中国于今年9月22日在第七十五届联合国大会一般性辩论上提出2060年前实现碳中和的目标，获得国际广泛关注和好评。所谓碳中和并不是不排放CO2，而是应用负排放技术（Negative Emission Technologies，NETs）抵消CO2正排放。生物质能碳捕集和封存（Bioenergy Carbon Capture and Storage，BECCS）是一种重要的负排放技术，然而，BECCS的减排潜力到底有多少呢？生物质能可以用来发电，也可以转化为液体燃料，究竟哪种方式减排潜力更大呢？Hanssen等人最近在Nature Climate Change上发文《The climate change mitigation potential of bioenergy with carbon capture and storage》讨论BECCS的减排潜力。

The climate change mitigation potential of bioenergy with carbon capture and storage​www.nature.com

该研究对全球基于木质素作物的生物质能碳捕集与封存技术进行了全生命周期的温室气体排放评估，结果表明BECCS的减排量取决于作物生长地点、对原生植被的处理方式、终端能源利用方式以及评估周期。该研究还表明，IPCC1.5度特别报告中BECCS捕获CO2的路径是理论上可行的，但是考虑到BECCS需要大量的土地资源，作者建议对BECCS进行有限且尽早的布署。

如果利用基于木质素作物的生物质进行发电，按照90%的碳捕集率，在30年的评估期中，全球每年能够提供28 EJ的电力（相当于当今全球发电量的32%），捕获2.5 GtCO2；在80年的评估期中，生物质发电每年能够提供220 EJ电，捕获40 GtCO2（图1）。如果排放因子大于0，BECCS发电并不能产生负排放，但如果替换了高排放的发电技术，则可减少温室气体排放。如果在废弃土地上种植生物质，BECCS发电技术的排放因子则会很低；在亚热带或者暖温带地区，作物生长快，排放因子也会较低；评估期更长，会使土地利用变化（Land Use Change）产生的正排放分摊到更长的时候，排放因子也会更低。

图1 全球BECCS发电的排放-供给曲线和排放因子地图。（a）30年评估期的BECCS发电排放-供给曲线（黑线），不同颜色面积代表不同原生土地覆被（不包括农业用地），阴影柱表示替代发电技术的排放因子。（b）30年评估期的BECCS发电排放因子地图。（c）和（d）分别为80年评估期排放-供给曲线和排放因子地图。

如果BECCS用来做液体燃料，能提供的负排放很小，如图2所示。其中木质素合成柴油的排放潜力高于木质素乙醇和蔗糖乙醇。30年评估期中，排放因子低于化石柴油的所有生物质合成柴油能替代当前全球每年60 EJ的柴油消费，每年能减少5.5 GtCO2当量的温室气体排放。80年评估期中，能提供负排放的木质素合成柴油每年能提供282 EJ燃油，但能提供的负排放仅为4.8 GtCO2，低于BECCS发电负排放的1/8。注意BECCS发电、费托合成柴油和乙醇潜力不能相加，因为对应生物质种植地点存在重复。

图2 全球BECCS液体燃料的排放-供给曲线。30年评估期的木质素合成柴油（a）、木质素乙醇（b）和蔗糖乙醇（c）排放-供给曲线。80年评估期的木质素合成柴油（d）、木质素乙醇（e）和蔗糖乙醇（f）排放-供给曲线。橙色和蓝色竖线分别表示化石柴油（94 kgCO2/GJfuel）和汽油（92 kgCO2/GJfuel）的排放因子。

对原生土地上的作物是燃烧、用作生物能源还是用于造纸等其他部门也会影响BECCS技术的排放；作物生长速率、电能转化效率等也会影响BECCS的负排放量。在该研究的估算中，到2100年，BECCS作物需要0.8—2.4 Gha土地，占地球总土地表面积的5.1％—16％，其中53％—72％目前为是天然森林和草原。

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