炭只是解决方案的一部分,但其去除全球6%排放量的潜力意义重大。这相当于800多座燃煤电厂产生的气候污染,或接近航空业二氧化碳排放量的三倍。

这9种基于自然的解决方案正在改善人类和地球的健康。
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