2025/05/26 說明：「負排放」減緩氣候變遷的方法－上集

說明：「負排放」減緩氣候變遷的方法

發表日期：2016-04-11
作者：Carbon Brief Staff
引用來源：https://www.carbonbrief.org/explainer-10-ways-negative-emissions-could-slow-climate-change/
『參考要點』：儘管全世界科學家們正推行著許多負排放相關的作法及方法，由於在全球暖化及其他條件等不確定因素的狀態下，任何做法都無法被證實能在短時間將空氣中的二氧化碳大量消除。

 巴黎協定於12月的第21屆氣候變遷大會（COP21）中通過，訂下全球目標：將全球平均地表氣溫上升控制在「遠低於工業化前水準的2°C以內」並強調應「努力」將升溫限制在1.5°C以內。
然而，隨著全球各國邁向簽署並批准這項協定，仍然存在一個關鍵問題，就是如何實現這些雄心勃勃的目標。
一項於去年發表的研究警告，所有將全球升溫控制在2°C以內的情境，皆需要仰賴「負碳排」，也就是從大氣中移除二氧化碳，並將其儲存在陸地、地下或海洋中。
儘管已有許多負碳排技術被提出，但這些技術目前尚未有任何一項準備好在全球推行，在某些情況下，甚至連大規模運作的可行性都尚未證實。
為了啟動一週負碳排技術（NETs）系列的文章，碳簡報（Carbon Brief）將探討許多不同的選項。我們將發布來自多位不同專家對負碳排技術可行性的觀點。

淨零排放

帝國學院格蘭瑟姆氣候變遷與環境研究所的共同主任喬安娜·海格（Joanna Haigh）教授表示：巴黎協定是「一個歷史性的時刻，也是相當棒的結果。」但正如她向Carbon Brief解釋的那樣，現在才是艱難的部分，並表示：
「達成共識固然是件很棒的事，但如何實現，現在才是最大的課題。當然，我們將嘗試的主要方式，就是減少排放到大氣中的碳，例如：更廣泛地使用再生能源與綠色科技，但有些碳排放的來源，可能是我們無法避免的。」
海格教授表示：「如果我們無法完全停止碳排放，那麼我們需要通過將一些二氧化碳從大氣中移除來進行抵消。這是實現淨零排放所必須的。」她表示：「要達到淨零排放，我們就需要一些所謂的『負碳排』技術，也就是能從空氣中吸收二氧化碳，用來補償持續的碳排放。」
負碳排技術從大氣中移除的二氧化碳量多於其產生的量。雖然沒有任何單一技術能夠解決氣候變遷的問題，但已有許多技術被提出，可能有助於降低大氣中的二氧化碳。有些人認為這種概念是一種地球工程（geoengineering）的一種形式，有時也稱為「CDR」（二氧化碳移除，carbon dioxide removal）。
Carbon Brief仔細分析了按字母順序排列的十大最常被提議的負碳排技術，這些技術你也可以在頁面上方的資訊圖表中看到。

造林與再造林
造林指的是在過去從未有樹木生長的地區種植樹木；而重新造林則是恢復那些被砍伐或退化的森林區域。由於樹木在生長過程中會吸收大氣中的二氧化碳，因此種植更多的樹木，可以提升森林吸收與儲存二氧化碳的能力。作為一種從大氣中移除二氧化碳的方法，這是目前最可行的選項之一，儘管仍存在一些缺點與不確定性。
重新造林本身幾乎普遍被認為是有益的，特別是當它意味著重新種植本土樹木時，並且已經被廣泛認可以及用來應對氣候變遷。許多國家已經在實施這一項措施，例如：巴西。該國承諾恢復1200萬公頃的森林。聯合國的清潔發展機制為各國提供了財務誘因，以增加其森林儲備。
估計指出，造林和再造林每公頃每年可吸收3.7噸二氧化碳，並且每噸的相關成本為20至100美元。
造林的一個潛在障礙是土地的可用性和適宜性。這取決於多種因素，包括全球人口、飲食、農業的效率和強度，以及來自生物能源的競爭加劇。大規模植樹也可能引起雲層覆蓋、反射率和土壤水平衡的複雜變化。所有這些都可能對地球氣候產生影響。
 
生物炭
生物炭（Biochar）是指添加到土壤中的炭，而不是作為燃料燃燒使用的炭。這種炭是透過焚燒生物質，例如：木材、農作廢棄物和肥料，同時切斷氧氣供應所製成的，這個過程稱為熱裂解（pyrolysis）。
生物炭中所含的碳分解速度非常緩慢。這表示它在仍是生物質時從大氣中吸收的碳，有可能被封存數百年，甚至上千年。
製作與使用生物炭除了能夠封存碳之外，還有多種用途。將生物炭加入土壤中可以提升土壤的肥力，因為它能像海綿一樣緩慢釋放水分和養分，進而提升農作物產量，其中最著名的例子就是巴西的 Terra Preta（意為「黑土」），這些土壤因為 2,500 多年前當地原住民將木炭加入原本貧瘠的土壤中而得名。
其他好處包括：生物炭可作為處理農業廢棄物的便利方式，並在熱裂解過程中產生熱能與生質燃料作為副產品。近來也有人提出，生物炭最近也被提出作為一種幫助樹木抵抗白蠟樹枯梢病（ash dieback）的方法。
註：白蠟樹枯梢病（ash dieback）：是由真菌引發的植物間傳染病，感染白蠟樹枯梢病的樹木初期將在夏季先感染葉片，進而導致枝枒死亡及根莖枯萎。
 
一項近期研究發現，生物炭有潛力每年封存多達48億噸的二氧化碳當量。該研究表示，生物炭「比許多負排放技術有較少的缺點」，對額外土地和水源的需求有限。然而，由於添加生物炭會使土壤變得更暗，這會降低其反照率，意味著土地將吸收更多太陽能並更快速地加熱。此外，有研究發現，炭可能不會像科學家預期的那樣長時間停留在土壤中，反而大部分會溶解並被沖入河流、濕地，最終進入海洋。
英國擁有自己的生物炭研究中心（UKBRC），該中心設立於愛丁堡大學，並於 2009 年啟用。
The UK has its own Biochar Research Centre (UKBRC) based at the University of Edinburgh, which was launched in 2009.
 
生質能源碳捕集與封存
註：生質能源碳捕集與封存（BECCS）：指將二氧化碳捕集與封存技術應用於生質能設施，並可從 BECCS供應鏈的總排放量中移除大氣中的二氧化碳。
 
生質能源碳捕集與封存，簡稱BECCS，被廣泛視為最具潛力的負排放技術，能以最低成本從大氣中抽取大量二氧化碳。
簡而言之，BECCS 透過將燃燒生物質發電所產生的排放物封存於地下來實現淨負排放。負排放的實現來自生物質的「雙重獲益」，因為它在生長過程中已經從大氣中吸收了二氧化碳，並且在電廠進行碳捕集與封存（CCS）過程之前，這些排放就已經被封存到地下。
在下方影片中，英國地質調查局科學與技術主任 Mike Stephenson 教授解釋了 BECCS 如何產生負排放。
在過去十年中，氣候科學家在試圖提出讓全球升溫控制在攝氏 2 度以下的情境時，往往會將 BECCS 納入其模型假設中。例如在 2014 年發布的最新政府間氣候變化專門委員會（IPCC）評估報告中，在達成「有可能」將升溫控制在 2°C 以下的 116 個情境中，有 101 個仰賴 BECCS。而其中 67% 的情境預測，到 2100 年，BECCS 將占全球主要能源至少 20%。
最近的一項研究指出，BECCS 每年可以在全球封存大約 120 億噸的二氧化碳當量（CO₂e）。
A recent study suggests BECCS could be used to sequester around 12bn tonnes of CO2e per year globally.
儘管在美國有少數幾個示範項目，但 BECCS 尚未在商業可行的規模上得到證明。以如此龐大的全球規模部署 BECCS 也帶來了許多未解的問題，特別是關於土地和水資源使用的影響。例如：如此大量地開發生質能，是否會與糧食作物及保育生物多樣性產生競爭？此外，關於是否有足夠的儲存能力以及合適地點來封存捕獲的二氧化碳於地下，意見也存在分歧。
2014 年自然氣候變遷（Nature Climate Change）雜誌發表一篇評論文章，由多位研究BECCS 的科學家撰寫，文章呼籲應謹慎行事：
A commentary in Nature Climate Change published in 2014, authored by many scientists who have examined BECCS, urged caution:
「作為氣候變遷減緩選項，其可信度尚未證明，而在氣候穩定情境中大規模部署可能成為一個危險的干擾。」
 
「藍碳」棲息地修復
鹽沼、紅樹林和海草床作為自然的氣候變遷防禦體系，從大氣中捕捉二氧化碳，其速度甚至比陸地上的森林還要快，並將其儲存在葉子、莖和土壤中。儲存在沿海或海洋生態系統中的碳被稱為「藍碳」。
註：
1.鹽鹼灘，稱鹽沼（Salt marshes）：是沿海潮間帶和陸地間的一種生態系統，海水或鹹水有規律地湧入流出地帶。
2. 海草床（seagrass beds）：健康的海草會形成茂密的水下草原
 
全球範圍內，為了建設住宅、港口和其他商業活動，三分之一的沿海和海洋濕地被破壞，這使得「藍碳」的體積正在縮小。裸露的土壤也會釋放二氧化碳，將沿海生態系統從溫室氣體的淨吸收者轉變為淨排放源。來自退化紅樹林、潮汐沼澤和海草的碳排放被認為相當於每年由森林砍伐所產生的3%至19%的碳排放，儘管仍存在一些較大的不確定性。
保護並復育沿海的生態系統，使其能持續從大氣中吸收二氧化碳，這已被提出作為減緩氣候變遷的一種方式。全球各地的計畫正著手協調研究並提升對於「藍碳」棲息地復育的認知，強調在減少排放之外的許多好處，例如為野生動物提供育苗地，並對沿海風暴提供防護。