环境健康是以人为中心，研究大气、水体、土壤及食物等外部因素对人群健康影响的科学前沿。化石能源的广泛使用既能造成环境污染，从而影响人群健康，也是造成全球气候变化的重要原因。联合国应对气候变化的《巴黎协定》是人类达成的最重要的国际条约之一，它要求全世界共同努力，将全球平均气温升幅控制在2℃之内（努力限制在1.5℃之内）。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）根据《巴黎协定》的控温目标，提出了到本世纪中叶实现碳中和的要求。2060年实现碳中和是中国对世界的庄严承诺，它既是高质量发展的要求，也是建设人类命运共同体的需要。本专栏将不定期介绍碳中和政策走向、市场动态及科技进展的信息和智慧，助力碳中和目标的实现。

从大气层移走二氧化碳的负碳方法

1.  为何需要负碳方法？

  要实现巴黎协定提出的控温目标，仅靠减少二氧化碳排放是不够的，因为不是每一个社会组成部门和产业能够做到净零碳排放，如农业和交通很难做到二氧化碳净零排放、并抵消甲烷和氧化亚氮的排放。根据全国人大副委员长丁仲礼院士的估计，中国在2060年不得不排放的二氧化碳数量为25-30亿吨。因此，IPCC 提出人类必须要主动地从大气层移走二氧化碳，即负碳方法。负碳方法可分为三类：基于自然的碳汇方法、自然碳汇的增强方法及负碳新技术（下图）。

采用自然和新技术从大气层移走二氧化碳的例子（引自 DANIEL ALBERT / SINTEF ENERGY RESEARCH）

2.  基于自然的碳汇方法

   最显而易见的碳汇方法是停止砍伐森林、鼓励植树造林。树木通过光合作用吸收二氧化碳，将碳存储起来。目前陆地面积的约31%是森林，远低于工业化前的46%。亚马逊基金(Amazon Fund)旨在减少南美洲亚马逊雨林的砍伐和退化造成的碳排放；雨林基金（Rainforest Foundation）在保护中非、亚洲及大洋洲森林方面也有很好的业绩。由于野火对森林碳汇的影响很大，森林的养护也很重要。需要指出的是，森林不仅仅增加储存在木材中的碳汇，还能增加土壤的碳汇。以新西兰的辐射松为例，从非林地改为林地，28年林业周期可增加土壤碳汇约185吨/公顷，可在碳排放交易市场出售，目前碳价折算为人民币约为￥315/吨。

3.  自然碳汇的增强方法

  通过主动的土地管理技术和措施，自然过程的储碳能力可以进一步得到提升。据估计，改进土地管理可以每年增加90亿吨二氧化碳当量的碳。生物炭和海藻是二种增强自然碳汇的方法。

废弃物管理是城市面临的共同难题。来自公园和居民区的生物质废弃物可以转化为生物炭，既减少了废弃物，又可以用作为土壤调理剂增加碳汇。生物炭是过去10多年的一个研究热点，国内外都有相关的研发机构和公司在从事这方面的工作。

  同样，海藻可以将大气二氧化碳转化为海底沉积物中的碳，永久性地去除二氧化碳。海藻密集生长的区域可以作为负碳方法应对气候变化，还可增加食物供应，但碳的动态变化、保留时间及最后去向需要进一步研究。

  科学家也在研究加快岩石和矿物的风化过程以增加碳汇。风化是漫长的自然过程，它把矿物分解、重新合成，释放钙等阳离子到海洋中，从而吸收二氧化碳。加速风化，是指通过粉碎岩石矿物以加快自然风化、快速释放钙等碱基离子，加速吸收二氧化碳。但风化过程总体较慢，从三、五十年时间尺度看，对碳中和帮助有限，而且粉碎岩石矿物消耗能源，间接增加碳排放。

  将二氧化碳注入到较年轻的玄武岩层可加快二氧化碳与矿物的反应，从而固定二氧化碳。冰岛的CarbFix工程在试验把来自地热电厂的二氧化碳和硫化氢注入玄武岩。

4.  负碳新技术

  碳捕获封存（Carbon capture and storage，CCS）是IPCC 建议的负碳技术。 在中国，它被延申为碳捕获、利用及封存（CCUS）。CCS可以和生物质能源利用相结合使用，如果得到广泛的应用，固碳的潜力可达年10亿吨二氧化碳当量级别，中国三大农作物秸秆数量高达10亿吨/年。我们最近获批的一个项目，旨在将农作物秸秆和园林废弃物转化为生物炭，同时利用过程中产生的热能，再捕获释放的二氧化碳。

  利用特定的化学物质直接从空气中捕获二氧化碳也是一个研究前沿，如果捕获的二氧化碳用于生产塑料、淀粉这类材料，便是碳中和过程；如果由于废弃物发电厂的二氧化碳捕获，则可理解为负碳技术。

   CCS 或者 CCUS 在得到应用前需要深入研究能耗方面的细节并大幅度降低成本。需要指出的是，减排和节能不一定能够划等号，CCS或CCUS能降低碳排放，但会增加能耗，净效益如何有待研究。

5.  未来之路

  以上介绍的负碳方法无论如何都不能成为抵制二氧化碳减排的借口，但会 成为应对气候变化的一个选项，发挥一定的作用。一般来说，负碳方法目前的经济效益还不高，产业化尚有困难。但随着碳排放成本的提高，这些困难会相对降低。如在新西兰，植树造林产生的碳汇收益已经超过养羊的收益，现在不少草地被转化为林地，对土地利用方式产生了前所未有的影响。政府在推动节能减排的同时，增加研发投入，促进负碳技术的研究和应用，也是应对气候变化的必要措施。