語音播報
林區(qū)固碳作用非常顯著,。這是森林茂密的河北塞罕壩機械林場。 新華社記者 金皓原攝
紅樹林是典型的儲碳能手,。這是廣西北海市合浦縣廉州灣的紅樹林,。林啟波攝
無論是降低化石能源在使用過程中的碳排放,還是研究用非碳能源進行替代,,都屬于從排放端來探討如何減排,。實現(xiàn)雙碳目標(biāo),還需要在固碳端發(fā)力,,通過生態(tài)建設(shè),,土壤固碳,碳捕獲,、利用與封存等工程及技術(shù),,去除那些不得不排放的二氧化碳。
充分利用陸地生態(tài)系統(tǒng)固碳,,最為經(jīng)濟且對環(huán)境友好
所謂固碳,,也叫碳封存,是指增加除大氣之外的碳庫碳含量的措施,。固碳能夠?qū)⒍嘤嗟奶挤獯嫫饋?,不排放到大氣中?/p>
“目前主要有物理固碳和生物固碳兩種方式?!敝袊茖W(xué)院大氣物理研究所研究員陳可鑫介紹,,物理固碳是將二氧化碳長期儲存在開采過的油氣井、煤層和深海里;生物固碳是利用植物的光合作用,,將二氧化碳轉(zhuǎn)化為碳水化合物,,以有機碳的形式固定在植物體內(nèi)或土壤里。
在過去的10年中,,人們越來越關(guān)注基于自然的解決方案,。生物固碳被認為是緩解全球變暖最具前景的方法。
中國科學(xué)院院士方精云說:“陸地生態(tài)系統(tǒng)通過植被的光合作用吸收大氣中的大量二氧化碳,。利用陸地生態(tài)系統(tǒng)固碳,,是減緩大氣二氧化碳濃度升高最為經(jīng)濟可行和環(huán)境友好的途徑,。因此,,如何提高陸地生態(tài)系統(tǒng)碳儲量和固碳能力,既是全球變化研究的熱點領(lǐng)域,,也是國際社會廣泛關(guān)注的焦點,。”
森林作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體,,也是陸地上最大的“碳庫”,,在調(diào)節(jié)氣候,緩解全球變暖中發(fā)揮著重要作用,。
那么,,我國在這方面的現(xiàn)狀如何?
中國科學(xué)院院士丁仲禮說:“中國的陸地碳匯中,,約56%來自六大生態(tài)工程建設(shè)相關(guān)的區(qū)域,。這些工程的歷史有些甚至可以追溯到上世紀,在多年的積累之后,,它們正發(fā)揮著越來越重要的作用,。”
中國科學(xué)院大氣物理研究所劉毅團隊,,今年在《自然》發(fā)布的最新研究成果顯示,,我國生態(tài)系統(tǒng)的固碳能力巨大。研究發(fā)現(xiàn),,我國陸地生態(tài)圈巨大的碳匯能力主要來自于我國重要林區(qū),,尤其是西南林區(qū)的固碳貢獻,同時我國東北林區(qū)在夏季也有非常強的碳匯作用,。這也是我國近40年來恢復(fù)天然森林植被,、加強人工林培育取得的成果。
發(fā)展碳捕集與封存技術(shù),,加強對化石燃料排放二氧化碳的資源化利用
研究認為,,碳封存過程中需要提高二氧化碳的濃度,以提高效率,增加埋存量,,從而降低成本,。同時,大部分的利用場景也需要高濃度的二氧化碳,,提高利用轉(zhuǎn)化率,。因此,捕集技術(shù)成為二氧化碳利用和封存過程中的關(guān)鍵技術(shù),。
上世紀80年代,,聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會提出了“碳捕集與封存”技術(shù),主要是將捕集的二氧化碳通過一定的方式運輸?shù)胶线m的地點進行封存,,使其與大氣隔絕,,減少向大氣中的二氧化碳排放,促使大氣碳循環(huán)的再平衡,。但這項技術(shù)存在的最大問題是建設(shè)和運行成本高昂,。
碳捕獲、利用與封存技術(shù)是碳捕獲與封存技術(shù)新的發(fā)展趨勢,,即把生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳進行提純,,繼而投入到新的生產(chǎn)過程中,可以循環(huán)再利用,,而不是簡單地封存,。與碳捕獲與封存技術(shù)相比,它可以將二氧化碳作為資源再次利用,,既能產(chǎn)生經(jīng)濟效益,,也更具有現(xiàn)實操作性。
從碳捕獲與封存技術(shù)到碳捕獲,、利用與封存技術(shù),,進一步強化了對化石燃料利用過程中排放的二氧化碳的資源化利用。
目前,,隨著全球應(yīng)對氣候變化和碳中和目標(biāo)的提出,,碳捕獲、利用與封存作為減碳固碳技術(shù),,已成為多個國家碳中和行動計劃的重要組成部分,。數(shù)據(jù)顯示,截至2020年,,全球正在運行的這類大型示范項目有26個,,每年可捕集封存二氧化碳約4000萬噸。
在實現(xiàn)碳中和的道路上,,自然界如巖石化學(xué)風(fēng)化等某些物理化學(xué)過程,,也能實現(xiàn)捕獲和儲存二氧化碳,被稱為自然界的碳捕集與封存技術(shù)。
“比如,,我國干旱半干旱地區(qū)的堿性土壤中含有很多鈣離子,,這些鈣離子和大氣中的二氧化碳結(jié)合,降水的時候就會淋溶形成碳酸鈣沉淀,?!倍≈俣Y說,“我國有大面積的干旱半干旱地區(qū),,這個自然過程對碳的固定,,是一個非常重要的過程?!?/p>
丁仲禮表示,,盡管碳捕集與封存技術(shù)、硅酸鹽巖石的風(fēng)化等負排放技術(shù)在固碳減排方面潛力巨大,,但這些技術(shù)還需要進一步研究,?!拔覀児烙嬌衷?060年以前將會達到固碳的峰值,,之后固碳速率就會降低。因此,,在固碳峰值來臨之前,,最好不要單純地封存,那樣不產(chǎn)生經(jīng)濟效益,,還是要想辦法利用二氧化碳,。”
海洋儲碳量能達到陸地的近20倍,、大氣的50倍,,應(yīng)大力發(fā)揮海洋碳匯潛力
除了綠色植物通過光合作用固定二氧化碳,海洋也有吸收和封存二氧化碳的作用,。
專家介紹,,海洋覆蓋了地球表面約70%,儲碳量則達到陸地的近20倍,、大氣的50倍,,也是氣候重要的調(diào)節(jié)器。從全球來看,,以海岸帶植物生物量為例,,盡管它只有陸地植物生物量的0.05%,每年的固碳量卻與陸地植物相當(dāng),。
從時間尺度來看,,與碳在陸地生態(tài)系統(tǒng)可儲存數(shù)十年相比,埋藏在濱海濕地土壤中的有機碳和溶解在海水里的惰性無機碳,能夠儲存千年之久,。
我國是海洋大國,,海洋應(yīng)該在國家減排增匯工作中發(fā)揮重要作用,應(yīng)大力發(fā)揮海洋碳匯潛力,。
海草床,、紅樹林和鹽沼這三大海岸帶生態(tài)系統(tǒng)是典型的儲碳能手。研究發(fā)現(xiàn),,魚類,、大型海藻、貝類和微型生物在固定并儲存碳方面也發(fā)揮著一定作用,。
但是固碳并不等于儲碳,,高碳量也不等于高碳匯。許多顆粒有機碳在沉降的過程中就會降解,,到海底埋藏時已經(jīng)嚴重衰減,。
科研人員愈加關(guān)注提高海洋儲碳的效率問題。中國科學(xué)院院士,、廈門大學(xué)教授焦念志帶領(lǐng)團隊,,提出了微型生物碳泵這一海洋碳匯機制。他們發(fā)現(xiàn),,海洋微型生物能夠?qū)⒒钚匀芙庥袡C碳轉(zhuǎn)化為惰性溶解有機碳,,使得有機碳長期儲存。研究顯示,,微型生物碳泵對碳鹽酸泵也有幫助,。
在不斷加深對海洋碳匯機制的理解基礎(chǔ)上,圍繞高效利用海洋碳匯,,科研人員提出一些建議,。
首先,保護好三大海岸帶生態(tài)系統(tǒng),,增加海草床面積,、海草覆蓋度,營造和修復(fù)紅樹林,,保護鹽沼濕地等,,堅持實施海洋碳匯工程,推動海洋生態(tài)保護和可持續(xù)發(fā)展,。
其次,,要堅持陸海統(tǒng)籌、減排增匯,。焦念志介紹,,我國很多河口,、海岸由于被排放入過量氮、磷,,造成富營養(yǎng)化,。“富營養(yǎng)化看似‘施肥’,,浮游植物多,,固碳量增加。其實正好相反,,在營養(yǎng)鹽過量的環(huán)境中的有機碳容易被降解,,有機物越多,細菌越繁盛,,就把有機碳呼吸成二氧化碳釋放出去了,。”焦念志解釋,,只有維持適量的營養(yǎng)輸入,,謀求微型生物碳泵和生物泵的協(xié)同效應(yīng)最大化,才有利于可持續(xù)發(fā)展,。
前不久,,深圳推出全國首個《海洋碳匯核算指南》,廈門市碳和排污權(quán)交易中心完成了首宗海洋碳匯交易,。專家建議,,除了從科學(xué)技術(shù)上探索提升海洋碳匯效率,,還要盡快建立更加科學(xué)的海洋碳匯資源價值核算標(biāo)準,,探索建設(shè)更加規(guī)范的海洋碳匯交易市場,完善生態(tài)補償機制,。
(原載于《人民日報》 2021-10-10 05版)
© 1996 - 中國科學(xué)院 版權(quán)所有 京ICP備05002857號-1 京公網(wǎng)安備110402500047號 網(wǎng)站標(biāo)識碼bm48000002
地址:北京市西城區(qū)三里河路52號 郵編:100864
電話: 86 10 68597114(總機) 86 10 68597289(總值班室)
© 1996 - 中國科學(xué)院 版權(quán)所有 京ICP備05002857號-1 京公網(wǎng)安備110402500047號 網(wǎng)站標(biāo)識碼bm48000002
地址:北京市西城區(qū)三里河路52號 郵編:100864
電話: 86 10 68597114(總機) 86 10 68597289(總值班室)
© 1996 - 中國科學(xué)院 版權(quán)所有
京ICP備05002857號-1京公網(wǎng)安備110402500047號
網(wǎng)站標(biāo)識碼bm48000002
地址:北京市西城區(qū)三里河路52號 郵編:100864
電話:86 10 68597114(總機)
86 10 68597289(總值班室)