二氧化碳的消耗途径有哪些:分自然与人为两类

二氧化碳的消耗途径有哪些,主要分为自然消耗和人为工程消耗两大类别,自然途径里陆生植物光合作用、海洋水体吸收是占比最高的两类,土壤固碳、岩石风化属于长期缓慢消耗方式;人为途径包含人工造林、生物质利用、碳捕集封存技术,其中自然消耗受光照、水温、植被覆盖状态约束,深海吸收二氧化碳的过程需要数百年时间,短期调控空间有限,人为碳捕集成本偏高,适合集中排放源配套使用,零散排放场景很难落地。

二氧化碳自然消耗途径

光合作用依靠植物叶绿体,在光照条件下把二氧化碳和水转化成有机物,同时释放氧气,森林、草地、农田里的陆生植物,还有藻类、海草这类水生光合生物都能完成这个过程,陆地植被每年固定的碳量会随季节变化,夏季光照充足时消耗速度明显提升,冬季落叶植被的固碳能力会大幅下降。

海洋吸收分为表层溶解和生物泵两个环节,表层海水可以直接溶解大气里的二氧化碳,浮游藻类吸收碳之后形成有机碎屑,一部分碎屑下沉到深海,长期储存在海底沉积物中,IPCC第六次评估报告记录了海洋持续承担大气二氧化碳的吸收任务,表层海水持续吸收还会带来海水酸化的附带影响。

岩石风化属于慢周期固碳,大气中的二氧化碳溶于雨水形成弱酸,缓慢和硅酸盐岩石发生化学反应,转化成碳酸氢盐随水流汇入海洋,最终沉积成碳酸盐岩,这条途径的消耗速率很低,以千年到万年作为时间尺度,无法用来缓解短期内快速增加的碳排放。

土壤固碳依靠土壤微生物和腐殖质形成,植物凋落物、根系残体进入土壤后,一部分碳被微生物分解释放出去,另一部分稳定留存形成土壤有机碳,耕地合理休耕、增加有机肥投入,能够提升土壤留存碳的比例。

周期极长。

二氧化碳人为消耗途径

人工碳捕集利用与封存技术,简称CCUS,在电厂、化工厂这类集中排放设施上收集烟气里的二氧化碳,提纯之后封存到地下咸水层、枯竭油气层,也可以把捕获的二氧化碳用来驱油、生产化工原料,这套技术设备投入和运行能耗偏高,小规模排放点位不具备经济可行性。

生态修复属于人为辅助的自然消耗手段,你可以通过营造混交林、修复滨海盐沼、恢复红树林来提升区域固碳量,红树林、盐沼的单位面积固碳效率高于普通林地,这类生态项目同时具备生态防护价值,固碳周期也更容易长期维持。

消耗方式消耗速度主要限制条件
陆生植物光合固碳较快,季节性波动光照、降水、土地面积
海洋生物泵固碳中等,存在酸化风险海水温度、营养盐供给
岩石化学风化极慢,千年尺度岩石类型、降水流量
CCUS工程封存较快,可定向调控高额能耗、封存场地资质

生物质资源化利用,是把秸秆、林业剩余物转化为固态碳产物,比如生物炭,生物炭施入土壤后稳定性较强,可以留存上百年,和直接焚烧秸秆对比,能够减少二氧化碳即时释放,同时实现碳留存,它的消耗规模受生物质原料收集半径制约,原料运输距离过远会压缩项目收益。

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