进一步提升固碳能力 实现双碳目标

无论是减少化石能源在使用过程中的碳排放，还是研究替代非碳能源，都是从排放端的角度来探讨如何减排。实现“双碳”目标，还需要在固碳方面加大力度，通过生态建设、土壤固碳、碳捕集利用和封存等项目和技术，消除需要排放的二氧化碳。

充分利用陆地生态系统固碳是最经济和对环境最友好的

碳封存，也被称为碳封存，指的是增加大气以外碳库中的碳含量的措施。碳汇能将多余的碳封存起来，不让其释放到大气中。

“碳封存主要有两种方法:物理封存和生物封存。”中国科学院大气物理研究所研究员陈可欣表示，物理固碳是指将二氧化碳长期储存在已开采的油气井、煤层和深海中。生物固碳是利用植物的光合作用将二氧化碳转化为碳水化合物，碳水化合物以有机碳的形式固定在植物或土壤中。

在过去的10年里，人们越来越关注基于自然的解决方案。生物碳封存被认为是减缓全球变暖最有希望的方法。

中国科学院院士方精云表示:“陆地生态系统通过植被的光合作用吸收大气中的大量二氧化碳。”利用陆地生态系统固碳是减缓大气中二氧化碳浓度上升的最经济可行和对环境最友好的方法。因此，如何提高陆地生态系统的碳储存和固碳能力，不仅是全球变化研究的热点领域，也是国际社会关注的焦点。”

森林作为陆地生态系统的主体，也是陆地上最大的“碳库”，在调节气候、缓解全球变暖方面发挥着重要作用。

那么，我国在这方面的现状如何呢?

中国科学院院士丁仲礼说:“中国大约56%的陆地碳汇来自六个主要的生态工程建设地区。“这些项目，其中一些可以追溯到上个世纪，经过多年的积累，正在发挥越来越重要的作用。”

中国科学院大气物理研究所的刘毅和他的团队今年在《自然》杂志上发表的最新研究表明，中国的生态系统具有巨大的碳封存能力。结果表明，中国陆地生态系统的固碳能力主要来源于中国重要林区特别是西南林区的固碳贡献，东北林区夏季也具有很强的固碳效应。这也是中国近40年来恢复天然林植被，加强人工林种植的结果。

发展碳捕集封存技术，加强化石燃料排放二氧化碳资源化利用

研究结果表明，在固碳过程中应提高二氧化碳浓度，以提高效率、增加封存量、降低成本。同时，大多数的利用场景也需要高浓度的二氧化碳来提高利用转化率。因此，捕集技术成为二氧化碳利用和储存过程中的关键技术。

在1980年代,联合国政府间气候变化专门委员会提出的“碳捕获和储存技术,主要是通过特定的方式捕捉二氧化碳运输到一个合适的位置存储和从大气中分离,减少二氧化碳排放到大气中,使大气中的碳循环与平衡。但这项技术的最大问题是建造和运营成本高昂。

碳捕集利用封存技术是碳捕集封存技术的一种新的发展趋势，即将生产过程中排放的二氧化碳进行净化，然后投入到新的生产工艺中，可以回收利用，而不是简单的封存。与碳捕集和封存技术相比，它可以将二氧化碳作为一种资源进行再利用，既能产生经济效益，又更具实用性。

从碳捕集封存技术到碳捕集利用封存技术，化石燃料利用过程中排放的二氧化碳资源化利用进一步加强。

目前，随着全球应对气候变化和碳中和目标的提出，碳捕集、利用和封存技术作为一种碳封存技术，已成为许多国家碳中和行动计划的重要组成部分。数据显示，截至2020年，全球正在运行的此类大型示范项目有26个，每年可捕获和封存约4000万吨二氧化碳。

在碳中和的道路上，自然界的一些物理和化学过程，如岩石的化学风化，也可以捕获和存储二氧化碳，这被称为自然碳捕获和存储技术。

“例如，中国干旱和半干旱地区的碱性土壤含有大量的钙离子。这些钙离子与大气中的二氧化碳结合，在降水发生时滤出形成碳酸钙沉淀。”“中国有大面积的干旱和半干旱地区，这一自然过程对碳固定非常重要，”丁说。

丁磊表示，尽管碳捕集和封存、硅酸盐岩石风化等负排放技术在碳封存和减排方面具有巨大潜力，但这些技术还需要进一步研究。“我们估计，森林的碳吸收将在2060年之前达到峰值，然后碳吸收的速度将会下降。所以最好不要只是在峰值封存之前封存二氧化碳，这是不经济的，而是要找到利用二氧化碳的方法。”

海洋的碳储存能力几乎是陆地的20倍，大气的50倍

除了绿色植物通过光合作用固定二氧化碳外，海洋还吸收和储存二氧化碳。

专家表示，海洋覆盖了地球表面的70%，储存的碳量是陆地的近20倍，大气的50倍，是气候的重要调节器。例如，在全球范围内，沿海植物的生物量每年吸收的碳量与陆地植物差不多，尽管它只占生物量的0.05%。

在一个时间尺度上，埋藏在滨海湿地土壤中的有机碳和溶解在海水中的惰性无机碳可以储存数千年，而陆地生态系统中的碳只能储存几十年。

我国是海洋大国，海洋应在我国减排和增加碳汇中发挥重要作用，积极开发海洋碳汇潜力。

海草床、红树林和盐沼是三种典型的储存碳的沿海生态系统。研究发现，鱼类、大型藻类、贝类和微小生物也在固定和储存碳方面发挥作用。

但是碳封存不等于碳储存，高碳不等于高碳汇。许多有机碳颗粒在沉积过程中会降解，当它们被埋在海底时，就会严重衰减。

研究人员越来越关注提高海洋碳储存的效率。中国科学院院士、厦门大学教授焦念志带领团队提出了一种海洋碳汇机制，称为微型生物碳泵。他们发现海洋微生物能够将活性溶解有机碳转化为惰性溶解有机碳，使有机碳能够长期储存。研究表明，微生物碳泵也有助于碳酸泵。

在深化对海洋碳汇机制认识的基础上，研究人员提出了海洋碳汇高效利用的建议。

一是保护沿海三大生态系统，增加海草床面积和海草覆盖，建设和恢复红树林，保护盐沼湿地。继续实施海洋碳汇工程，促进海洋生态保护和可持续发展。

第二，坚持陆海协调，减少排放，增加外汇。焦念志说，中国许多河口和海岸已经被过多的氮和磷淹没，导致富营养化。“富营养化看起来像施肥，有更多的浮游植物和更多的碳固存。相反，在营养过剩的环境中，有机碳很容易被降解。有机物质越多，细菌就越多，它们将有机碳吸入二氧化碳并释放出来。”焦念志解释说，只有保持适当的养分投入，最大限度地发挥微碳泵和生物泵的协同作用，才能实现可持续发展。

不久前，深圳发布了中国首个海洋碳汇核算指南，厦门碳排放交易中心完成了中国首个海洋碳汇交易。专家建议，除科学提高海洋固碳效率外，应尽快建立更加科学的海洋固碳资源价值核算标准，探索更加规范的海洋固碳交易市场，完善生态补偿机制。

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