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地球工程能解决暖化吗?学者:全都不可行

  英文原文:The Best Ideas to Fight Pollution May Be Too Risky

  面临全球暖化的重大危机,主流的呼吁是要减少碳排放,但也有人提出可诉诸更积极的作法,用大规模的所谓地球工程来快速减少二氧化碳,信奉者包括维珍集团(Virgin Group)的理察布兰森(Richard Branson),他曾于 2007 年时悬赏 2,500 万美元给开发出可在 1 年内移除 10 亿吨二氧化碳的公司,但至今尚未有人领赏。目前,诸多地球工程想法大多被束诸高阁,而现在它们能实际执行的机率可能又要更低了,因为东英格兰大学的学者菲尔威廉森(Phil Williamson)发布论文检视了许多地球工程,结论是它们大多不可行。

  菲尔威廉森表示,人类的确可能可用许多奇怪的方式来冷却世界,许多看起来也在技术上可行,但是这些概念是否真能在大规模应用时实用,那是另外一回事,而会造成什么副作用,又是另一个问题。菲尔威廉森审视目前提出的几十种地球工程想法,其中没有一个是切实可行的,在此先列出其中的 6 个项目。

  1. 将藻类与海藻所需的养分洒入大海

  海洋是地球吸收二氧化碳的重要地带,许多藻类在海中行光合作用吸收了不少二氧化碳,不过藻类生长需要一些诸如铁质等养分,只有在海流扰动卷起养分处,藻类才能大量繁殖,于是有人想到,是否可以在海中人为的“施肥”,这样藻类生长的领域就会大增,而能吸收更多二氧化碳。

  这个想法虽然看似可行,但藻类会成为食物链的一部分,养出更多呼出二氧化碳的动物,或是最终死亡会腐败分解又成为二氧化碳,结果只是徒劳一场。

  不过,近来有其他研究发现,浮游藻类有不少死亡后会沉降到海底,如此一来等于把碳锁在海底,这样的话就有可能有比较确实的减碳作用。但即使如此,胡乱给藻类施肥,非常可能造成海洋生态大乱,风险太大。

  1. 以矽酸钙盐矿石来大量吸收二氧化碳

  当二氧化碳溶在雨水中,成为碳酸,落在矽酸钙盐矿石上头时,会发生化学反应,侵蚀岩石,溶解为钙离子、碳酸氢根离子及二氧化矽,流入大海中后,由各种生物用以制成碳酸钙与蛋白石(二氧化矽水合物)的壳或骨架,这是地球二氧化碳循环的一个重要环节。

  有人想到,不妨遍地洒满矽酸钙盐矿石,就能吸收掉很多二氧化碳啦!很不幸的是,纯粹的数学问题阻碍了这个点子,因为要降低大气 12% 的二氧化碳,就得需要本地球一半以上的面积、每平方公尺洒上 5 公斤重的岩石,要开采这么多岩石,所需要的费用超过全球煤炭产业,高达 600 兆美元,更别说开采过程中会产生多少二氧化碳了,所以根本不可行。

  1. 以木炭入田的方式储存碳,改善土壤一举两得

  许多园艺家或农民将木炭混到土壤之中,以改良土壤让植物长得更好,这启发了一个地球工程的主意,因为木炭埋在土中等于把许多碳存在土里,解决了碳捕捉之后不晓得要扔哪的问题,于是有人提出可以大量制造木炭用来改善土壤,同时让农地成为储存碳的场所。

  木炭可改良土壤的原因,其中之一是含磷、钾、钙、硼等元素,此外木炭表面有无数的洞孔,本身又是无机物不会吸引分解有机物的细菌,能成为根瘤菌等固氮菌的良好居所,为植物提供养分,多孔洞也能吸住农药与肥料,不易被雨水冲走,还能缓缓释放达成浓度平衡,木炭的吸湿特性,则能吸水保持土壤水分,而木炭也能吸走土壤中有害的重金属等。有这些诸多优点,因此木炭有时又称为炭肥。

  但是木炭储碳还是不可行,因为木炭入田还有一个主要作用,就是黑色木炭可吸收太阳能,为土壤加温,但这也同时跟想要减少暖化的目标背道而驰。如果木炭入田用来做为地球工程,占地之广,整片黑压压田地吸收的热量恐怕相当可观,结果恐怕事与愿违。

  1. 植树造林

  这是个很直观的想法,种更多树不就能减碳吗?那么就到处种树,当树木成长,等于把碳存在树身,不是很简单的道理吗?

  不过事情不是这么简单,若要以地球工程的规模进行,在原本没有树木的地区大量植树,那会造成生态巨变,也会改变土壤与水的平衡,更可能影响云的生成,经过模拟研究的结果,最后造成的暖化效应还更多。

  1. 使用生质燃料加上碳捕捉与碳储存技术

  农作物每天都行光合作用吸收不少二氧化碳,如果把作物做成生质燃料,燃烧的时候再以碳捕捉技术将二氧化碳收集起来,然后找个地方封存,不就能从大气中移除许多二氧化碳了吗?

  这个想法虽然理论完整,但是生质燃料成本高,碳捕捉、碳储存也是高成本,在经济上很难接受;此外,若要有显著影响,至少要有半个美国大的农地用来种植生质燃料作物,这在经济上显然不允许,更会排挤到粮食生产,更糟糕的是,种植作物使用肥料本身有可能增加温室气体。

  1. 二氧化碳吸收机

  生质燃料的想法太过复杂了,那么改用机器直接从大气中吸收二氧化碳如何?许多计划者以能吸收二氧化碳的化学物质为基础,设计大型吸收二氧化碳的机器设备,你一定马上联想到这种化学吸收法听起来跟前述矽酸钙盐矿石的想法雷同,的确,而且成本也跟矽酸钙盐矿石的想法雷同,也就是贵到不可行。

  菲尔威廉森在论文中的结论是,地球工程若要能产生实际影响,必须要可实行、具成本效益,且能为社会所接受,但是目前的所有地球工程想法,都没办法具备上述三要素,有的办法顶多满足其中两点,所以至少以目前来说,地球工程还仅是纸上谈兵了。

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