科技日报记者 陈曦 通讯员 张华
记者3月13日从天津大学获悉，该校环境科学与工程学院副教授金超团队联合多家国内外知名研究机构，提出一种最大限度减少碳移除依赖的地球降温发展路径。该研究成果发表在环境领域国际期刊《环境科学与技术》上，并入选当期封面文章。
二氧化碳的大量排放是引发地球升温重要因素之一。科学家们一再警告，1.5摄氏度被认为是全球升温的一个关键阈值，超过这一水平的变暖将给全球造成灾难性的影响。二氧化碳移除技术（以下简称“碳移除”）是降低碳排放、给地球降温的重要举措。
金超介绍，按照目前碳排放速度，满足2100年温升不超过1.5摄氏度剩余的碳预算可能在未来5年内耗尽。这就需要可再生能源和核能在全球能源供应中快速增长。
以移除10亿吨（低）、80亿吨（中）、220亿吨（高）二氧化碳3个量级为例，结果表明，在低碳移除依赖下，将显著降低化石燃料使用，进而降低氮氧化物、挥发性有机化合物、颗粒物、硫化物等污染物排放。研究预测，到2050年在低碳移除依赖下，可再生能源和核能将达到总发电量的90%以上。
该研究利用全球气候变化的综合评估模型，部署了六种不同的碳移除方法：即造林/再造林、生物能源与碳捕集储存、直接空气捕集储存、生物炭捕集、强化岩石风化捕集、海洋固碳，进而模拟不同程度碳移除依赖场景下世界经济、能源系统、土地利用和环境之间的联系。
研究发现，在六种不同的碳移除方法中，生物能源与碳捕集储存和直接空气捕集储存将发挥最重要的作用，海洋固碳的高成本导致其发挥的作用甚微。就全球不同大洲发展来看，碳移除需求主要集中在亚洲；生物能源与碳捕集储存将在非洲、亚洲、欧洲以及中美洲和加勒比海地区发挥最重要作用，但北美/南美和大洋洲等地区部署直接空气捕集储存相对便宜。
研究工作主要完成人之一的留学生杰佛瑞介绍，在高的碳移除预测场景下，严重依赖陆基生物碳移除方法来实现负碳排放，会对粮食生产和资源使用产生负面影响。这是因为造林/再造林、生物炭和生物能源作物等碳移除方案，会占用大量土地资源，继而取代现有的耕地和牧场。预测结果显示，到2050年会导致耕地减少50%，给人类的粮食和食品安全带来极大挑战。
该项研究工作为最低限度利用碳移除技术实现全球降碳发展目标提供了强有力的证据，研究指明人类现在亟需采用可再生能源、电气化、碳中和燃料、降低能耗等举措来降碳，而不是押注于不确定的未来碳移除技术实现大规模降碳。
（天津大学供图）
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