生物炭碳汇：节能减排的“中医疗法”

  伴随近期多哈会议的召开，气候变暖这一“老”话题再次成为全世界瞩目的焦点议题。对众多忧心忡忡的小岛屿国家而言，“两摄氏度”已成为悬在头上岌岌可危的达摩克利斯剑。

  “如果将当前全球性气候变暖，比作因二氧化碳而中毒的地球正在持续发高烧的话，那么治疗方案既有西医疗法，也有中医疗法。”西安交通大学全球环境变化研究院教授黄少鹏说。

  他在接受《中国科学报》记者专访时表示，西方发达国家提倡的“治疗方案”以高科技、高成本的工业化碳捕捉和封存为主，即在烟囱里把二氧化碳分离浓缩出来然后深埋。“我认为，对中国而言，有一种中医疗法可能更有效利用自然界碳循环的生物炭碳汇工程。”

  在南美洲亚马逊河流域有一些零星分布的黑色土地，这些土地与其周边原生的红色土地明显不同，因其上覆盖着厚达一米多富含有机碳的土壤层而特别肥沃。

  作为陕西省三秦学者，从2007年开始接触生物炭碳汇的黄少鹏指出：“经考古测年确认，这一深色盖层是千百年前当地原住居民长期采用生物炭返田这一良性循环耕作方法的产物。而这一古老的方法具有从大气圈吸收排除的二氧化碳的巨大潜力。”

  在植物生长过程中，它们通过光合作用从大气中吸取二氧化碳用于合成碳水化合物，从而形成包括果实和叶茎根在内的有机质。这些有机质在自然界中最终又通过腐烂分解，把原先吸取的二氧化碳如数奉还给大气。

  黄少鹏说：“生物炭碳汇工程就是要打破上述植物自然的碳循环，在植物有机质腐化分解前，以生物炭的形式把其中的碳固定下来并长期储存在土壤层中。”

  研究表明，这种碳汇方法比单纯绿化造林更为有效。因为花草树木在枯萎腐败后，最终要将二氧化碳奉还给大气。而由植物捕获的碳至少在一两千年内逃不出生物炭的束缚，且生物炭在土壤中还有固水、固肥、固氮的功效，从而能够改良土壤、提高农作物产量。

  黄少鹏表示，尽管近年来中国社会经济发展迅速，但仍是传统农业型国家。“所以，生物炭碳汇的方法尤其适合我国国情，是一条通过农村包围城市来缓解我国能源利用与碳排放这一突出矛盾的有效途径。”

  据估计，目前我国每年约有7亿吨的稻壳、秸秆、果壳、杂树、杂草等生物质被焚烧、遗弃、腐烂，排放出大量二氧化碳和其他如CO、CH4、黑碳等大气污染物。此外，我国还拥有1.6亿公顷森林，以及不适合于种植粮食而生长其他植物的大片荒地。

  “即便是按比较保守的统计数据，如果中国每年能够裂解炭化5亿吨农林废弃有机物质，理论上就等于吸收了7.3亿吨二氧化碳，即2亿吨碳当量。”黄少鹏说。

  几千年来在土地上辛苦耕作的中国农民，对烧秸秆还田施肥这一过程自然很熟悉，其实这就是一种格外的简单的生物炭碳汇方式。

  黄少鹏说：“从原理上来看，生物炭碳汇是一种最简单但却很有效的减排方式。该工程技术上的含金量相比来说较低、周期又较短，其本身就是一种有机肥料，可以在大范围内迅速推广。”

  目前，全球生物能技术主要从农作物植物体尤其是果实中提取替代能源，从而引发了许多人对粮食危机的忧虑。

  黄少鹏指出，与生物能相比，生物炭碳汇工程的优点是，其直接目的不是能源而是固碳，其原料也不是粮食而是农林废弃物。

  而且，该工程不仅不消耗粮食，回土、回田后还能大大的提升粮食产量，并且具有改良土壤、增产增收的作用。一旦在中国实行规模化、产业化生产，产品还可以被异地施用，在利用丰富的东南生物资源治理西北环境方面也存在巨大潜力。

  此外，黄少鹏表示，以煤炭为主要一次能源消费的中国碳排放非常高。但是，如果过多地从调整能源结构着手减排，势必增加对进口油气资源的依赖性，从而增大被卷入国际能源风波的可能性。

  “大范围实施生物炭碳汇工程可明显降低总排放量，在某些特定的程度上为煤炭资源松绑，保障国家能源安全。”黄少鹏说。

  据悉，一个年产2000吨的常规炭化厂只需3万元的设备投资，便可提供25个就业岗位和20万元左右的年利润，相当于我国每年通过生物炭碳汇工程减少的2亿吨碳当量，可提供250万个就业岗位。

  目前，黄少鹏已就生物炭碳汇工程与中国科学院地球环境研究所以及一些地方单位做过沟通与交流，但从总体而言，他认为业内对推广这一技术的呼声不够。

  他指出，中国碳文化历史悠远长久、资源丰富。“如长沙西汉马王堆女尸出土时之所以栩栩如生，正是因为古人在墓室中安放了万斤能抑制湿气、防止细菌生长的木炭。”

  尽管如此，我国生物炭碳汇工程的普及推广却非常缓慢。黄少鹏坦言，从技术层面上看，推广生物炭碳汇并不存在太大障碍，最严重的问题在于国人对其缺乏正确的认识，在具体落实操作的过程中很茫然。

  “事实上，我国还是一个农业国家，在节能减排领域必须厘清自己的优势和劣势所在。国外有些国家已经相对成熟的技术如地热能源和生物炭碳汇不采用，而一味在并不成熟的光伏、风能等方面冒进，最终将付出惨痛的代价。”黄少鹏说。

  政府“十二五”期间在节能减排领域将投入巨额资金，给外界的感觉似乎已确定进入“不差钱”时代，但就以往投资成效来看，真正发挥作用的资金却不多。他认为，现在我国一些节能减排领域缺乏通盘的决策和科学支撑，“科技原本应当是经济发展的领路人，但当前却是经济在推着科技往前走”。

  对于或将第十年聚焦“三农”问题的国家一号文件，黄少鹏建议，如果在扶持农业时加入扶持生物炭的内容，效果将很明显。“如给予主动参与固碳工作的农民以补贴，能将工业与农业的发展协调起来。通过生物炭碳汇将排出的二氧化碳消化，从而开辟节能减排的农林业消化通道，国家才可以做到强身健体的目的。”

  随着节能减排任务的加剧，政府也渐渐意识到生物炭的巨大潜力。今年11月底，浙江省生物炭工程技术研究中心正式成立，这是我国继辽宁、江苏之后建立的第三个省级生物炭专门研发机构和产业化中心。

  不过，尽管我国秸秆等农林生物废弃物产量巨大，但回收利用的难度却一直很大。黄少鹏认为，让农民从固碳中受益是改变这一现状的最好办法。

  “值得注意的是，国际上有一些人提倡生物炭碳汇是由于其背后的经济利益集团的推动。在今后我国生物炭碳汇工程推广中，一定要避免类似的情况出现，要让农民确实得到实惠。”黄少鹏说。