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當(dāng)前位置:首頁(yè) - 生物質(zhì)能 - 技術(shù)

生物炭能夠拯救世界嗎?

文章來(lái)源:www.ft.com | 發(fā)布日期:2009-05-15 | 作者:未知 | 點(diǎn)擊次數(shù):

巴西亞馬遜盆地的農(nóng)民很久以前就發(fā)現(xiàn)了一種特殊的肥料,這是一種產(chǎn)于當(dāng)?shù)?、能使貧瘠的土地神奇般恢?fù)生機(jī)的腐殖物質(zhì)。他們將它成袋的買(mǎi)回來(lái),或者掘地三尺地把它挖掘出來(lái),然后將其鋪撒在田間。其肥效可以維持很長(zhǎng)一段時(shí)間。 

    當(dāng)?shù)厝朔Q它terra preta do indio。從字面上講,就是“印第安黑土”。它稠密、多產(chǎn)、肥沃,與當(dāng)?shù)叵∷伞⒇汃さ耐寥佬纬闪缩r明的對(duì)比。(這看起來(lái)似乎很矛盾,但是雨林土壤的養(yǎng)分含量很低。這就是為什么當(dāng)?shù)剞r(nóng)民為了耕地,需要不斷地砍伐森林的原因。因?yàn)榻?jīng)過(guò)數(shù)年的耕作,土地的產(chǎn)量就會(huì)大幅度地減少,人們不得不另辟耕地。)某些地區(qū)黑土的儲(chǔ)量綿延數(shù)公頃。但是到目前為止,還沒(méi)有人真正了解這種神秘的黑色沃土到底是什么。有人猜測(cè)它是火山灰,有人則認(rèn)為它是古代湖泊的沉積物,還有人認(rèn)為它是很久以前植被腐爛的殘留物。但很少有人會(huì)認(rèn)為它是人類(lèi)的產(chǎn)物。 

    現(xiàn)代研究證明,黑土是哥倫布發(fā)現(xiàn)美洲之前亞馬遜盆地農(nóng)業(yè)文明遺留下來(lái)的少數(shù)遺跡之一。它是由2500多年前,也許甚至是6000年以前生活在亞馬遜流域的人們制造出來(lái)的。雖然土壤貧瘠,但是這種自制的土壤卻讓這里的文明得以傳承,并使當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)得以發(fā)展。一般認(rèn)為,他們制造這種土壤所使用的原材料包括常見(jiàn)的糞便、魚(yú)類(lèi)、動(dòng)物骨骼、和植物廢料。但是,黑土的關(guān)鍵原料是木炭,這也是黑土之所以呈現(xiàn)黑色的原因。 

    愛(ài)丁堡大學(xué)社會(huì)學(xué)講師西蒙?沙克利說(shuō)道:“這種東西非常神奇。60年代荷蘭的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)它之后,我們才開(kāi)始對(duì)它有所了解。他們?cè)谕寥镭汃さ牡貐^(qū)發(fā)現(xiàn)了這種黑色的土壤,它在當(dāng)?shù)乇划?dāng)作肥料施入田間。它源于刀耕火種時(shí)代的農(nóng)業(yè),是各種有機(jī)廢物在土壤中發(fā)酵了成百上千年的產(chǎn)物。而且,它似乎的確能長(zhǎng)久地使土壤變得肥沃多產(chǎn),這一點(diǎn)真是非常的特別?!?nbsp;

    現(xiàn)在,亞馬遜的這一古老產(chǎn)物已經(jīng)成為氣候變化專家們研究的焦點(diǎn)。黑土中木炭所具有的粘著性可以使肥效維持一個(gè)世紀(jì)之久。科學(xué)家們從中得到啟發(fā),作為碳的一種形式,木炭是動(dòng)植物燃燒后的殘留物質(zhì)。如果它可以長(zhǎng)期完整地保存在土壤中而不被分解成二氧化碳(CO2),那么為什么不能用這種方法來(lái)鎖住更多的碳元素呢? 

    這種由植物形成的,以固定碳元素為目的的木炭被科學(xué)家們稱為“生物炭”。它的理論基礎(chǔ)是:生物質(zhì),不論是植物還是動(dòng)物,在沒(méi)有氧氣的情況下燃燒,都可以形成木炭。通過(guò)把大氣中的CO2分離出來(lái)能夠?qū)夂蚋淖儺a(chǎn)生巨大的影響。 

    植物的腐爛自然而然會(huì)令土壤中含有大量的碳元素。但是這些碳相對(duì)而言是不穩(wěn)定的,受氣候影響很大。一旦遇到像農(nóng)耕這樣的變化,土壤就會(huì)釋放出二氧化碳。這使得它們既是碳源、又是碳匯。因此,用土壤來(lái)鎖定碳元素的想法對(duì)氣候?qū)W家而言沒(méi)有絲毫的吸引力。更有甚者,它還招來(lái)了許多罵名。一些農(nóng)戶為了趁機(jī)獲利,聲稱他們的土地達(dá)到了碳信用額的標(biāo)準(zhǔn),從而將那些原本計(jì)劃用于支持風(fēng)力發(fā)電廠或太陽(yáng)能電站的資金收入囊中。 

    生物炭的不同之處在于,木炭可以穩(wěn)定地將碳元素鎖住長(zhǎng)達(dá)數(shù)百年。其中的碳元素被礦化后很難再分解。更重要的是,除了它所具備的土壤改良功能外,其生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的一些副產(chǎn)品更是具有很高的經(jīng)濟(jì)吸引力。 

    生產(chǎn)過(guò)程中,大約1/3轉(zhuǎn)化為生物炭,1/3轉(zhuǎn)化為可用于燃燒發(fā)電的合成氣,還有1/3則形成原油替代品。這種替代品雖然無(wú)法用作運(yùn)輸燃料,但卻可以用來(lái)制造塑料。因此澳大利亞著名的探險(xiǎn)家、自然學(xué)家提姆·富蘭納瑞認(rèn)為生物炭的這些特性“使我們能夠同時(shí)解決三四個(gè)重大危機(jī):氣候變化危機(jī),能源危機(jī),以及食品和水資源危機(jī)?!笔褂蒙锾坎粌H能夠使土壤肥沃,還能夠幫助土壤保持水分。 

    究竟生物炭在改變世界碳平衡中能發(fā)揮多大作用?毋庸置疑,生物炭的需求量是非常大的。每年,諸如燃燒礦物燃料、砍伐森林、將綠地變?yōu)檗r(nóng)田等人類(lèi)活動(dòng)會(huì)向大氣層排放大約80億到100億噸的二氧化碳。這其中大部分的二氧化碳對(duì)氣候不會(huì)構(gòu)成威脅。自然界本身?yè)碛械奶佳h(huán)系統(tǒng)可以吸收空氣中的二氧化碳,然后這些二氧化碳再被植物、土壤、海洋和其他自然過(guò)程中的“碳匯”重新釋放出來(lái)。但是,這些循環(huán)系統(tǒng)目前已經(jīng)嚴(yán)重地超載。因此,大氣中的二氧化碳含量正在逐漸升高。 目前,含量已達(dá)到百萬(wàn)分之387。是過(guò)去65萬(wàn)年,甚至2000萬(wàn)年間最高的。 

    據(jù)全球碳計(jì)劃統(tǒng)計(jì),2000到2007年,人類(lèi)排放到大氣中的二氧化碳中每年有54%,約48億噸,被陸地和海洋中的碳匯,例如森林和海洋中的浮游生物等,所吸收。然而每年仍然有大約40億噸的剩余的碳需要我們想辦法去降低或者吸收。此外,由于陸地和海洋的變暖,天然碳匯的吸收量正在下降,這就意味著我們要么付出更大的努力減少空氣中的碳含量,要么停止向空氣中排放碳。 

    雖然各國(guó)政府正主張 “低碳經(jīng)濟(jì)”,全球溫室氣體排放仍然保持快速增長(zhǎng)。據(jù)氣候?qū)W權(quán)威組織政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì)(IPCC)預(yù)計(jì),如果想要避免氣候變化所帶來(lái)的災(zāi)難性影響,溫室氣體排放增長(zhǎng)就必須在2015年到2020年間達(dá)到其峰值 。然而根據(jù)目前的估算,這是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的,除非我們能夠找到簡(jiǎn)單廉價(jià)地從大氣中吸收二氧化碳的方法,以及比現(xiàn)行的再生技術(shù)能更快地在全世界推廣的清潔電力技術(shù)。  

    根據(jù)早期對(duì)生物炭潛力的估計(jì),僅靠這一神奇物質(zhì)自身就能實(shí)現(xiàn)為防止全球進(jìn)一步變暖所需要降低的碳排放。據(jù)康奈爾大學(xué)的約翰內(nèi)斯·萊曼等人估算,生物炭每年能夠從大氣中吸收55億到95億噸的碳。但是,沙克利卻認(rèn)為這些估算是建立在不切實(shí)際的假設(shè)基礎(chǔ)之上的,他們假設(shè)生物炭可以非常容易地在全球范圍內(nèi)生產(chǎn)。他還強(qiáng)調(diào):“近期的趨勢(shì)顯示,人們正在逐漸摒棄那些天文數(shù)字。我覺(jué)得現(xiàn)在大家更多地是認(rèn)為每年能吸收掉碳的數(shù)量在10億到20億噸左右?!?nbsp;

    沙克利認(rèn)為,盡管與之前的天文數(shù)字相比,現(xiàn)在的數(shù)字似乎有些讓人失望,但是作為單一手段,它的潛力還是很大的。英國(guó)東安格利亞大學(xué) 地球系統(tǒng)學(xué)教授提姆?蘭登同樣認(rèn)為:“這當(dāng)然不是一個(gè)小數(shù)目。也許恰恰這就是我們所需要的量,另外還有它唾手可

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