Biochar(生物炭)是Biological charcoal的缩写,是一种天然的碳捕集方法,已经受到了全球的关注。它是通过一种叫做热解的过程产生的,在这种过程中,有机材料,如木屑、农业剩菜或柳枝稷,在室内几乎没有氧气的高温下燃烧,可以产生石油和合成气(称为合成气),以及类似木炭的固体残渣。在某些配置下,可以使用合成气和油来驱动热解反应,基本使系统自给自足。
Biochar(生物炭)有一些很大的优势。首先,它能够以稳定的形式保留碳,这可以防止有机物质中的CO2逃逸到大气中。虽然还需要进一步研究,但掩埋生物炭可以通过增强保水能力和降低土壤pH值来提高某些土壤类型的作物产量。在动物饲料中添加生物炭还可以改善农场动物的健康和消化。
因为这个过程会自然地将有机物分解成一种稳定的形式,这实际上会降低大气中的CO2水平。这一过程打破了一个循环。正常情况下,植物分解时会产生CO2,其他植物最终会吸收CO2,这样的循环始终在进行。而这一过程不让这些物质分解,而是要将其转化为生物炭,并将稳定的CO2埋在地下,可以保存数百年甚至数千年。
虽然生物炭确实含有大量的碳,但目前还不清楚在局部使用后,碳会在土壤中停留多久。原料和热解条件决定了所制生物炭的特性,但它们也会随着温度和降水等环境因素的变化而改变,从而决定生物炭中的碳在土壤中保留的时间。它高度依赖于特定的土壤条件和所使用的生物炭的组成。
总部位于加州的Pacific Biochar(太平洋生物炭)公司,是试图为生物炭行业的发展铺平道路以降低碳排放的公司之一。它收集有机材料,然后将其产生的生物炭分发给农业供应商和堆肥场。太平洋生物炭公司向希望从这种材料中获益的农民出售其生物炭,无论是纯生物炭还是强化生物炭。
大量过剩的森林生物质被切割并在生物质能源工厂中燃烧,因此太平洋生物炭公司与这些发电厂合作,利用他们现有的基础设施。虽然热解确实在生物质炉中进行,但它们需要升级(他们称之为“改性光”),以正确地制造生物炭,而不是简单地燃烧它。
该公司的生物炭产品名为Blacklite Pure,以两种方式出售:散装,每立方码售价60美元或每吨305美元,以及散装托特袋,每托特售价135美元。该公司的CO2去除项目可以循序渐进,以每年减少1万至5万吨CO2的步骤实现。
在一项研究中,太平洋生物炭公司的产品使黑皮诺葡萄在两年的收成中平均每英亩增产1.2吨,而回报期只有一年。有了碳信用来抵消成本,更大比例的农业社区可以利用生物炭盈利。该公司的技术也引起了像微软这样的大公司的注意,微软购买了1500吨CO2的碳信用,这些碳信用将由欧洲生物炭认证的第三方审计。
虽然生物炭看起来很有前景,但它仍然面临挑战。我有幸采访了太平洋生物炭公司的首席执行官Josiah Hunt,他向我讲述了他对这项技术面临的挑战的看法:
“我们需要部署一些重要的资本,需要有人愿意投资,把其中一些技术提升到一个新的水平。在2008年,还没有任何可用的技术。现在有一些可行的技术,但其中很多只有很短的部署历史。为了制造这些机器,我们还需要做很多巨大的改进……扩大制造商规模,比如真正制造我们将要使用的机器,以及它们的部署,我们需要思考如何能够高效地、经济有效地部署它们……”– Josiah Hunt
生物炭和增强的风化作用不仅有助于捕集CO2,还有助于改善土壤和作物……这在多个方面使我们所有人受益。