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提升固碳能力 實現(xiàn)雙碳目標
日期:2021-10-11   [復制鏈接]
責任編輯:sy_shenlu 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
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,還需要在固碳端發(fā)力,通過生態(tài)建設,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?br />
“目前主要有物理固碳和生物固碳兩種方式。”中國科學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域,也是國際社會廣泛關注的焦點。”

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)工程建設相關的區(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,隨著全球應對氣候變化和碳中和目標的提出,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,自然界如巖石化學風化等某些物理化學過程,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。”丁仲禮說,“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。”

丁仲禮表示,盡管碳捕集與封存技術(shù)、硅酸鹽巖石的風化等負排放技術(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。“我們估計森林在2060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。

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,海洋應該在國家減排增匯工作中發(fā)揮重要作用,應大力發(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。

科研人員愈加關注提高海洋儲碳的效率問題。中國科學院院士、廈門大學教授焦念志帶領團隊,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,除了從科學技術(shù)上探索提升海洋碳匯效率,還要盡快建立更加科學的海洋碳匯資源價值核算標準,探索建設更加規(guī)范的海洋碳匯交易市場,完善生態(tài)補償機制。

原標題:提升固碳能力 實現(xiàn)雙碳目標 
 
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來源:人民日報
 
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