在应对全球气候变化的诸多技术路径中，碳移除(Carbon Dioxide Removal, CDR)正逐渐从边缘走向中心。Howard Herzog和Niall MacDell在他们的新书《碳移除》中，系统梳理了这一领域的发展历程、技术原理与实施挑战，为我们提供了全面了解这一关键气候技术的窗口。
碳移除：从边缘到中心的气候解决方案
传统应对气候变化的方法主要集中在减少温室气体排放，即"减排"策略。然而，随着气候变化影响日益加剧，科学家和政策制定者开始认识到，仅靠减排可能无法实现《巴黎协定》设定的温控目标。在此背景下，碳移除技术——即从大气中移除已存在的二氧化碳——获得了越来越多的关注。
Herzog和MacDell在书中明确指出，碳移除并非要替代减排努力，而是作为一种补充手段，共同应对气候变化挑战。这一观点具有重要的政策意义：它意味着我们需要同时推进"减排"和"移除"两条技术路径，而非将两者对立起来。
碳循环的自然机制与人为干预
要理解碳移除技术，首先需要了解碳在大自然中的循环过程。书中详细解释了二氧化碳如何在地球系统——大气、海洋、陆地生物圈和岩石圈——中自然流动。人类活动，特别是化石燃料燃烧，打破了这一自然平衡，导致大气中二氧化碳浓度持续上升。
碳移除技术本质上是对这一自然循环的人工干预，旨在加速或增强碳从大气中移除的过程。这些干预可以分为两大类：基于工程的解决方案和基于自然的解决方案。
基于工程的碳移除技术
基于工程的碳移除技术主要包括直接空气捕获(Direct Air Capture, DAC)和生物能源碳捕获与封存(Bioenergy with Carbon Capture and Storage, BECCS)等。
直接空气捕获(DAC)
直接空气捕获技术通过大型化学装置直接从大气中提取二氧化碳。这些装置通常使用特殊设计的吸附剂或溶剂，选择性地与二氧化碳分子结合，然后在特定条件下释放高纯度二氧化碳以便封存或利用。
DAC技术的优势在于其不受地理位置限制，理论上可以在任何部署；同时，它能够直接减少大气中的碳浓度，效果立竿见影。然而，其高昂的能源需求和成本是目前面临的主要挑战。书中指出，当前DAC技术的成本仍然远高于大多数自然解决方案，但随着技术进步和规模扩大，这一差距有望缩小。
生物能源碳捕获与封存(BECCS)
BECCS结合了生物能源生产和碳捕获技术。首先，植物通过光合作用吸收大气中的二氧化碳；然后，这些生物质被转化为能源(如电力、液体燃料等)；在此过程中捕获产生的二氧化碳，并将其永久封存于地下。
BECCS的独特之处在于它不仅能移除碳，还能提供能源，实现了"负排放"。然而，这一技术也面临土地竞争、水资源需求以及碳封存永久性等挑战。
基于自然的碳移除解决方案
基于自然的解决方案主要利用生态系统自身的碳吸收能力，包括植树造林、土壤碳管理、海洋肥沃化等。
植树造林与再造林
植树造林是最直观的碳移除方法之一。树木通过光合作用吸收大气中的二氧化碳，将其转化为生物质并储存。书中强调，植树不仅能够移除碳，还能提供生物多样性保护、水土保持等多种协同效益。
然而，森林碳移除也面临"永久性"挑战——火灾、病虫害或土地利用变化可能导致储存的碳重新释放到大气中。此外，植树造林的土地竞争问题也不容忽视，特别是在人口密集或农业用地紧张的地区。
土壤碳管理
土壤是地球上最大的陆地碳库之一。通过改进农业实践，如免耕种植、轮作、覆盖作物等，可以增加土壤有机质含量，从而增强土壤的碳储存能力。
土壤碳管理的优势在于其与粮食生产系统兼容，可以在不牺牲粮食安全的前提下增强碳移除。然而，土壤碳的测量和监测相对复杂，且其长期稳定性仍有待验证。
海洋碳移除
海洋已经吸收了人类活动产生的大量二氧化碳，其碳储存潜力巨大。基于海洋的碳移除方案包括海洋肥沃化(添加铁等营养盐促进浮游植物生长)、增强海洋碱化(加速海洋吸收二氧化碳的能力)等。
这些方法虽然理论上具有巨大潜力，但书中也强调了其生态风险和治理挑战。海洋生态系统复杂而脆弱，大规模干预可能带来不可预见的后果。此外，海洋碳移除涉及复杂的国际治理问题，需要建立有效的监管框架。
碳移除技术的多维评估框架
Herzog和MacDell在书中提出了一个全面的评估框架，用于比较不同碳移除技术的"质量"。这一框架包括五个关键维度：碳会计、永久性、成本、额外性和许可与治理。
碳会计：如何准确测量碳移除量
碳会计是碳移除项目面临的首要挑战。正如Herzog所指出的："如果你花钱从大气中移除二氧化碳，你希望为此获得回报。"然而，准确测量实际移除的碳量并非易事。
大气中的二氧化碳浓度不断变化，自然过程也在不断吸收和释放碳，这使得人为碳移除的测量变得复杂。此外，如果碳移除过程本身涉及碳排放(如能源消耗)，必须从声称的移除量中扣除这些排放。
另一个关键问题是时间因素。DAC设备能够立即移除并测量二氧化碳，而植树等自然解决方案则需要数十年才能实现其碳移除潜力。如何比较这两种不同时间尺度的碳移除效果，目前仍无共识。
永久性：碳移除效果的持久性
不同碳移除技术将碳从大气中移除的时间长度各不相同。这一"永久性"问题对于基于自然的解决方案尤为重要。火灾、病虫害或土地利用变化可能将储存的碳重新释放到大气中。
书中强调，永久性是碳移除技术评估中最复杂的问题之一。对于工程解决方案，如DAC结合地质封存，碳可以被视为永久移除；而对于自然解决方案，则需要建立更复杂的监测和保险机制，以确保碳的长期储存。
成本：经济可行性的关键考量
成本是评估碳移除技术可行性的关键因素。目前，DAC技术的成本远高于植树造林等自然解决方案。然而，DAC能够立即移除可测量的二氧化碳量，而植树则需要长期等待才能实现类似效果。
书中探讨了如何为这种时间-成本权衡进行货币化估值。随着技术进步和规模经济，预计各种碳移除技术的成本都将下降，但不同技术之间的相对成本差距可能仍然存在。
额外性：碳移除的真实贡献
额外性问题是碳移除项目面临的另一个挑战。Herzog提出了一个关键问题："你正在实施这个项目，但你所做的事情无论如何都会发生吗？你的努力是否超出常规业务范围？"
这一问题在涉及树木、土壤等基于自然的解决方案中尤为突出。例如，如果某地区原本就有植树计划，那么额外的植树项目是否真的增加了净碳移除？回答这个问题需要建立严格的基线情景和监测机制。
许可与治理：实施的法律与政策框架
许可和治理问题对于某些碳移除技术尤为重要，特别是涉及海洋干预的方法。此外，Herzog指出，一些碳捕获与封存(CCS)项目也可能实现碳移除，但在建设管道和其他必要基础设施方面可能面临许可困难。
书中强调，有效的治理框架对于确保碳移除项目的环境完整性、社会公平性和经济可行性至关重要。这包括建立透明的监测报告验证(MRV)系统、制定适当的碳会计规则以及确保利益相关方的有效参与。
碳移除技术的现状与未来展望
Herzog和MacDell在书中明确指出，目前没有任何一种碳移除策略在所有评估维度上都明显优于其他方案。然而，他们也强调碳移除在实现气候变化目标方面具有巨大潜力。
技术多元化的重要性
鉴于各种碳移除技术各有优劣，书中建议采取多元化策略，结合不同技术的优势。例如，可以利用工程解决方案提供可验证的立即碳移除，同时投资于基于自然的解决方案以实现长期碳储存和多重生态效益。
从概念到规模化部署的挑战
书中强调，要将碳移除从今天的概念转化为规模化部署，仍需克服诸多挑战。这包括降低技术成本、提高效率、确保碳移除的永久性和可验证性，以及建立适当的政策框架和经济激励机制。
政策与市场的协同作用
有效的政策支持对于碳移除技术的发展至关重要。这包括碳定价、碳抵消机制、研发资助以及监管框架等。同时，市场机制也可以发挥重要作用，通过创造对负排放产品的需求来推动技术创新和规模化。
碳移除的伦理与社会考量
除了技术和经济因素外，碳移还涉及复杂的伦理和社会问题。书中探讨了这些议题，包括碳移除的责任分配、代际公平、以及碳移除可能分散对减排注意力的风险等。
责任与公平
碳移 raises questions about who should bear the responsibility for removing carbon from the atmosphere.是发达国家应该为其历史排放负责，还是应该由当前排放量高的国家承担主要责任？书中认为，碳移除的责任分配应考虑历史排放、当前能力和发展需求等多重因素。
代际公平
碳移除技术的长期影响也涉及代际公平问题。当前实施的碳移除项目将影响未来世代的气候环境。书中强调，决策过程应充分考虑未来世代的权益和需求。
"道德风险"与减排优先
一个常见的担忧是，碳移除的存在可能创造"道德风险
