國際生物炭協會IBI：生物炭常見問題解答

　　什么是生物炭？

　　生物炭是指生物質在缺氧或低氧環(huán)境下經過熱化學轉化后的固體產物。在其他技術術語中，生物炭是指由有機材料（如木材、糞肥或葉子等生物質）在有限的氧氣（O2））供應以及相對較低的溫度（<700℃）條件下熱裂解后的產物。這個過程類似于木炭生產，這也許是人類發(fā)展最古老的工業(yè)技術。生物炭與一般木炭不同—-主要用作燃料—-其中一個主要應用是作為土壤改良劑，改善土壤條件以及減少溫室氣體排放量。

　　生物炭有何作用？

　　可持續(xù)發(fā)展的生物炭是一個有力簡單的工具，可以

　　應對全球變暖；

　　產生土壤增強劑，固碳，使土壤更加肥沃

　　減少農業(yè)廢棄物

　　生產清潔的可再生能源。在某些生物炭系統中，這四個目標都可以達到，而在其他的，至少能達到兩個以上。

　　生物炭是如何生產的？

　　碳化是指通過還原熱處理將原料轉化成生物炭的過程。其中受到時間、熱量和壓力等因素影響，而這些因素會因不同設備以及原料有差異。有兩個主要過程：熱解或氣化。在生產生物炭的過程中，也會產生氣體或油狀的能源產品。這些能源產品可用于其它用途，或者可以簡單燃燒，釋放熱量。此外，生產生物炭可以利用各種各樣的生物質原料。

　　如何判斷生物炭能提高作物產量？

　　目前有大量文獻資料量化描述了生物炭有利于提高農作物產量。過去幾年里，在熱帶地區(qū)對生物炭進行了田間試驗。大多數據顯示生物炭應用到土壤中，對土壤養(yǎng)分都產生了積極的影響。

　　在土壤中使用木炭已有上千年歷史。最知名的例子是巴西肥沃的“黑土”(Terra Preta)，日本也有在土壤中使用木炭。巴西和日本的傳統都顯示了生物炭對土壤有積極影響。

　　雖然生物炭對土壤和氣候的影響是肯定的，但是一些生物炭的生產也值得探討。目前正在努力多樣化地在土壤中利用生物炭，實現生物炭價值最大化。

　　生物炭如何幫助農民？

　　使用生物炭可以改善土壤肥力。單獨使用，或以一定比例與肥料等農用化學品組合添加到土壤中。當時，這些營養(yǎng)物質與生物炭組合使用時，可以減少其施用率。生物炭保存在土壤中，可以帶來多年的好處。當將有機殘留物轉化成生物炭時，通過捕獲在生物炭生產過程中釋放出的能量，農民也可以得到能量產量。在工業(yè)化國家和發(fā)展中國家，土壤流失和退化在以前所未有的速度出現，對土壤生態(tài)系統性能產生深遠的影響。在許多地區(qū)，土壤生產力的損失出現，盡管集約利用農藥，對土水資源產生不利影響。生物炭在擴大土壤可持續(xù)管理上發(fā)揮重要作用，可以通過改進現有的最佳管理實踐，不但提高土壤生產力還可以減少養(yǎng)分流失。

　　生物炭能否添加到堿性土壤？

　　大多數生物炭試驗都是在酸性土壤中進行，使用較高的pH值（例如6-10）生物炭。一項分別將生物炭加入酸性和堿性土壤的對比研究發(fā)現，在酸性土壤中加入更有益農作物生長，而在堿性土壤中加入效果不明顯。在另一項研究中，土壤中添加生物炭引起pH升高，當pH值大于6時，由于微量元素出現不足，對產量有不利的影響。所以往堿性土壤中加入任何有石灰含量的物質時，必須要謹慎。不過也有可能生產出適用于堿性土壤的生物炭。

　　生物炭在土壤中保存多久？

　　生物炭的特性取決于不同的原料以及生產方式。 生物炭一個統一特性，它在土壤中礦化的速度比其未碳化材料（原料）慢得多。大多數生物炭確實有一個小部分不穩(wěn)定（易分解）的碳，但通常更大部分是頑固的（穩(wěn)定）?？茖W家已經證明，這種穩(wěn)定部分平均停留時間（即生物炭將在土壤中持續(xù)的時間估計）從幾十年到幾千年不等。

　　為什么生物炭在土壤中的持久性很重要？

　　生物炭并入土壤中的持久性之所以至關重要原因是生物炭的環(huán)境效益：首先，它決定了在生物炭的碳元素封存在土壤中和對氣候變化的減緩的持續(xù)時間；其次，它決定了生物炭對土壤和水的質量效益的持續(xù)時間。

　　生物炭如何減緩氣候變化？

　　當前大量農林業(yè)廢棄物和其他生物質都是燒毀或置之不理，這些都會分解從而釋放二氧化碳（CO2）和甲烷（CH4）- 大氣中兩個主要的溫室氣體（GHGs）。當在全球范圍內通過將億噸生物質轉化為生物炭，有研究表明，生物炭有潛力可以降低大氣中的溫室氣體濃度，以減緩全球氣候變化（Woolf等人, 2010）。

　　生物炭產業(yè)成功與否依賴于碳市場？

　　生物炭可為農民帶來直接的效益，以及許多其他可量化的環(huán)境效益，其中包括減緩氣候變化。盡管正在努力建立機制，以量化和貨幣化生物炭對環(huán)境的積極效應——主要以碳抵消的形式——這只會增加對農民和其他利益相關者現有的財政獎勵。

　　生物炭的生產是可持續(xù)的嗎？

　　生物炭的生產和使用包括一個復雜的系統，它的可持續(xù)性涉及各種組件。在支持生物炭行業(yè)商業(yè)化發(fā)展的所有關鍵因素中，原料供應和可持續(xù)產量問題是目前最重要的，無論是從可持續(xù)發(fā)展還是金融和商業(yè)角度上看。這將要求用于生物炭生產的生物質來源的適當性，并能夠承受整個生命周期分析。生物炭生產應該利用廢物。當前大量的農業(yè)、市政和林業(yè)生物質燒毀或分解釋放出二氧化碳和甲烷到大氣中。這些包括農作物殘余物（如堅果殼、果核等），食品、林業(yè)廢棄物和動物糞便。用這些材料制作生物炭將意味著與其他土地用途沒有競爭。

　　生物炭是改善土壤和土壤固碳的工具。但是這項技術必須通過尊重原住民的土地權利和支持健康自然生態(tài)系統的方式來實現。

　　生產和使用生物炭的成本和收益是什么？

　　生產和使用生物炭帶來的好處包括，減少廢物，能源合作生產，提高土壤肥力和結構，減緩氣候變化。并非所有的這些好處都被計入當前的經濟體制下，但未來在碳約束的經濟下，減緩氣候變化效益可能被納入為經濟效益。生物炭的部分效益被生產成本抵消了，主要涉及原料運輸和加工。生物炭系統的盈利能力將受能源價格和減少溫室氣體排放影響。