导读
由广东工业大学与南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）共建的滨海与深海生态环境研究中心团队在Renewable and Sustainable Energy Reviews上发表了标题为“Carbon sequestration via shellfish farming: A potential negative emissions technology”的研究论文，研究中论证了双壳贝类（以下简称贝类）养殖是一种潜在有效固碳和减排途径。
图1 贝类养殖固碳示意图
工业革命以来，人类活动排放大量CO2，引发气候变暖等一系列环境问题，对人类社会可持续发展造成威胁。为有效减缓全球变暖，2015年联合国气候变化框架公约会议（UNFCCC）上提出将本世纪全球变暖控制在1.5℃以内。为实现这一目标，除切实减少工业和农业排放外，本世纪还需要从大气中去除约600 Gt的CO2并安全储存。
现有的主流负排放技术（NETs）包括植树造林、海洋铁肥计划、生物能源与碳捕集与封存（BECS）和直接空气捕获（DAC）等。然而，这些负排放技术的推广应用仍存在很大的不确定性，技术成熟水平、资源和经济的成本、碳封存的安全性、技术的生态友好性或环境可持续性等是主要制约因素。比如，基于陆地的NET技术，如退耕还林、BECCS、生境恢复等，虽然在理论上有较大的固碳潜力，但实际推广中需要占用大量耕地资源，与粮食安全生产冲突，因此其大规模推广具有较大挑战性,而基于海洋资源的贝类养殖是一种潜在的有效固碳途径。
01 贝类养殖的碳汇属性
本研究首先核算了常见养殖贝类生命周期的碳收支，并基于此证明贝类养殖是一种高效的碳汇，其固碳效率高于盐沼、红树林、海草等常见的蓝碳系统。研究通过将贝类养殖的固碳功能与BECCS对比，证明了贝类养殖的固碳机理。在BECCS中，CO2首先被植物捕获，然后通过电厂燃烧释放，释放的CO2被再次捕集后通过地质方法封存。因此BECCS中的总排放量为负，且从中收获了电力（或热能）。而在贝类养殖中，CO2首先被浮游植物捕获，然后通过贝类摄食和代谢释放，贝类生长过程中DIC被捕集和封存于贝壳，POC被以假粪和粪便的形式封存于海底沉积层。因此，贝类养殖过程的总碳排放量为负，并且从中收获了高蛋白质食品。此外，贝类养殖还能起到净化水质、减少富营养化等稳定生态系统、促进初级生产力的作用。
图2 5种常见贝类的碳收支
图3 BECCS（A）和贝类养殖（B）固碳机制的示意图。图中POC为颗粒有机碳；DIC为溶解的无机碳。
02 贝类养殖的固碳量和固碳潜力
中国大陆通过海水贝类养殖每年可固定CO2约6.23万吨，相当于植树造林约1200万公顷。同时研究评估了全球的最大养殖潜力，每年可养殖和收获贝类9.27 Gt，而全球的最大生态养殖容量为1.95 Gt每年。因此，贝类养殖的发展空间巨大。
图4 1985年（A）和2019年（B）全球贝类养殖固碳量分布，以及（C）最大养殖面积和（D）最大生态容量情景下的固碳量
03 贝类养殖有助于食物生产减排
贝类是一种低碳足迹食品，相比陆地畜禽类生产，贝类养殖可大量减少食物生产系统的温室气体排放。养殖贝类每生产一公斤蛋白质时，其温室气体排放源远低于牛肉、猪肉、牛奶等食品的生产。经评估，中国贝类养殖每年可提供37 Mt的优质蛋白质，与牛肉生产相比贝类养殖可减少温室气体排放量约3739 Mt CO2-eq。因此，贝类养殖可带来碳封存和食物生产减排的双赢效益。
图5 不同食物的碳足迹对比
04 相较于其他负碳排放技术的优势
贝类在养殖阶段不需要投入商业饲料，对耕地、淡水等资源的依赖度低；贝类在海域养殖过程中不需要使用抗生素、消毒剂等化学药品，对环境更加友好；贝类养殖技术门槛低，资金投入少，推广空间大。因此，贝类养殖是一种自然资源消耗少、技术成熟且对环境友好的固碳技术。
原文信息
Feng Jing-Chun, Sun Liwei, Yan Jinyue*. Carbon sequestration via shellfish farming: A potential negative emissions technology. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2023, 171: 113018, https://doi.org/10.1016/j.rser.2022.113018
