什麼是生物炭？一表格看懂生物炭與木炭的6大差異

摘要：

· 生物炭是生物質經過熱裂解，所產出的物質，主要成分為碳（C）
· 生物炭不是拿來燃燒的，而是將二氧化碳以固體碳的形式永久存放在地球
· 生物炭是聯合國氣候變遷委員會（IPCC）認可的負排放技術（Negative Emission Technology, NET）

1.生物炭是什麼？

1.1生物炭的介紹

1.2生物炭的4大特色

1.3一表格看懂生物炭與木炭的6大差異

2.生物炭的用途
3.生物炭碳匯是什麼？
4.生物炭與淨零的關聯
- 4.1生物炭具有負碳價值
- 4.2促進再生農業的發展
- 4.3邁向生物多樣性
  
  生物炭是什麼？
  1.1 生物炭的介紹
- 根據國際上權威的制定生物炭標準組織——歐洲生物炭驗證（European Biochar Certificate, EBC）對生物炭（biochar）的定義：「生物炭是一種具有多孔隙的碳質材料，透過生物質（biomass）熱裂解（pyrolysis）產生，其應用方式是將其所含的碳（C）作為長期碳匯儲存，或在工業製造中取代化石碳（fossil carbon）。」
  
  簡單來說，生物炭就是由生物質（biomass），如木頭、竹子、稻殼等富含碳的物質，經過特殊的熱裂解過程，而生成的炭。
  
  再講得白話一些，根據《生物炭產業國際趨勢報告》，其實早在兩千年前，亞馬遜流域就被發現一種特殊的黑土（terra preta），在葡萄牙語中即「肥沃的黑色土壤」的意思，土壤中具有高濃度的氮、磷、鉀及鈣等營養成分，另外也富含多環芳香結構的穩定有機物，與相鄰土壤相比有明顯差異，其具有較高的生產力和碳含量。
  
  事實上，至今目前這些土地仍是相當肥沃和高生產力，證明了生物炭長期在土壤中能穩定維持螯合及保留碳元素之能力。
  
  1.2 生物炭4大特色
  - 一、多孔隙
  生物炭其最大的特色就是具有多孔隙。透過顯微鏡去觀察，可以看到一格一格中空的格狀結構，如蜂巢一般。
  
  正是因為其多孔隙的物理特性，使其可吸收自身重量5倍的水份，肥份的吸附則可高達905g/kg，可作為優良的土壤改良劑，增加土壤的保水、保肥力。
  
  二、高「比表面積」（即單位重量的表面積）
  如果我們將生物炭的格狀結構全部攤平到同一個表面，1公斤的生物炭表面積等同於42座足球場這麼大，特殊的構造得以增加土壤的保水力及通氣性，並吸附土壤養分使養分不易流失。
  
  三、極不易在自然環境中分解
  由於生物炭的碳鏈為生物惰性，不易經生物分解，有研究指出，生物炭在自然環境下的半衰期高達500～1000年甚至更長，因此若將有機物燒成生物炭再存於土壤中，可成為長期碳匯，降低碳排量。
  
  四、是一種負排放技術
  生物炭將生物質中的碳元素，以先進的技術以固體碳的方式留存在地球上，已經被聯合國氣候變遷委員會（IPCC）審認為最可行的負排放技術（NET）。
- photo credit : TCHAR自行繪製
  
  在國際上，以生物炭作為碳移除的技術與解方已經行之有年。根據知名的國際碳移除交易平台Carbonfuture的文章指出，生物炭每年可以移除全球5億到20億噸的二氧化碳(Fuss et al., 2018）。事實上，迄今為止，大部分的碳移除技術，都是用生物炭碳移除的方式來移除碳。
  
  根據碳移除交易平台CDR.Fyi的資料，2023年，共有92%的交付來源是來自於生物炭的碳移除，在在顯示生物炭碳移除的實際可行性與重要性。
- photo credit : CDR Fyi Annual Report, 2023
延伸閱讀：微軟簽署了迄今為止最大的生物炭碳移除協議之一

1.3 一表格看懂生物炭與木炭的6大差異

	生物炭 Biochar	木炭 Charcoal
用途	土壤改良劑、負碳材料等	燃料
產製	熱裂解，產製溫度約450度至700度	現代或舊式的熱裂解方式，產製溫度約400度
料源	所有類型的生物質（Biomass）都可成為生物炭	多來自木質的生物質
物理性質	較多的孔隙與較大的表面積	較少的孔隙與較小的表面積
化學性質	酸鹼值在4.6到9.3之間	酸鹼值在9到11之間
活化	與有機肥料混合後使用至土壤	透過在高溫下用氣體加熱