生物炭的起源可追溯至公元前五百年至公元一千五百年間的亞馬遜流域。當地原住民將木炭、動植物殘渣、陶片與有機廢棄物混入土壤，形成富含碳的黑色肥沃土壤「Terra Preta」。這種土壤歷經數百年仍維持高養分與穩定性，被視為早期碳封存農法的原型。學者認為，這項古老技術不僅改善了熱帶地區的貧瘠土壤，也使亞馬遜能孕育密集的人類聚落。

生物炭的固碳核心機制，是從植物的光合作用開始。植物在生長過程中，會透過光合作用將大氣中的二氧化碳CO₂吸收，並轉換成碳水化合物、纖維素與木質素等有機碳化合物。這些碳元素原本會在植物死亡與分解後再度釋放回大氣中，形成短期碳循環。

然而，當這些植物殘體（例如農業廢棄物、修枝、木屑等）被送入高溫低氧的熱裂解（pyrolysis）過程中時，大部分的揮發性碳氫化合物被分解為可燃氣體（如生物氣或木焦油），而部分穩定的碳骨架則被「鎖定」下來，形成結構緊密的芳香碳環。這些碳環具高度穩定性與抗氧化性，不易被微生物分解或氧化成CO₂。

因此，原本屬於短期碳循環的「活性碳」，在熱裂解後變成「惰性碳」。這些惰性碳經過固化為生物炭後，可在土壤中穩定存在數百至上千年，成為長期的碳儲存庫（carbon sink）。換句話說，生物炭是一種將「植物吸碳 → 穩碳 → 永久儲碳」的技術橋樑，透過人工介入把自然界的碳流從「暫時」轉化為「長久」，有效延緩大氣中碳濃度的上升。

1.植物吸碳

2.穩碳

3.永久儲碳