利用海洋的除碳潜力

为了满足极限温度上升1.5摄氏度2.7华氏度）的巴黎协定的目标，温室气体排放必须在本世纪中叶达到净零。实现这一目标，不仅需要减少现有的排放，而且还除去二氧化碳已经在空气中。

多少碳从大气中清除，将取决于在未来几年的排放量，但估计部位绕着10十亿-20十亿吨二氧化碳的₂每年通过2100年，全球范围内。这是一个巨大的数额，考虑到美国发射5.4十亿吨的CO的₂在2018年。

随着人们对气候行动变得更为迫切，海洋受到关注的该溶液的电位部。方法，如投资于离岸能源生产，保护沿海生态系统，提高可持续基于海洋的蛋白质提供了机会，以减少排放量。

除了这些机会，一系列基于海洋的碳清除接近可以帮助吨碳的捕获和存储数十亿美元。

重要的是，这些方法不会增加海洋酸化。海洋吸音减震不到三分之一人为CO的₂排放量，这是有利于在海洋酸化的上涨，使得它更难对于生物，如牡蛎和珊瑚打造炮弹。

海洋吸收了刚下的人为二氧化碳排放量的三分之一，有利于在海洋酸化的上升。

提高海洋的容量来存储的碳还可以提供协同效益，如增加生物多样性和降低酸化有几个选项。然而，许多方法仍然围绕潜在的生态影响，治理和其他风险的不确定性，由于争议。

如果研究工作提高到改善这些地区的了解，相结合的办法可以帮助解决全球气候危机。

海洋为基础的方法来去除CO₂从大气

包括生物，化学和电化学的概念 - - 增加海洋的去除和储存二氧化碳的能力提出的方法有所不同的技术成熟度，持久性，公众接受度和风险。

注：此图代表了一般类型的提出的方法，但未必反映每一个提案。

1.生物学方法

生物学方法，光合作用的功率捕获该杠杆CO₂，提供除碳的几个方法。

• 生态系统恢复

恢复沿海蓝色碳生态系统包括盐沼，红树林和海草，可以增加存储在海岸沉积物的碳量。从全球来看，沿海蓝色碳生态系统恢复的除碳潜力约为几亿吨的CO₂每年，到2050年，相比需求是比较小的。然而，充足的共同利益 - 如减少海岸侵蚀和洪水，提高水质支持生计和旅游 - 使它值得追求的。

恢复沿海蓝色碳生态系统，包括盐沼像这样，可以帮助除了其他好处恢复储存碳。照片由布雷松史密斯/ Unsplash

• 大型海藻养殖

另一种建议的方法是大型海藻养殖的，如通过光合作用捕获海藻碳。虽然有证据野生海藻已经有助于除碳，有潜力，培养和使用的收获海藻中的一系列产品，包括食品（人类和动物），燃料和肥料。

从这些应用程序除碳潜力的充分程度是不确定的，因为许多产品的消费会在海藻内返回碳环境。然而，这些应用程序可以相对于传统生产工艺降低发光强度。海藻养殖还可以提供经济回报可能支持短期行业增长。

一个有趣的应用程序被添加某些海藻喂养反刍家畜，这显著可以减少他们的甲烷排放量。甲烷具有特别高的气候变暖潜能，以及反刍动物甲烷排放量大约贡献120 MtCO1e每年在美国。

新兴研究表明，某些类型的红海藻可以通过50％以上，减少反刍动物排放，但更多的研究是必要的，以显示一致的长期削减和理解大面积种植的努力是否成功。

除了减少排放量，海藻养殖也可减少海洋酸化。在一些地方，这个应用程序已经在使用贝类养殖减少酸化，提高贝类的生长。

了解潜在的生态系统风险对于实施大规模这种方法的关键。潜在的风险包括改变水的运动模式;改变为光，营养物和氧的可用性;改变的pH水平;从人造结构影响用于生长;与单一种植栽培，这可能会影响现有的海洋动植物的影响。

继续小规模的试点测试有必要了解这些生态系统的影响和带来下来种植，采摘和运输成本。

• 铁施肥

一个比较有争议的和分裂的想法是铁施肥，其涉及添加铁的微量到海洋的某些部分，刺激浮游植物的生长。浮游植物就会把大气中的二氧化碳₂随着他们的成长，有部分有望最终沉入海底，造成了海洋沉积物碳的永久存储大约有十几个实验表明碳封存功效的不同水平，但该方法由于其成本低仍然引人注目一些。

虽然铁施肥理论上可以储存大量碳的成本相对较低，但它也可能造成显著的负面生态影响，如有毒赤潮可以减少氧含量，遮挡阳光和危害海洋生物。此外，研究人员正在犹豫去追求这种方法由于充满历史，包括一个实验潜在违反了国际法。

铁施肥，包括添加微量铁对海洋的某些部分，刺激浮游植物的生长。

由于成本相对较低，也有一个演员的进行大规模施肥的风险，并可能导致大规模的生态破坏。

由于这种方法仍然是有争议的，关键的第一步是创建一个明确的国际治理结构，继续进行研究。铁施肥继续面临有关，如果实行，将需要在海上测试，以解决其疗效和生态系统的影响的科学不确定性。

2.化学方法

化学方法，即碱度提高，涉及将不同矿种向海洋要与溶解二氧化碳反应，把它变成溶于碳酸氢盐。作为溶解的二氧化碳转化为溶解的碳酸氢盐，溶解的CO浓度₂降低相对于空气，使海洋吸收更多的CO₂从海洋 - 空气界面处的空气。

虽然矿产资源丰富，访问它们将需要显著的能量提取物，碾碎和运输。虽然碱性增强是在小规模的使用，以改善钙化生物，如牡蛎等贝壳类水的质量，大规模应用需要试点测试来了解生态系统的影响。进一步的研究也将有助于绘制碱度的方便和合适的来源，并确定如何最有效地应用它。

3.电化学方法

的电化学概念少数也储存碳溶解碳酸氢盐。不像化学方法，电化学方法通过海水运行电流这么做。

电化学的变化也可能接近生产有价值氢或浓缩CO₂用于工业用途或储存。扩大这种方法将取决于在合适的位置低碳能量源的可用性。进一步的研究将有助于映射这样的来源和分析潜在的好处，如制氢。

治理和基于海洋的碳清除社会因素

确保适当的治理框架 - 国家和国际 - 基于海洋的碳清除的方法将是一个重要的先决条件之前，许多人准备的规模。为远洋国际法律框架，如联合国公约海洋法和伦敦公约和议定书，早海洋二氧化碳脱除的概念。

其结果是，这些框架被追溯适用于这些方法，导致了不同的解释，并在某些情况下，缺乏明确的。

一些法律学者建议修订现有法律文书，更直接地管理海洋碳脱除，包括碳去除新的国际协议进行的谈判或全部转移到治理另一个国际机构。强大的环保措施，包括透明的监测和报告，也必须到位。

最后，海洋碳去除方法不应该在没有首先考虑对当地社区和土著居民的影响前进。潜在的试点测试和影响的沿海社区的社区接受也必须是一个先决条件，以规模化推进。

气候行动必须包括海洋

作为世界上寻求有效的工具气候行动工具箱，采用在陆地上接近和海上将防止过度依赖任何一种方法，传播除碳负担过大的系统。

然而，任何大规模应用之前，基于海洋的碳去除方法需要继续研究，以更好地了解他们的效益，成本，容量和配套的影响。这样的研究将确保从追求这些概念很强的科学基础，同时尽量减少对海洋生态系统的意外影响。

如果将其理解和有效地制定和实施，基于海洋的碳去除的方法可以证明达到净零和避免气候变化的最坏影响是有价值的。