下一个关于负排放的想法

对人为气候变化的担忧并不新鲜。早在1896年,瑞典化学家Svante Arrhenius他提出，如果我们燃烧足够多的化石燃料，使大气中的二氧化碳含量从当时的每百万分295增加一倍，地球将平均变暖5°C。

按照现代标准，他的估计有点高，但还没有超出标准。即使他没能搞定，他也能在别人还没想到之前就意识到一个迫在眉睫的问题。

如今，这个问题已不再若隐若现。现在的二氧化碳含量是419 ppm，比阿伦尼乌斯时代高42%，接近政府间气候变化专门委员会(IPCC)认为的临界阈值430 ppm——超过这个水平，全球变暖将超过1.5°C，这被广泛认为是问题和大规模灾难的区别。(阿伦尼乌斯的5摄氏度会很可怕。)

我们需要的是“负排放”——去除大气中已经存在的一些二氧化碳

位于加州伯克利的美国劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)气候与生态系统部主任、IPCC最新评估报告的主要作者比尔·柯林斯说:“气候变化正在发生。”“我们已经没有(空间)去拖延问题了。”

去年12月，在路易斯安那州新奥尔良举行的美国地球物理联盟会议上，柯林斯说，仅仅从减少排放的角度考虑已经不够了。我们需要的是“负排放”，即去除大气中已经存在的部分二氧化碳。

如果这听起来像是天方夜谭，请三思。柯林斯说，他的实验室已经启动了一些项目，研究快速、有效的方法来做到这一点。他说，在足够大的规模上实现这一目标将是一个重大挑战，“但幸运的是，一些更有前途的技术已经得到了深入研究”。

一种方法是改进自然界数百万年来一直在做的事情:利用土壤来储存植物从大气中提取的碳。

一种方法是改进自然界数百万年来一直在做的事情:利用土壤来储存植物从大气中提取的碳

加州大学伯克利分校的生物地球化学家和生态系统生态学家Whendee Silver说，加强这一过程的一个简单方法是大规模使用堆肥。她说，实地测试发现，这种方法可以隔离相当于5到7吨CO的碳₂每年每公顷。她说，尽管与气候科学家认为每年需要从大气中清除的100到200亿吨相比，这只是九牛一毛，但仍有大量农田和牧场需要处理。她说，在全球范围内，堆肥每年有可能吸收20亿吨二氧化碳——大约占总需求的10%到20%。

这也是农业的胜利。“它能促进植物生长，保持水分，减少侵蚀，”西尔弗说。“要说服牧场主和农民这么做，不需要做太多的工作。”

另一种可能产生更大影响的“土壤改良剂”是生物炭．

生物炭是部分燃烧的有机材料，被转化为一种被称为黑碳的碳形式。它有点像木炭，尽管它也可以由很多材料制成，包括粪便。它具有极强的耐腐性(这意味着其中的碳会在土壤中停留很长一段时间)，长期以来一直被用于肥沃农业土壤。例如，亚马逊盆地的土著居民数千年来一直在使用它，将该地区正常的、贫瘠的红壤转变为高度珍贵的红壤terra preta(黑土)的农田至今仍然存在。

“它能促进植物生长，保持水分，减少侵蚀……不需要做太多的工作来说服牧场主和农民这样做。”

加州大学Whendee Silver教授

直到最近生物炭对寻求实现碳负化的价值已经得到了充分认识。西尔弗说，总的来说，它有潜力从大气中去除两倍于堆肥的二氧化碳。

这并不是它的唯一用途。LBNL的生物系统和工程总监布莱克·西蒙斯(Blake Simmons)说:“有人在寻找将其用于混凝土和净负建筑材料的方法。”“因此，这种材料有各种各样的机会。”

另一种土壤强化技术是碎石(见“清理温室《宇宙周刊》第5期)。

“(那)每年可以吸收多达20亿吨的二氧化碳，”邓说。更好的是，这也能提高农业生产力。“(它)有助于土壤健康，就像石灰一样，”邓补充说。

但是，即使像科学家们希望的那样，在全世界范围内进行土壤改良，也无法让我们达到我们需要达到的目标。最终，也有必要开始直接从空气中去除二氧化碳，无论是从发电厂、水泥厂和钢铁厂等点源，还是在任何方便的地方从环境空气中更广泛地去除二氧化碳。然后，这些二氧化碳可以通过用于天然气的管道转移到可以更永久地处理的地方。

即使像科学家所希望的那样，在全世界范围内进行土壤改良，也无法让我们达到我们需要达到的目标

LBNL的水文地质学家Jens Birkholzer说，这项工作已经在进行了，但只达到每年捕获约4000万吨二氧化碳的规模。他说，到2050年，我们将需要增加近150倍，达到每年56亿吨。

这是一个两步走的过程。第一步是从空气中提取二氧化碳。据加州大学伯克利分校的研究生马修·多兹说，目前，这是非常昂贵的——大约每吨600美元。“但我们有理由相信，我们可以接近100美元，”他说。

Birkholzer说，第二步是将二氧化碳“以一种几乎像液体一样的加压形式”注入到地下——可能在数千米以下——那里的地质构造可以将其困住，防止其返回到大气中。

伯克霍尔泽说，目前全世界有26家机构在做这项工作。他补充说:“每一个都是安全运行的，没有任何二氧化碳从其指定的储存处逸出。”如果要按要求增加150倍，我们可能需要建造成千上万个这样的设施，并按地质条件为长期储存二氧化碳提供最佳机会的地区分类。Birkholzer说:“我们称之为碳储存中心。”“像我和其他人这样的科学家正在全力以赴地消除(这方面的)障碍。”