随着气候行动的紧迫性日益凸显，海洋正越来越受到关注，被视为解决方案的一部分。
海洋可通过捕获并储存碳，帮助我们减缓全球气温上升。
拟议的方法包括生物、化学和电化学途径。
为实现《巴黎协定》将气温升幅限制在1.5摄氏度（2.7华氏度）的目标，温室气体排放必须在本世纪中叶前达到净零。实现这一目标不仅需要减少现有排放，还需要移除二氧化碳，也就是已经存在于大气中的二氧化碳。
需要从大气中移除多少碳，取决于未来几年的排放量；但估算显示，到2100年，全球每年需移除约100亿至200亿吨二氧化碳。这是一个惊人的数量；相比之下，美国在2018年排放了54亿吨二氧化碳。
随着气候行动的紧迫性日益凸显，海洋正越来越受到关注，被视为潜在解决方案的一部分。投资海上能源生产、保护沿海生态系统，以及增加可持续海洋蛋白质的消费等做法，都有助于减少排放。除了这些机会之外，一系列海洋碳移除方法也可能帮助捕获并储存数十亿吨碳。
值得注意的是，这些方法不会加剧海洋酸化。目前海洋吸收了人为二氧化碳排放量的略低于三分之一，这加剧了海洋酸化，并使牡蛎和珊瑚等生物更难以形成外壳。
一些提升海洋储碳能力的方案还可能带来协同效益，例如增加生物多样性、减轻酸化。然而，由于潜在生态影响、治理及其他风险仍存在不确定性，许多方法仍有争议。
如果加大研究力度，增进对这些领域的了解，多种方法相结合或有助于应对全球气候危机。
利用海洋从大气中移除二氧化碳的方法
提高海洋移除和储存二氧化碳能力的拟议方法——包括生物、化学和电化学概念——在技术成熟度、持久性、公众接受度和风险方面各不相同。
1. 生物方法
生物方法利用光合作用捕获二氧化碳，提供了若干移除碳的途径。
生态系统修复
修复沿海蓝碳生态系统，包括盐沼、红树林和海草床，可以增加沿海沉积物中的碳储量。到2050年，全球修复沿海蓝碳生态系统的碳移除潜力约为数亿吨二氧化碳，相较于需求而言规模较小。不过，这样做有诸多协同效益，例如减少海岸侵蚀和洪灾，改善水质，以及支持生计和旅游业，因此仍值得推进。
大规模海藻养殖
另一种拟议方法是大规模海藻养殖，因为海藻通过光合作用捕获碳。虽然有证据表明野生海藻已经有助于移除碳，但也可以养殖和收获海藻，用于生产多种产品，包括食品（供人和动物食用）、燃料和肥料。
这些用途的碳移除潜力究竟有多大尚不确定，因为许多产品在消耗过程中会将海藻中的碳重新释放到环境中。不过，与传统生产流程相比，这些用途可以降低排放强度。海藻养殖也能带来经济回报，支持相关产业在近期发展。
一种值得关注的用途，是将某些海藻添加到反刍牲畜的饲料中，从而显著减少其甲烷排放。甲烷的气候增温潜势尤其高；美国反刍动物的甲烷排放量每年约为1.2亿吨二氧化碳当量。
新兴研究表明，某些红藻可使反刍动物的排放量减少50%以上；不过，还需要更多研究来证明这种减排效果能否长期保持，并了解大规模养殖能否成功。
除了减少排放，海藻养殖还可能减轻海洋酸化。在一些地方，这种做法已用于贝类养殖，以减轻酸化并促进贝类生长。
了解潜在的生态系统风险对于大规模实施这种方法至关重要。潜在风险包括水流模式改变；光照、营养物质和氧气的可利用性变化；pH值改变；养殖所用人工结构造成的影响；以及单一品种养殖的影响，这些都可能影响现有海洋动植物。
需要继续开展小规模试点测试，以了解这些生态系统影响，并降低养殖、收获和运输成本。
铁施肥
一种更具争议、分歧也更大的想法是铁施肥，即向海洋某些区域添加微量铁，促进浮游植物生长。浮游植物在生长过程中会吸收大气中的二氧化碳，其中一部分预计最终会沉入海底，使碳永久储存在海洋沉积物中。约十几项实验显示碳封存成效不一，但由于成本低，这种方法对一些人仍有吸引力。
尽管铁施肥理论上能以相对较低的成本储存大量碳，但也可能造成严重的负面生态影响，例如有毒藻华会降低氧气含量、阻挡阳光并危害海洋生物。此外，由于该方法有一段争议重重的历史，研究人员对推进该方法持谨慎态度，其中一项实验可能违反了国际法。
由于成本相对较低，也存在单一行为方开展大规模施肥并可能造成大范围生态破坏的风险。
鉴于这种方法仍有争议，首要关键步骤是建立明确的国际治理架构，以便继续开展研究。铁施肥的成效和生态系统影响仍存在科学上的不确定性；若要推进，就需要通过海上测试来消除这些不确定性。
2. 化学方法
化学方法主要是提高碱度，具体做法是添加不同种类的矿物质，使其与海水中溶解的二氧化碳发生反应，将其转化为溶解的碳酸氢盐。随着溶解的二氧化碳转化为溶解的碳酸氢盐，海水中溶解的二氧化碳浓度相对于空气降低，从而使海洋能在海气交界处从空气中吸收更多二氧化碳。
虽然矿物来源丰富，但开采、研磨和运输都需要消耗大量能源。目前，提高碱度已在小规模范围内用于改善牡蛎等造壳生物及其他贝类的水质；若要大规模应用，则需要通过试点测试了解其生态系统影响。更多研究也有助于绘制可获取且适用的碱度来源分布图，并确定最有效的施用方式。
3. 电化学方法
有少数电化学概念也能将碳以溶解态碳酸氢盐的形式储存。与化学方法不同，电化学方法是通过在海水中通入电流来实现这一点。
不同的电化学方法也可能生产有价值的氢气或高浓度二氧化碳，供工业使用或储存。扩大这种方法的应用规模，取决于合适地点能否获得低碳能源。更多研究将有助于绘制这类能源来源分布图，并分析潜在效益，例如氢气生产。
海洋碳移除的治理与社会考量
确保建立适当的治理框架——包括国家和国际层面——是许多海洋碳移除方法扩大规模前的关键前提条件。关于海洋的国际法律框架，例如《联合国海洋法公约》以及《伦敦公约》和《伦敦议定书》，都早于海洋二氧化碳移除这一概念。因此，这些框架被追溯适用于相关方法，导致各方解读不一，有时也缺乏明确性。
一些法律学者建议修订现有法律文书，以便更直接地规范海洋碳移除，包括在新国际协定的谈判中纳入碳移除事项，或将治理职责完全转交给另一个国际机构。此外，还必须建立有力的环境保障措施，包括透明的监测和报告机制。
最后，在考虑对当地社区和原住民的影响之前，不应推进海洋碳移除方法。社区是否接受潜在的试点测试，以及对沿海社区的影响，也必须成为大规模推进的前提条件。
气候行动必须包括海洋
随着世界寻求有效的气候行动工具，将陆地和海洋上的方法结合起来，可以避免过度依赖任何单一方法，并将碳移除的负担分散到更大的系统中。
然而，在任何大规模应用之前，都需要继续研究海洋碳移除方法，以更好地了解其有效性、成本、能力和附带影响。这类研究将为推进这些构想奠定坚实的科学基础，同时尽量减少对海洋生态系统的意外影响。
如果能充分了解并有效开发和实施，海洋碳移除方法将有助于实现净零排放，并避免气候变化最严重的影响。
