原文信息

原文题目

Biochar as a carbon dioxide removal strategy in integrated long-run mitigation scenarios

原文作者

Candelaria Bergero, Marshall Wise1, Patrick Lamers et al.

一作单位

Joint Global Change Research Institute (Pacific Northwest National Laboratory and University of Maryland), 5825 University Research Court, College Park, MD, USA

期刊名称

Environmental Research Letters

期刊月份

2024年3月

关键词

生物炭 综合评估模型 负排放技术

研究背景

将全球温升在本世纪末控制在2摄氏度以内需要负排放技术。生物炭是一种富含碳的产品，在氧气供应有限和温度相对较低的情况下，由有机物质热分解产生。生物炭的碳稳定性优于植树造林或土壤碳封存。同时它还可以提高作物产量、减少氮肥使用，并提高土壤水保持性。由于生物炭会对多个系统产生影响，将该项碳移除技术纳入综合评估模型是非常有必要的。

研究方法

本研究利用全球变化分析模型GCAM来模拟生物炭，并量化它在整合的气候-能源-土地-水系统中的碳封存潜力。研究可以模拟不同情景假设下驱动生物炭使用规模和生物炭部署影响的动态交互作用，比如：碳价格及生物炭产量的提高会影响生物炭的经济性、生物炭的施用率会改变生物炭的需求及全球碳封存潜力、以及生物质能耦合碳捕获与封存（BECCS）的可用性会与生物炭竞争原料。研究构建了36种不同生物炭参数的情景，用以量化生物炭的全球碳封存潜力，并分析它在能源、土地、水和气候系统中的权衡。

研究结论

研究结果显示，生物炭在长期气候减缓中将发挥重要的碳移除作用。全球生物炭的碳封存量可高达每年28亿吨，封存量一般不超过总量的24%。在给定碳价路径的情况下，到 2100年，全球平均气温升幅将额外降低0.5-1.8%。BECCS和生物炭是互补技术，在碳价较低的情况下，生物炭具有较好的经济竞争力。如果允许BECCS技术进入，2060年后生物炭需求不会超过总生物质需求的15%。此外，生物炭副产品合成气可替代天然气提供能源生产，尽管总量不大，在禁用BECCS技术使用的时候，可替代近14%的天然气。

编者按

生物炭不仅可以实现碳移除，还可以提高作物产量、保持水土、其副产品合成气还可提供清洁能源，这些维度的附加值是成本效益分析很难充分展现出来的。综合评估模型将气候、能源、水、土地耦合在一起，可以很好地看到这项技术的系统性影响以及它可以充分挖掘的潜力以及发展边界。

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