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生物炭可以将碳固定在地下数百年 促进植物生长提供永续热源

生物炭是将有机物在高温下以很少或无氧的方式加热产生的木炭。 照片来源:Oregon Department of Forestry(CC BY 2.0)

生物炭是将有机物在高温下以很少或无氧的方式加热产生的木炭。 照片来源:Oregon Department of Forestry(CC BY 2.0)

(神秘的地球uux.cn报道)据环境信息中心(撰文:JESSICA MURRAY 编译:姜唯 上稿编辑:许芷榕 审校:林大利):生物炭是一种通过特殊化学工艺制成的木炭,看起来不起眼,像烤肉剩下的余炭。英国卫报(The Guardian)报导,生物炭可以将碳固定在地下数百年、促进植物生长、提供永续热源,甚至可以减少乳牛的甲烷排放。

皇家园艺学会(RHS)土壤和气候变迁资深科学家里德米勒戈登(Marc Redmile-Gordon)说:「生物炭的用处很可观。 就算明天马上停止燃烧化石燃料,我们仍然有大量的二氧化碳需要清除,生物炭是实现这个目的最有效的方法之一。 」

IPCC 2018年的报告肯定生物炭的潜力后,今年年初,里德米勒戈登带领皇家园艺学会首次研究该材料如何改善植物生长。 根据他的计算,在一般民宅花园中埋下10至20公斤生物炭,可以抵消汽车往返通勤8公里一个月所产生的碳排。

生物炭是将有机物(例如木材、树叶或枯死的植物)在高温下以很少或无氧的方式加热产生的木炭,这个过程称为热解。 有机物若用一般方式燃烧或分解会释放大量的甲烷和二氧化碳。 制造生物炭的过程能封存固体形式的碳长达几个世纪,变成可以埋在地下的碳汇。

这并不是什么全新技术。 在斯德哥尔摩,他们已经有办法捕捉这个过程中产生的热量并加以使用,所以现在的焦点是生物炭进入地下后可以带来什么好处。 这取决于生物炭和土壤的类型,但里德米勒戈登表示,这种材料可以「缓解气候变迁压力」。

他说,生物炭充满了木质部的导管和微管,这些信道可以运送养分、空气和水,并容纳攸关土壤生态系统健康的生物。 这表示在富含水分的黏质土中,可以减少和重新分配水分,而在干旱的砂质土壤中,它可以增加保水潜力。

尽管科学研究已从理论上确定了生物炭的益处,但如何加以利用使其发挥这些作用却是个挑战。 最明显的应用之一是和树一起种。 英国保守党承诺每年要种下3000万棵树木,自由民主党承诺每年种植6000万棵,而工党也承诺了积极的植树计划。

生产生物炭产品的Carbon Gold商业总监麦克菲尔(James MacPhail)说:「(这些政党)开的支票数字很大,但他们会谈实际存活率吗? 」

英国去年夏天干旱后,HS2铁路沿线种植的树木死掉高达80%。 麦克菲尔认为,这显示树木种下后不见得会长得好:「种下100万棵树很棒,但如果后来死了80万棵,那值得吗? 如果能确保树木的生长,或许种树是可以拯救地球。 」

研究显示,这可能就是生物炭派上用场之处。 索菲(Saran Sohi)博士所领导的爱丁堡英国生物炭研究中心正尝试将林业残留物(如树皮)制成的生物炭注入树根周围。 「生物炭似乎在树木健康、早期生长和营养管理方面有些明显的正面效果,」索菲说。

生物炭的农业应用也有进展。 「创新农民网」成员科普利(Richard Copley)既是农民也是树艺师,热衷于再利用砍伐树木产生的废料。 他注意到生物炭对他所饲养的动物有正面的影响。

生物炭是碱性的,可以平衡乳牛的高酸性饮食。 科普利说,有证据显示生物炭有益微生物活动,就像将益生菌放到胃里。 其他地方的实验发现,生物炭可以减少甲烷排放。 科普利希望之后可以实验看看,并尝试将生物炭用于鸡、羊等其他动物。

考文垂大学研究员乌德尔(Donna Udall)正在研究用生物炭喂养的母牛,其粪肥是否比生物炭本身更有效。 在某些情况下,生物炭会吸收植物所需的养分,降低农作物的产量──含有生物炭的粪便可能是解决方案。

尽管学者和研究人员对生物炭的效益抱持乐观态度,但他们也明白风险可能存在。 「如果我们错了,却在全英国撒了数十万吨生物炭,这可能成为难以摆脱的问题。 我们必须有百分之百的把握,否则代价会很高,」乌德尔说。

索菲补充说:「这让政府有点焦虑,因此我认为放慢脚步,先完全掌握技术比较妥当。 」

除此之外,要取得足以产生影响力的大量生物炭还有些实务上的问题。 乌达尔说:「为了扩大技术应用规模,必须到处种树,这可能会排挤农地。 」乌达尔表示,只有当农民、食品制造商和其他产业开始将其生物质废弃物热解当作标准作业流程时,才会有足够的生物炭可以大规模应用。

生物炭的原料如何影响热解后生物炭的效果,仍待大量研究厘清。 但有研究指出生物炭一年可以抵消10亿吨碳,不难理解为什么人们对生物炭的潜力感到兴奋。

参考数据:

英国卫报报导(2019年11月29日),This dark material: the black alchemy that can arrest carbon emissions
https://www.theguardian.com/environment/2019/nov/29/this-dark-material-the-black-alchemy-that-can-arrest-carbon-emissions

本文转载自「环境信息中心」网站,内容由许多专家学者及民间环团,提供国内外环境教育与环保信息;主题涵盖全球变迁、温室气体控制、环保生活、环境污染防治、生态保育、能源节约与能源效率、绿建筑等各面向。 期许能替没有选票的山林、湿地、海洋、土地发声。




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