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海洋:不可忽视的气候拯救力量

27.11.2017
保罗•赫乐图斯
 
海洋不仅有着超乎想象的发电潜力,还可以大量吸收二氧化碳。激活“蓝碳”空间已成为这个时代最紧迫的任务之一,保罗·赫乐图斯写道。
 
印度尼西亚洪水中顽强生长的红杉树幼苗。图片来源:Sigit Deni Sasmito/CIFOR
 
今年,美国南部、加勒比海以及其他一些地区都遭遇了破坏性极强的极端天气事件。在提供人道主义援助和灾后重建的同时,更为关键的是积极利用创新方法减少二氧化碳排放,从而在长远角度降低产生这些灾害的风险因子。
 
太阳能发电和储能技术的创新正在稳步推进,并将成为解决上述问题的重要手段之一。但是,在目前有关气候变化的辩论中,人们对于海洋现状以及应用中的海洋技术却关注甚少。
 
海洋占地球表面积的71%,是一个相互连通的全球性生态系统,与地球气候系统相互影响、密不可分。例如,海洋浮游生物释放的氧气占地球总量的一半以上,人类活动产生的二氧化碳有25%被海水所吸收,每年排放到大气中的90%的多余热量也由海洋所吸收。
 
我们可以、也必须扩大当前视野,在海洋中寻找气候变化的各种解决方案,特别是具有提供低碳能源以及封存大气中碳的巨大潜力。
 
海上风力发电正显现出它终将大规模改变电力行业碳足迹的潜力。与陆上风电相比,海上风电的风力更强、更加平缓和稳定,发电潜力更大。全球来看,截至2016年年底,全球已经有111个海上风电项目投入运营,装机容量接近1300万千瓦。预计2017年全球新增海上风电装机容量将超过2015年400万千瓦的纪录。
 
欧洲发展海上风电已逾20年,装机容量从2010年的不到300万千瓦增长到2016年的累积超过1170万千瓦。此外,美国和亚洲等新市场的表现也十分强劲。
 
欧盟的目标是到2020年和2030年将海上风电容量分别提升至4000万千瓦和1.5亿千瓦。显然,加大投资、推动全球海上风电产业快速大规模发展是全球海洋工作的重要任务之一。
 
目光转到海面以下,全球的海浪、洋流、潮汐、温度梯度等估计每年的发电潜力高达2万太瓦时——超过目前全球发电总容量。
 
很多设备正在测试当中,但从工程角度来说,如何在严酷的海洋环境中使它们长期保持正常工作状态是一大挑战。中短期来看,潮汐能和波浪能是最有可能将做出最大贡献的海上发电技术。东北大西洋地区是发展海洋能潜力和需求最大的地区,欧洲拥有全球最多的开发机构(全球52%的潮汐能开发机构和60%的波浪能开发机构都在欧洲)。海洋能源是远期低碳能源组合中的重要一环,但要让这些能源真正为人所用,则还有很多工作要做。
 
大气二氧化碳浓度一直在不断增长。《巴黎协定》要求通过利用负排放技术(NET)去除大气中的二氧化碳,并用安全并且环保的方法封存起来,以确保二氧化碳水平不超过地球安全承载极限。
 
虽然人们对于那些有潜力的陆上NET技术给予了很大关注,但有证据显示,海洋在全球碳循环和存储中发挥着最主要的作用,这意味着我们必须认真审视基于海洋的负排放技术,将全球海洋广大的立体空间作为我们捕捉二氧化碳、刻不容缓地填补碳减排差距的强有力的机遇。
 
海洋及其生态系统已经可以捕集将近四分之一的由人类活动所产生的二氧化碳。这些碳中的一部分通过光合作用被有机物捕捉后存储于海底沉积物当中。搞清如何保持并增强海洋从大气中吸收碳的能力是气候变化科学和政策最为迫切的挑战之一。
 
在近海区域,健康的红树林、潮汐湿地以及海草草甸可以发挥重要作用,将大气二氧化碳封存,即变成“蓝碳”。这些生态系统还是能够帮助海岸生物抵御极端天气事件的重要栖息地,是一个能够为我们带来双赢的重要机遇。
 
然而,每年全球有大约1.5%的蓝碳生态系统遭到破坏,这意味着其所能提供的服务也随之丧失。不仅如此,生态系统的破坏使得本已隔离起来的碳突然又被释放出来,这些蓝碳生态系统进而成为了温室气体一大排放源。维持和恢复蓝碳生态系统是应对气候变化的一项简单而行之有效的方法,是获得碳抵消信用,并同时投资于碳封存和海岸生态系统恢复能力的良机。
 
人们也正在探索化学和生物形式的海洋负排放技术,如改变海洋酸碱度(在海水中加入重碳酸盐);(向海床以及水柱体中)直接注入二氧化碳;种植海藻用于深海沉积;以及调整海洋初级生产力(例如人工上涌、增加氮和/或磷等宏量营养素、添加铁和硅等微量元素、增强透光度、促进固氮蓝藻生长等)。
 
我们需要快速并谨慎地采取行动评估海洋负排放技术,例如确定潜在海洋负排放技术的状态和影响;识别研究缺口以及未知问题;评估实施成本;研究法律框架;探索未来可同时捕捉二氧化碳、生产食物、发电以及其他海洋功用的多功能海洋负排放技术站点的概念设计等。
 
世界海洋委员会(WOC)正召集科学、政策、商业以及其他领域的力量,增强研究人员、私人企业以及公共部门之间的协调交流,帮助世界推动海洋低碳能源的发展,以及蓝碳和海洋负排放技术解决方案的开发。
 
 
英文原文首发于The Chronicle Herald网站
 
​翻译:子明
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