要實現氣候目標，雖然減排是當務之急，但開發和部署碳去除技術，對于實現凈零目標并最終實現負排放，發揮著重要的補充作用。負碳技術已成為國際公認的應對氣候變化的關鍵技術，我國國家層面已將負碳技術納入總體戰略，在《關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》《2030年前碳達峰行動方案》等多個政策文件中均提出，要開展低碳零碳負碳技術攻關，推進低碳零碳負碳技術研發應用。

一、碳中和與負碳排放的區別

碳中和或凈零，是指二氧化碳排放量與二氧化碳去除量達到平衡。負碳排放，是指一個公司、行業或國家從大氣中去除的二氧化碳需超過其排放的二氧化碳。

二、什么是二氧化碳去除

二氧化碳去除（Carbon dioxide removal，CDR）指直接或間接從大氣中捕獲二氧化碳并永久儲存的方法。從大氣中去除二氧化碳不僅可以平衡或中和難以避免的碳排放，還可以在全球范圍內實現負碳排放。

三、從大氣中去除二氧化碳的方法

從大氣中去除二氧化碳有多種方法，大致可分為三類：基于自然的解決方案，旨在增強自然過程的措施以及基于技術的解決方案。

（一）基于自然的解決方案

1.植樹造林和再造林

植樹造林和再造林(afforestation and reforestation，AR)均是通過人工方式恢復森林覆蓋率的活動，旨在通過土地使用管理加強自然界二氧化碳循環。植樹造林是在之前沒有森林的地方種植森林，而再造林則是在原有自然或人為因素而遭到破壞的土地上重建森林。雖然AR技術已得到應用，且成本相對較低，并能帶來如增強生物多樣性和減少土壤侵蝕等積極影響，但它也會與生物燃料和糧食生產爭地。

2.其他基于自然的解決方案包括恢復沿海植被生態系統和海洋生態環境，以確保它們繼續從空氣中吸收二氧化碳。

（二）增強自然過程的措施

1.生物炭

生物炭（Biochar）通常是指農林廢棄物等生物質，在缺氧和一定溫度條件下熱解形成的富碳產物。把生物炭施入土壤可起到固碳作用。此方法雖有潛力，但還沒有被大規模推廣應用。同時，還需進一步加強研究，以量化生物炭的碳去除潛力、碳在土壤中的長期穩定性和持久性、生物炭對生物體的影響以及潛在的協同效益。

2.增強風化

巖石在保持地球長期氣候穩定和二氧化碳在陸地、海洋和大氣之間循環方面發揮著關鍵作用。風化是巖石的化學分解，巖石風化作用可將大氣中的二氧化碳去除，并將其轉化為地球表面和海洋沉積物中的穩定礦物質。增強風化（Enhanced weathering）的目的是加速二氧化碳吸收過程，即將碾碎的、富含鈣和鎂的硅酸鹽巖石（如玄武巖）添加到土壤中，碾碎的硅酸鹽巖石經過溶解，并與從大氣中吸收的二氧化碳反應生成碳酸鹽，最終通過徑流轉移到海洋中進行長期封存。此外，巖石風化作用還可為糧食安全、土壤健康和緩解海洋酸化帶來潛在的協同效益。盡管一些關于CDR的方法中提到了增強風化，但仍需進一步調查和研究，以了解其碳去除潛力、成本、風險等。

3.海洋堿化和海洋施肥

海洋是最大的天然碳匯空間，目前從大氣中去除了約三分之一的人為碳排放。加強利用海洋作為碳匯的方法包括海洋堿化（ocean alkalinisation）和海洋施肥（ocean fertilisation）。海洋堿化是增強風化作用的直接結果，而海洋施肥的原理則是通過向營養貧化的海域添加營養物質以增強海洋生物吸收二氧化碳的能力。這兩種技術還未經過大規模測試，環境問題和公眾接受度可能會阻礙其大規模應用。

（三）基于技術的解決方案

1.直接空氣捕獲

直接空氣捕獲（Direct air capture, DAC）技術指直接從大氣中捕獲二氧化碳后進行永久封存或利用，固體DAC和液體DAC是目前正在使用的兩種捕獲技術。固體DAC技術利用固體吸附劑過濾器與二氧化碳進行化學結合，當過濾器被加熱時，將其釋放的二氧化碳捕獲后進行封存或利用。液體DAC則使空氣與化學溶液（例如氫氧化物溶液）接觸，以溶液特性去除二氧化碳，再將剩余的空氣排回大氣中。其他新興的捕獲技術包括電擺動吸附（electro-swing adsorption）和膜分離（membrane-based separation）。

根據國際能源署（IEA）統計，目前全球有18個DAC項目正在運行，分別位于美國、加拿大和歐洲。DAC項目在選址方面具有靈活性，例如，可以位于需要二氧化碳作為原料的工廠旁邊或合適的碳封存地點附近，以減少長距離二氧化碳運輸。DAC設施還可以與其他二氧化碳捕獲設施共同配置。但由于大氣中的二氧化碳濃度較低，從空氣中捕獲二氧化碳比從點源捕獲成本更高。因此相較于其他碳捕獲技術和應用，DAC的成本及能源需求更高。

2.生物質能碳捕獲與封存

生物質能碳捕獲與封存（Bioenergy with Carbon Capture and Storage，BECCS）是將生物質能與碳捕獲封存技術（CCS）相結合。即植物在生長過程中通過光合作用吸收二氧化碳形成生物質，采用CCS技術對生物質轉化為能源過程中釋放的二氧化碳進行捕集和封存。BECCS技術適用范圍廣泛，包括使用生物質(或生物質和化石燃料混合)的發電廠、用于造紙的紙漿廠、生產水泥的窯爐以及通過生物質發酵（乙醇）或氣化（沼氣、生物柴油、氫氣）生產生物燃料的煉油廠。根據IEA統計，目前全球共有13個BECCS項目，分別位于美國、加拿大、歐洲和日本。生物質資源的可持續性、對運輸和封存二氧化碳基礎設施的需求等因素會使BECCS技術大規模部署面臨挑戰。 

資料來源:

1.IEA（2021年），直接空氣捕獲報告

2.IEA（2020年）CCUS特別報告-清潔能源轉型中的碳捕獲利用和封存

3.https://www.nature.com/articles/s43247-022-00436-3

4.https://www.greenbiz.com/article/effective-climate-change-solution-may-lie-rocks-beneath-our-feet

摘譯、整理：中國清潔發展機制基金管理中心 樊怡彤、袁曉華