揭秘土地負碳技術邁向2050淨零里程的關鍵

中國文化大學土地資源學系 陳怡君副教授

為了因應2050年淨零碳排目標(Net Zero Emissions)及減緩溫室效應上升1.5 ℃,企業、公共部門與政府皆積極找尋可行負碳技術,為了找尋最佳技術,負碳方案必須衡量減碳成本、單位面積減排潛力、國家支持減排政策、技術實施可行性、環境衝擊影響、科學數據佐證、固碳時間長短…等條件進行評估,以確認負碳技術的可靠性(Beechener et al., 2021)。甚至負碳專案必須經由第三方驗證單位來確認該專案的合法性,提出高質量碳清除(High-Quality Carbon Removal)的方案。近年來許多負碳技術因持久性(Permanence)、外加性(Additionality)、及可查驗性(Verification)遭受質疑,導致背負漂綠的污名化標籤,因此近年來許多碳權標準已開始向「自願碳市場誠信委員會」 (Integrity Council for the Voluntary Carbon Market, ICVCM)申請「核心碳原則」(Core Carbon Principles, CCP)審查 (ICVCM, 2024),以確保碳專案執行時可受信任。

以全球長期觀測數值評估顯示2 m深土壤具有2,400 Gt碳庫存(C Stock),此可稱為之黃碳 (Yellow Carbon)。然而,土地基於不同地區氣候條件與管理方式不同,導致土壤固碳能力不一,碳通量(C fluxes)估計不確定性極高,因此土壤碳固存技術(C Sequestration)仍面臨許多挑戰。因為土壤有機質(Soil Organic Matter, SOM)包含顆粒性有機物、腐植質、及富含微生物的優良植物根圈間有機物質等,需透過良好土地管理始可增加穩定的SOM而提高土壤固碳能力。因此,國際著名碳驗證標準(Verified Carbon Standard, VCS)為了提高土地管理碳匯評估技術品質,提出VM 0042[1]與VMD 0053[2]方法,說明必須有3年完整的土壤基線調查與每年重覆土壤碳庫數據採樣進行建模,外加性則是在評估土地固碳專案執行不同情境(如減少施肥、添加有機肥、停止灌溉、免耕、或種植固氮植物…等)時,具體提出碳增匯量計算與驗證方法(Verra, 2023)。由於土地負碳專案並非現有法規強力要求或是屬於國際上具有商業規模(如太陽能)之成熟減碳策略,因此所產生碳增匯量不像前述方案僅能視為企業溫室氣體減量範疇,土地負碳技術可視為企業購買碳權考量的外加性條件,圖1表示土地管理碳增匯量趨勢圖(Beechener et al., 2021)。然而,為了避免漂綠,土地負碳專案持久性要求,必須符合Verra 提出5~10年一次的重複採樣與驗證,並確保10~20年以上專案固碳能力不會有高度變化或阻礙,如土地變更、人為干擾、或森林野火,變化量需低於5%。

從2020年起申請VM 0042申請已通過碳權專案共計120筆,通過碳權專案執行期間為2020~2052年,以亞洲中國大陸申請通過件數最多(70筆),其次為歐洲(18筆)。台灣對於土地固碳專案規畫尚未開始,台灣農地表土有機碳(SOC)儲量約有152.5 MtC,增長率約為0.21 tC/ha/y,對於國際「千分之四倡議」提出每公頃每年土地須具有0.6 tC潛力與2050年淨零更應達1 tC/ha/y的目標仍有很大距離(Minasny et al., 2017)。反觀台灣污染土地常礙於污染特徵與整治成本因素而閒置,甚至部分場址已超過20年以上仍無法進行活化,預估總面積約為560萬平方公尺,依據陳怡君等人於2022年模擬國內三處污染場址碳匯潛力,考量土壤特性、氣候條件、植物物種特性後,污染場址可以自然為解方路徑下,每年以地上生物質與土壤增匯量約為7.72~12.33 t C/ha/y,其可為一項優良負碳技術,若在時間、成本、技術可行性考量下,提出合適污染土地碳匯改善方案(例如透過生物炭增加土壤固碳與植物對污染物封存能力),也可促進土地循環經濟效益 (陳怡君與吳君孝,2024)。

圖1、土地負碳技術溫室氣體減量趨勢圖(Beechener et al., 2021)

注解

[1] Methodology for Improved Agricultural Land Management

[2] Model Calibration, Validation and Uncertainty Guidance for the Methodology for Improved Agricultural Land Management


參考文獻

  • Beechner, G., Curtis, T., Fulford, J., MacMillan, T., Mason, R., Massie, A., McCormack, C., Shanks, W., Sheane, R., Smith, L., Warner, D., Vennin, S., 2021. Achieving Net Zero: a Review of the Evidence Behind Potential Carbon Offsetting Approaches. Environment Agency, UK.
  • Minasny, B., Malone, B.-P., McBratney, A.-B., Angers, D.A., Arrouays, D., Chambers, A., Chaplot, V., Chen, Z.-S., Cheng, K., Das, B.-S., Field, D.-J., Gimona, A., Hedley, C.-B., Hong, S.-Y., Mandal, B., Marchant, B.-P., Martin, M., McConkey, B.-G., Mulder, V.-L., O’Rourke, S., Richer-de-Forges, A.-C., Odeh, I., Padarian, J., Paustian, K., Pan, G., Poggio, L., Savin, I., Stolbovoy, V., Stockmann, U., Sulaeman, Y., Tsui, C.-C., Vågen, T.-G., van Wesemael, B., Winowiecki, L., 2017. Soil carbon 4 per mille. Geoderma 292, 59–86.
  • ICVCM, 2024. The Core Carbon Principles. https://icvcm.org/core-carbon-principles/
  • VCS, 2023. Methodology for Improved Agricultural Land Management. https://verra.org/methodologies/vm0042-methodology-for-improved-agricultural-land-management-v2-0/
  • 陳怡君、吳君孝,2024。污染土地碳匯潛力研究,華岡農科學報,53:1–10。
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