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Dec. 06 2019

潛力無窮的黑暗物質:生物炭一年可抵消10億噸碳

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  • 生物炭是將有機物在高溫下以很少或無氧的方式加熱產生的木炭。照片來源:Oregon Department of Forestry(CC BY 2.0)

生物炭是一種通過特殊化學工藝製成的木炭,看起來不起眼,像烤肉剩下的餘炭。英國衛報(The Guardian)報導,生物炭可以將碳固定在地下數百年、促進植物生長、提供永續熱源,甚至可以減少乳牛的甲烷排放。

生物炭是將有機物在高溫下以很少或無氧的方式加熱產生的木炭。照片來源:Oregon Department of Forestry(CC BY 2.0)

皇家園藝學會(RHS)土壤和氣候變遷資深科學家馬克.里德米勒-戈登(Marc Redmile-Gordon)說:「生物炭的用處很可觀。就算明天馬上停止燃燒化石燃料,我們仍然有大量的二氧化碳需要清除,生物炭是實現這個目的最有效的方法之一。」

IPCC 2018年的報告肯定生物炭的潛力後,今年年初,里德米勒戈登帶領皇家園藝學會首次研究該材料如何改善植物生長。根據他的計算,在一般民宅花園中埋下10至20公斤生物炭,可以抵消汽車往返通勤8公里一個月所產生的碳排。

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生物炭是將有機物(例如木材、樹葉或枯死的植物)在高溫下以很少或無氧的方式加熱產生的木炭,這個過程稱為熱解。有機物若用一般方式燃燒或分解會釋放大量的甲烷和二氧化碳。製造生物炭的過程能封存固體形式的碳長達幾個世紀,變成可以埋在地下的碳匯。

這並不是什麼全新技術。在斯德哥爾摩,他們已經有辦法捕捉這個過程中產生的熱量並加以使用,所以現在的焦點是生物炭進入地下後可以帶來什麼好處。這取決於生物炭和土壤的類型,但里德米勒戈登表示,這種材料可以「緩解氣候變遷壓力」。

他說,生物炭充滿了木質部的導管和微管,這些通道可以運送養分、空氣和水,並容納攸關土壤生態系統健康的生物。這表示在富含水分的黏質土中,可以減少和重新分配水分,而在乾旱的砂質土壤中,它可以增加保水潛力。

儘管科學研究已從理論上確定了生物炭的益處,但如何加以利用使其發揮這些作用卻是個挑戰。最明顯的應用之一是和樹一起種。英國保守黨承諾每年要種下3000萬棵樹木,自由民主黨承諾每年種植6000萬棵,而工黨也承諾了積極的植樹計畫。

生產生物炭產品的Carbon Gold商業總監詹姆士.麥克菲爾(James MacPhail)說:「(這些政黨)開的支票數字很大,但他們會談實際存活率嗎?」

英國去年夏天乾旱後,HS2鐵路沿線種植的樹木死掉高達80%。麥克菲爾認為,這顯示樹木種下後不見得會長得好:「種下100萬棵樹很棒,但如果後來死了80萬棵,那值得嗎?如果能確保樹木的生長,或許種樹是可以拯救地球。」

研究顯示,這可能就是生物炭派上用場之處。薩蘭.索菲(Saran Sohi)博士所領導的愛丁堡英國生物炭研究中心正嘗試將林業殘留物(如樹皮)製成的生物炭注入樹根周圍。「生物炭似乎在樹木健康、早期生長和營養管理方面有些明顯的正面效果,」索菲說。

生物炭的農業應用也有進展。「創新農民網」成員理查.科普利(Richard Copley)既是農民也是樹藝師,熱衷於再利用砍伐樹木產生的廢料。他注意到生物炭對他所飼養的動物有正面的影響。

生物炭是鹼性的,可以平衡乳牛的高酸性飲食。科普利說,有證據顯示生物炭有益微生物活動,就像將益生菌放到胃裡。其他地方的實驗發現,生物炭可以減少甲烷排放。科普利希望之後可以實驗看看,並嘗試將生物炭用於雞、羊等其他動物。

考文垂大學(Coventry University)研究員堂娜.烏德爾(Donna Udall)正在研究用生物炭餵養的母牛,其糞肥是否比生物炭本身更有效。在某些情況下,生物炭會吸收植物所需的養分,降低農作物的產量──含有生物炭的糞便可能是解決方案。

儘管學者和研究人員對生物炭的效益抱持樂觀態度,但他們也明白風險可能存在。「如果我們錯了,卻在全英國撒了數十萬噸生物炭,這可能成為難以擺脫的問題。我們必須有百分之百的把握,否則代價會很高,」烏德爾說。

索菲補充說:「這讓政府有點焦慮,因此我認為放慢腳步,先完全掌握技術比較妥當。」

除此之外,要取得足以產生影響力的大量生物炭還有些實務上的問題。烏達爾說:「為了擴大技術應用規模,必須到處種樹,這可能會排擠農地。」烏達爾表示,只有當農民、食品製造商和其他產業開始將其生物質廢棄物熱解當作標準作業流程時,才會有足夠的生物炭可以大規模應用。

生物炭的原料如何影響熱解後生物炭的效果,仍待大量研究釐清。但有研究指出生物炭一年可以抵消10億噸碳,不難理解為什麼人們對生物炭的潛力感到興奮。

 

環境資訊中心綜合外電;林大利 審校

參考資料:

本文轉載自「環境資訊中心」網站,內容由許多專家學者及民間環團,提供國內外環境教育與環保資訊;主題涵蓋全球變遷、溫室氣體控制、環保生活、環境污染防治、生態保育、能源節約與能源效率、綠建築等各面向。期許能替沒有選票的山林、濕地、海洋、土地發聲。

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