俄勒岡州的楊樹林場是快速生長的生物能源來源。圖片來源：SEAN BAGSHAW/GETTY IMAGES

去年10月一個陽光明媚的日子，近40人湧入美國波茲曼市蒙大拿州立大學（MSU）一間不算太大且被刷成薄荷綠的教室，只為瞥一眼未來的景象。有些是科學家，但大多數是同這片土地有著某種關聯的人們：和農民共事的推廣員以及代表大自然保護協會等機構的環保人士。他們都知道，氣候變化將在未來幾十年重塑該地區，但這並非他們到此討論的內容。他們要探討的是試圖阻止氣候變化產生的同樣深遠的影響。

身著粉藍色襯衫和牛仔褲的MSU生態學家Paul Stoy在白板前踱步，描述著由農業主導的景觀如何被一場不同的綠色革命再次改造：大量種植可從天空中吸收二氧化碳的農作物。「我們已經有了這種對於避免危險的氣候變化很有必要的新能源經濟，但它看上去將會如何？」Stoy問道。

2015年，《巴黎氣候協定》設立了將全球變暖控制在2℃以內的目標。在政府間氣候變化專門委員會的最新報告中，研究人員調查了實現這一目標的可能路線圖並且發現了一些令人不安的事情。在大多數模型情景中，簡單地減排並不夠。為限制變暖，人類還需要負排放技術（NET）。到本世紀末，該技術將從大氣中移除遠多於人類排放量的二氧化碳。英國東英吉利亞大學氣候變化科學家Naomi Vaughan表示，NET將為全社會控制碳排放贏得時間。「這些技術允許人類排放更多二氧化碳並在以後將其收回。」

技術是否可行成為問題

這一思路是否可行是另一個問題。一些NET相當於巨大的空氣凈化器，同時很多技術虛構的成分多過事實。目前，極少有NET能在商業層面上運作。一些研究人員擔心，他們為政策制定者提供了故意拖延氣候行動以期未來的干預措施會收拾殘局的危險借口。「從很多方面來說，我們只是在寄希望於一些神奇的事情會發生。」支持大幅減排的斯坦福大學氣候科學家Chris Field認為。在其他人看來，人類已別無選擇——我們已經浪費了太長時間，以至於無法僅靠勒緊腰帶實現《巴黎氣候協定》的目標。「我們可能需要更加強勁和立竿見影的緩解氣候變化的舉措，外加一些負排放技術。」阿伯丁大學土壤科學家、生物能源專家Pete Smith表示。

不過，多虧了全球模型，一種特定的技術已經悄悄地嶄露頭角。它就是上述隨時可被波茲曼市採用的技術。該想法是種植快速生長的草類和樹木，以吸收大氣中的二氧化碳，然後將其在發電廠中燒掉，從而產生能量。不過，這些作物中的碳不會被再次釋放到大氣中，而是被捕獲並且抽取到地下。該技術被稱為生物能結合碳捕捉與封存技術（BECC）。

參加波茲曼會議的人大多未聽說過BECC，並且對此持懷疑態度。它聽上去像一種牽強附會的方案。在會議間歇，世界野生動物基金會區域負責人Martha Kauffman想知道BECC是否可能侵犯被用於放牧牛群的土地。她介紹說，在類似的草原上，「這是人們維持生計同時保持棲息地的主要方式」。

Kauffman並非唯一對此持謹慎態度的人。儘管BECC相對廉價並且理論上是可行的，但在模型中運行的龐大規模警醒了很多研究人員。在一些未來的情景中，到本世紀末BECC將從大氣中移除1萬億噸二氧化碳——約是工業革命開始以來人類已經排放的二氧化碳量的一半，並且將提供1/3的全球能源需求。這一壯舉需要在至少和印度面積相當並且可能要大過澳大利亞的區域內種植生物能源作物——相當於人類已經耕作的土地的一半。「光說『我們就這樣做，如何？』很容易，但實際上會發生什麼無從得知。」Stoy表示。

從大氣重新轉移到地下

正如BECC通常被設想的那樣，生物能源作物將在空閑的農業用地上種植。在密蘇里河上游盆地，這可能意味著徵用美國農業部土地休耕保護計劃（CRP）劃定的田地。該計劃會為農民提供補貼，目的是出於環境效應讓一些土地休耕。如果被給予恰當的獎勵，當地農民可能將這些土地重新投入生產——隨著對玉米和大豆需求的增長，此類事情已在一些地區發生。「農民和其他人並沒有什麼不同。我們都是受利益驅動。」當地農民DaleFlikkema表示。

在蒙大拿州，農民種植生物能源作物的選擇目前受到限制。只有像Flikkema一樣敢於冒險的少數種植戶正在嘗試種植油菜和其他油籽。不過，隨著氣候變暖，整個區域被預測將變得更適宜柳枝稷以及生命力旺盛的楊樹等植物生長。這些「二代」生物能源作物通常被視為生物能源的未來，因為作為多年生植物，它們比玉米、油菜等傳統燃料作物更擅長儲存土壤和生物質中的碳。它們還可以在擁有更少肥料和水分的邊緣土地上生長，因此不太可能同糧食生產競爭。

一旦被收穫，這些作物將被卡車或者火車運輸到發電廠和其他工業設施。在那裡，它們和來自糧食作物以及森林採伐的廢棄物一起，被燃燒產生熱量或電，或者轉變成乙醇和其他液體生物燃料。無論哪個過程排放的二氧化碳，都會被吸走並且壓縮到液體中。集中起來的二氧化碳被抽走並且泵入地下的多孔岩層中，而後者在密蘇里河上游盆地非常豐富。由於該地區擁有生產石油和天然氣的悠久歷史，因此星羅棋布著各種井。參與該項目的MSU化學家Lee Spangler正在研究靠近蒙大拿州東部科爾斯特里普發電廠的1.1萬口井中是否有適合向地下注入碳的管道。最終的結果是，碳從大氣中被重新轉移到地質儲層。

在未經證實的規模上接受考驗

BECC並非實現負排放的唯一路徑。不過，諸如利用化學反應直接從大氣中捕獲二氧化碳或者利用添加到土壤中的被磨碎的礦物質吸收二氧化碳等其他方法，剛剛開始最初的實地測試。Vaughan認為，這些技術或許有一天會超越BECC，但就目前來說，它們的成本高很多。「從某種程度上講，BECC能為自己買單，因為它會產生能量。」

BECC不是一項全新技術。目前，其兩個組成部分——生物能量和碳捕獲與封存（CSS）已在某種程度上實現。全球各地的發電廠正燃燒生物質產生能量。雖然CCS進展緩慢，但十幾個項目正在進行中，包括在北美大平原開展的若干試點。很多項目將來自化石燃料發電廠的二氧化碳抽取到日益減少的井中，從而將殘餘的油驅趕出來。運行時間最長的項目位於北海。在那裡，挪威國家石油公司將二氧化碳從天然氣中分離出來然後將其在地下封存了20多年。

不過，要減緩氣候變化，這些工具將不得不在完全未經證實的規模上接受考驗。

當Flikkema從油菜田開車回家時，藍色的小卡車在狹窄的灌溉渠中間轆轆駛過。「這是我們的命根子。」他說。在蒙大拿州，水是一種稀缺商品。迄今為止，灌溉作物是當地水源的最大消耗者，儘管最近石油和天然氣行業對水的需求正在增加。美國宇航局戈達德宇宙飛行中心碳循環模型專家Ben Poulter表示，BECC會消耗一些本可以支撐作物或者當地生態系統的寶貴水源。「水已經定義了西部地區的土地用途，並且註定將成為一個大問題。」Poulter說。根據一項全球評估，利用柳枝稷封存37億噸二氧化碳消耗的水源幾乎相當於密歇根湖的水量。

來源：科學網

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！