由国家环境研究所、波茨坦气候影响研究所、立命馆大学和京都大学的研究人员领导的一项新合作研究发现，尽管无限灌溉可以将全球 BECCS 潜力(通过增加生物能源生产)提高 60-71 % 到本世纪末，可持续限制灌溉只会增加 5-6%。该研究已于7 月 5 日发表在Nature Sustainability上。
具有碳捕获和储存的生物能源 (BECCS) 是从生物质中提取生物能源，然后将碳捕获和储存到地质储层的过程。这是一种负排放技术，因为生物质是由植物通过光合作用产生的，可以从大气中吸收二氧化碳。为了实现 2°C 或 1.5°C 的气候目标，在许多先前的研究中，大规模部署 BECCS 被认为是突出的。然而，这引起了人们对水和土地资源种植生物能源作物所面临挑战的日益关注。例如，现有研究表明，与 2°C 或 1.5°C 气候目标的要求相当的 BECCS 潜力所需的灌溉实现可观的生物能源作物产量将导致严重的水资源压力，甚至比气候变化本身还要严重。
在这种背景下，在可持续用水的情况下，灌溉可以在何处以及在多大程度上增强全球 BECCS 潜力仍然未知。“在这里，我们将其定义为用水确保当地和下游可用水满足常规用水和环境流量要求，抑制不可再生水资源的抽取，并防止额外的水资源压力。”日本国立环境研究所的主要作者艾志品解释说。
该研究基于在内部一致的模型框架中对生物能源作物种植园和水循环进行空间明确表示的模拟。为了定量确定灌溉水资源的约束条件，研究人员设计了不同的灌溉方式(无限灌溉、可持续灌溉和不灌溉)，在严格土地保护的土地场景中种植生物能源作物，以防止对生物多样性、粮食生产、土地退化产生不利影响, 以及大规模土地转换导致的荒漠化。
研究发现，在雨养条件下，2090 年全球平均 BECCS 潜力为 0.82-1.99 Gt C yr-1。在完全灌溉下，BECCS 潜力达到 1.32-3.42 Gt C yr-1(与雨养条件相比增加 60% 和 71%)，而在可持续灌溉下，BECCS 潜力为 0.88-2.09 Gt C yr-1(5%与雨养条件下相比增加了 6%)。可持续灌溉下的 BECCS 潜力接近 1.6-4.1 Gt C yr-1 的下限，这是 2100 年所需的 BECCS 量，与 IPCC 特别报告中记录的 1.5°C 或 2°C 气候目标一致全球变暖 1.5ºC 的报告。
鉴于大规模部署 BECCS 对环境的诸多负面影响，研究人员认为，为了同时实现气候、水、土地等多个可持续发展目标，需要对 BECCS 潜力进行综合评估，同时考虑潜在利益和不利影响。 “此外，考虑到在可持续的水和土地利用情景下生物物理约束的 BECCS 潜力相对较低，需要重新审视 BECCS 对实现巴黎协定目标的贡献。”来自波茨坦气候影响研究所的合著者维拉赫克说。
这项研究得到了日本环境恢复和保护机构的环境研究和技术发展基金 (JPMEERF20202005、JPMEERF15S11418 和 JPMEERF20211001) 的支持。
