熱解法製生物炭是一種在低氧環境中進行的有機材料加熱過程,生物炭是一種含高碳的材料,可成為幫助農業緩解氣候變化的重要工具。長期以來做為農作物生產的土壤改良劑或碳封存劑。近年來,由於其獨特的物理結構以及各種農業和環境效益,生物炭從大氣中去除大量溫室氣體的潛力被重新評估及重視。
農民種植作物會施用化肥或生物肥,並使用不同類型的機械來耕耘土壤,過程中產生溫室氣體生並釋放到大氣中。若農民能廣泛應用這項技術於農地上,將作物殘餘轉化為生物炭,可減輕溫室效應將有利於經濟土壤及、環境的永續性。
包含美國俄亥俄州立大學、印第安那大學、密西根州立大學及肯塔基大學等的研究團隊,回顧全球進行的200多項相關的田間研究,調查生物炭在農業的應用對一氧化二氮、甲烷和二氧化碳等吸熱氣體排放導致地球大氣暖化的影響。結果顯示土壤中生物炭的含量確實對當地的溫室氣體排放有不等的影響,在土壤環境中使用生物炭可使空氣中的一氧化二氮含量降低約18%,甲烷含量降低3%。生物炭似乎未能有效減少二氧化碳的排放,但若結合商業氮肥或其他有機材料(如糞便或堆肥)使用時確實有效。若能利用減少碳源和增強碳匯來實現農業生態系統的負排放,借由減少人類活動中的溫室氣體排放來實現減少地球的碳源。提高碳吸收的能力,運用生物炭增加長期土壤碳匯,將有機廢物轉化為生物炭,有助於創造淨零農業。
當農民將作物殘株留在田地時,分解過程中大約只有10%到20%的殘餘碳被回收到土壤中,但通過熱解法可將相同數量的殘渣轉化為生物炭,然後將其應用於田間,可以將大約50%的碳轉化成穩定的碳形式儲存。由於儲存在土壤中的生物炭碳可以持續幾百到數千年,可以實現負排放並防止地球平均溫度比工業化前的水準升高1.5˚C。
研究結果顯示,2011年至2020年間,全球溫室氣體排放量上升:CO2增加約5.6%,CH4增加4.2%,N2O增加2.7%,這些排放量農業佔16%。這樣的水平已經導致全球氣候系統發生不可逆的轉變,但藉由遏制農業和林業部門的排放,可能有望減緩未來的損害。
《產業發展中心 產業分析組金悅祖摘譯》
資料來源:https://www.eurekalert.org/news-releases/990085
https://acsess.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jeq2.20475