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清华大学：生物炭技术有潜力在中国实现碳中和目标中发挥关键作用

来源：花匠小妙招时间：2024-11-12 12:47

近日，清华大学核研院能源环境经济研究所滕飞教授课题组与合作团队基于空间显示分析，评估了中国生物炭负排放潜力及最具成本效益的生物炭类型和部署地点。结果显示，生物炭技术的负排放成本较低，有潜力在中国实现碳中和目标中发挥关键作用，华中、华南和华东地区可优先选择作为生物炭应用试点地区。

2月5日，相关成果以“探索生物炭负排放潜力以实现中国碳中和目标”（Exploring negative emission potential of biochar to achieve carbon neutrality goal in China）为题，在线发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。

实现碳中和目标需要大规模部署负排放技术，然而目前最成熟的生物质碳捕集和封存技术（BECCS）存在成本和技术障碍，并且可能对粮食生产等可持续发展目标产生不利影响，这使得碳中和长期技术路径存在较大的不确定性。生物炭（Biochar）是另外一种可行的负排放技术，其通过对生物质进行热裂解生产生物炭并改良土壤以固碳，在土壤质量和作物产量方面具有协同效益。但目前尚不清楚生物炭技术在国家和区域层面的潜力、成本和部署策略，这阻碍了生物炭等成熟负排放技术在中国的应用和推广。

为此，滕飞教授课题组与合作团队基于最新的科学进展，对中国生物炭的潜力、成本效益及分布进行了分析，以探索中国生物炭的负排放潜力、经济性和优先部署地点。该分析综合多种生物质原料类型和空间分布，对生物炭潜力及分布进行了详尽的评估，并分析了生物炭优先部署的区域。

结果表明，在考虑可持续发展目标的情况下，生物炭的负排放潜力最大可达到0.92 GtCO2/年，几乎能满足所有符合2°C目标深度脱碳途径的负排放要求（图1）。在不考虑能源作物的情景下，生物炭的负排放潜力也可以达到0.43 GtCO2/年。结合森林碳汇及生物炭的负排放潜力，中国有可能在不依靠BECCS及直接空气捕集（DACCS）等未成熟技术的条件下实现碳中和，从而增加实现碳中和路径的技术和战略选择。

研究还发现，中国生物炭的平均净负排放成本为90美元/吨CO2，其中，农林残留为原料的生物炭成本较低，为60~96美元/吨CO2，能源作物和草地残留物为原料的生物炭成本较高，为101~144美元/吨CO2。相比之下，BECCS的净成本通常为30~400美元/吨CO2，DACCS为300~1000美元/吨CO2。这表明生物炭技术的负排放成本较低，有潜力在碳中和目标实现中发挥关键作用。

此外，由于原料类型与分布、土壤类型和PH等条件的不同，生物炭的负排放潜力与成本在区域层面差异很大。研究表明，华中、华南和华东地区不仅生物质资源丰富，而且成本较低，可以优先选择作为生物炭应用试点地区（图2）。