加州大學(xué)伯克利分校的研究人員提出一種新型碳封存解決方案：將鹽漬生物質(zhì)埋在設計好的生物填埋場(chǎng)的干燥環(huán)境中，封存已經(jīng)由植物光合作用固定的碳。這項研究論文發(fā)表在開(kāi)放期刊《美國國家科學(xué)院院刊》(PNAS)上。
研究人員將這種特殊的方法稱(chēng)為農業(yè)封存，用鹽來(lái)抑制微生物活動(dòng)、阻止生物分解，使埋藏的生物質(zhì)保持干燥，從而穩定封存所有生物質(zhì)碳。
論文主要作者、加州大學(xué)伯克利分校電氣工程與計算機科學(xué)系研究生院教授埃利·雅布羅諾維奇(Eli Yablonovitch)表示，這種方法可實(shí)現碳負排放，有可能改變當前的局面。“我們認為，合理布設這種方案可以100%解決氣候危機，而且成本可控。如果在全球范圍內實(shí)施，這種負碳封存方法有可能消除當前以及前幾年排放到大氣中的二氧化碳。”
與以往實(shí)現碳中和的方案不同，農業(yè)封存尋求的不是碳中和，而是凈負碳。根據這篇論文，每公噸干燥的生物質(zhì)就有可能封存約2噸二氧化碳。
掩埋生物質(zhì)以封存碳的方案越來(lái)越受歡迎，創(chuàng )業(yè)公司也在嘗試掩埋各種植物以及木材。但確保地下生物質(zhì)的穩定性是一個(gè)挑戰，雖然儲存環(huán)境中沒(méi)有氧氣，但厭氧微生物仍然可以存活，能夠將生物質(zhì)分解為二氧化碳和甲烷，因此這種封存方法充其量只能達到碳中性。
但一切生命都需要一樣東西：水分。通過(guò)“水活性”來(lái)衡量環(huán)境中的水分，該值類(lèi)似于相對濕度。如果內部水活性低于60%，所有生命活動(dòng)都將停止，這是農業(yè)封存解決方案的基礎。
該論文的共同作者、電氣工程與計算機科學(xué)系研究員哈里·德克曼(Harry Deckman)表示：“以自然和農業(yè)為基礎的技術(shù)最近很流行，這些技術(shù)在長(cháng)期封存方面存在重大問(wèn)題。我們提出的農業(yè)封存方法可以將碳封存在干燥的鹽漬生物質(zhì)中數千年，并保證其穩定性，與其他空氣捕獲技術(shù)相比，成本更低，固碳效率更高。”
除了具有長(cháng)期穩定性，亞布洛諾維奇和德克曼的農業(yè)封存方法極具成本效益。對于農業(yè)和生物填埋方案，捕獲和封存每噸二氧化碳的成本為60美元。相比之下，一些直接空氣捕獲和二氧化碳氣體封存策略的成本為每噸600美元。
這種解決方案也可以在不占據糧田的情況下擴大規模。該技術(shù)使用的很多生物質(zhì)作物可以種植在牧場(chǎng)和林地邊緣，甚至可以種植在休耕的農田上。
農民收割這些生物質(zhì)作物，將其曬干，然后埋在農業(yè)區的干燥生物填埋場(chǎng)中，填埋場(chǎng)位于地下數十米處，不會(huì )受到人類(lèi)活動(dòng)和自然災害的影響。 填埋區只占農業(yè)區的一小部分(0.0001%)，換句話(huà)說(shuō)，1公頃的生物填埋場(chǎng)可以掩埋1萬(wàn)公頃的生物質(zhì)。此外，填埋場(chǎng)的頂部表面可以在事后恢復農業(yè)生產(chǎn)。
亞布洛諾維奇和德克曼估計，將現有農田轉變?yōu)樯镔|(zhì)農業(yè)大約需要一年的時(shí)間，而缺乏農業(yè)所需基礎設施的未開(kāi)墾土地，則需要更長(cháng)的時(shí)間。生物質(zhì)作物在一個(gè)生長(cháng)季節內即可收割和封存。
研究人員計算出，利用這種方法封存世界上一半的溫室氣體(每年約200億噸二氧化碳)，需要占據世界上五分之一的耕地或十五分之一的土地面積(包括所有農田、牧場(chǎng)和森林)。根據他們的報告，土地占地面積與政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì )的許多溫室氣體減排模型(生物質(zhì)生產(chǎn)相關(guān))所需總面積相同或更小。
