大规模种植生物能源作物或能延缓气候变化
科学网 作者/宗华2018/4/18 22:09:39
去年10月一个阳光明媚的日子,近40人涌入美国波兹曼市蒙大拿州立大学(MSU)一间不算太大且被刷成薄荷绿的教室,只为瞥一眼未来的景象。有些是科学家,但大多数是同这片土地有着某种关联的人们:和农民共事的推广员以及代表大自然保护协会等机构的环保人士。他们都知道,气候变化将在未来几十年重塑该地区,但这并非他们到此讨论的内容。他们要探讨的是试图阻止气候变化产生的同样深远的影响。
身着粉蓝色衬衫和牛仔裤的MSU生态学家Paul Stoy在白板前踱步,描述着由农业主导的景观如何被一场不同的绿色革命再次改造:大量种植可从天空中吸收二氧化碳的农作物。“我们已经有了这种对于避免危险的气候变化很有必要的新能源经济,但它看上去将会如何?”Stoy问道。
俄勒冈州的杨树林场是快速生长的生物能源来源。图片来源:SEAN BAGSHAW/GETTY IMAGES。
2015年,《巴黎气候协定》设立了将全球变暖控制在2℃以内的目标。在政府间气候变化专门委员会的最新报告中,研究人员调查了实现这一目标的可能路线图并且发现了一些令人不安的事情。在大多数模型情景中,简单地减排并不够。为限制变暖,人类还需要负排放技术(NET)。到本世纪末,该技术将从大气中移除远多于人类排放量的二氧化碳。英国东英吉利亚大学气候变化科学家Naomi Vaughan表示,NET将为全社会控制碳排放赢得时间。“这些技术允许人类排放更多二氧化碳并在以后将其收回。”
正如生物能结合碳捕捉与封存技术(BECC)通常被设想的那样,生物能源作物将在空闲的农业用地上种植。在密苏里河上游盆地,这可能意味着征用美国农业部土地休耕保护计划(CRP)划定的田地。该计划会为农民提供补贴,目的是出于环境效应让一些土地休耕。如果被给予恰当的奖励,当地农民可能将这些土地重新投入生产——随着对玉米和大豆需求的增长,此类事情已在一些地区发生。“农民和其他人并没有什么不同。我们都是受利益驱动。”当地农民DaleFlikkema表示。
在蒙大拿州,农民种植生物能源作物的选择目前受到限制。只有像Flikkema一样敢于冒险的少数种植户正在尝试种植油菜和其他油籽。不过,随着气候变暖,整个区域被预测将变得更适宜柳枝稷以及生命力旺盛的杨树等植物生长。这些“二代”生物能源作物通常被视为生物能源的未来,因为作为多年生植物,它们比玉米、油菜等传统燃料作物更擅长储存土壤和生物质中的碳。它们还可以在拥有更少肥料和水分的边缘土地上生长,因此不太可能同粮食生产竞争。
一旦被收获,这些作物将被卡车或者火车运输到发电厂和其他工业设施。在那里,它们和来自粮食作物以及森林采伐的废弃物一起,被燃烧产生热量或电,或者转变成乙醇和其他液体生物燃料。无论哪个过程排放的二氧化碳,都会被吸走并且压缩到液体中。集中起来的二氧化碳被抽走并且泵入地下的多孔岩层中,而后者在密苏里河上游盆地非常丰富。由于该地区拥有生产石油和天然气的悠久历史,因此星罗棋布着各种井。参与该项目的MSU化学家Lee Spangler正在研究靠近蒙大拿州东部科尔斯特里普发电厂的1.1万口井中是否有适合向地下注入碳的管道。最终的结果是,碳从大气中被重新转移到地质储层。
(编辑/龙芷琼)