什么是碳封存？

碳封存可以通过生物和地质过程以及人类工程技术自然实现。这两种方法都有助于去除大气中的 CO₂，并帮助减轻气候变化的影响。因此，随着各个国家或地区追求净零排放目标和企业寻求更加可持续的实践，人们对碳封存的兴趣可能会增加。

随着温室气体排放的增加，地球大气层的二氧化碳浓度达到了前所未有的水平，这主要是由于燃烧化石燃料和森林砍伐等人类活动造成的。污染物产生的 CO₂ 的增加会保存热量，导致全球变暖并且产生不良后果，包括海平面上升、极端天气事件和生态系统破坏。

政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 表示，必须立即采取措施限制全球变暖，将气温较工业化前水平的升高幅度控制在 1.5°C (34.7°F) 以内。¹ 碳封存可以在实现这一目标中发挥关键作用。捕获和储存 CO₂ 可以直接减少它在大气中的存在量，从而减缓全球变暖的速度，降低气候变化相关事件的严重性和频率。

除了减缓气候变化之外，碳封存还有其他优点。光合作用等自然碳封存过程在维持健康的生态系统方面发挥着至关重要的作用。通过促进碳汇（例如森林和湿地）的增长，碳封存工作还可以改善土壤健康、提高农业生产力并保护生物多样性。

碳封存方法通常分为以下四类：

在生物碳封存中，自然过程在生态系统中捕获和储存碳。例如，植物通过光合作用从大气中吸收 CO₂，并将其转化为有机物。森林、草地和湿地等自然区域是重要的碳汇，可以长期储存大量的碳。土壤可以自然地封存碳，但当农业活动扰乱和破坏土壤时，这种能力就会受到损害，从而释放保存的有机碳。

多种土地管理实践有助于生物碳封存。重新造林和植树造林可以显著提高碳储存能力。可持续农业也有助于碳封存，例如减少种植或免耕种植，以最大限度地减少对土壤碳的破坏，或将树木和灌木与农作物和牲畜结合起来的农林业。恢复沼泽和红树林等退化湿地，可以提高沉积物和生物质中的碳储存量。然而，这些生态系统也会排放甲烷。

海洋碳封存是指将二氧化碳储存在海洋中。人类产生的 CO₂ 约有四分之一被海洋自然吸收。

辅助海洋碳封存的主要策略有两种：

• 直接注入法是从排放源捕获 CO₂，并将其直接注入深海。海洋的高压和低温导致 CO₂ 溶解或形成固态结构，即水合物。
• 海洋肥沃化方法旨在通过向海洋表面添加营养物质（通常是铁）来增强海洋的自然吸收能力。这种方法刺激微观植物和微生物的生长，它们通过光合作用吸收大气中的 CO₂。当它们死亡时，它们会沉到海底，带走吸收的碳。但是，这种方法仍处于实验阶段，对海洋生态系统的长期影响尚不完全清楚。

地质碳封存捕获 CO₂ 并将其注入地下深层多孔岩层，进行长期封存，即封存数千年。对 CO₂ 进行压缩，通过管道输送并储存在枯竭的石油和天然气储层、无法使用的煤层或深层含盐含水层等地点。注入深度至少为 800 米，高压和高温条件确保在地质构造的天然孔隙空间中进行有效储存。

技术碳封存是一系列人类设计的方法，旨在从大型点源或直接从大气中捕获和储存二氧化碳。这些技术旨在消除碳循环中的碳排放并防止它们释放到大气中。

最著名的碳封存技术方法是碳捕获和储存 (CCS)。它包括捕获来自发电厂、工厂和工业设施等主要贡献者的 CO₂ 排放。对捕获的 CO₂ 进行压缩并将其运输（通常通过管道）到合适的地质储存地点。地质碳封存是该过程的一部分，但 CCS 是一个更广泛的术语，涵盖捕获、运输和储存碳的整个过程。

其他技术方法包括：

• 直接空气捕获 (DAC) 直接从环境空气中提取 CO₂，从而提供一种消除大气中已有历史排放的方法。
• 碳捕获和储存生物能源 (BECCS)，其中包括燃烧生物质（植物或农业元素）以产生能量，然后捕获并储存由此产生的 CO₂ 排放。这种方法有可能实现“负排放”，因为生物质在生长过程中吸收的 CO₂ 会从大气中排出并储存起来。
• 矿物碳化，是一种通过与金属氧化物或硅酸盐反应，将 CO₂ 转化为稳定的碳酸盐矿物（如石灰石）的方法。这种转化可以防止它们影响大气层。

虽然“碳储存”和“碳封存”这两个术语有时可以互换使用，但两者之间存在关键区别。

碳储存是碳保持在系统内的静态状态，称为碳池或碳库。它指示特定时间点的碳含量。

碳封存是捕获大气中的二氧化碳并将其转移到长期储存库中的主动过程。这是一种去除大气中 CO₂ 的动态行为。

虽然碳封存为减少导致气候变化的二氧化碳量提供一种很有前景的方法，但它也会带来一些挑战和限制：

尽管存在这些挑战，但技术和政策的进步有望使碳封存成为应对气候变化的关键工具。

碳封存预计将在应对气候变化方面发挥越来越重要的作用。一项研究发现，各种 CCS 方法每年至少可封存 5.5 亿吨二氧化碳，相当于减少超过 10 亿辆乘用车在道路上行驶。²

随着各个国家或地区以及各公司制定雄心勃勃的减排目标，对有效碳封存解决方案的需求与日俱增。预计 DAC 和 BECCS 等领域的持续研究和开发将在未来几年扩大碳封存的范围和影响。此外，通过植树造林、改善土地管理和湿地恢复来加强自然碳汇的做法也越来越受到关注。

政府还在实施碳定价机制、税收抵免和其他激励措施，以鼓励在国内以及通过跨境合伙关系和合作对碳封存项目进行投资。例如，在美国，捕获和储存 CO₂ 的公司每封存一公吨二氧化碳就有资格获得税收抵免。³