人類活動已改變全球碳循環。全球90%的碳排放來自於化石燃料，10%的碳排放則來自於土地覆蓋或利用的改變，例如砍伐森林。所排放出來的碳，海洋吸收了23%，陸地吸收了31%，其餘46%則留在大氣中。經年累月的累積，造成大氣中二氧化碳濃度持續升高，升溫幅度相對於工業革命前已超過1.12°C，距離聯合國所設定的上限值1.5°C已沒有太多再排放量了。超過此閾值，將有許多環境崩解，不少生態系統失去彈性與韌性，甚至將導致大災難發生。因此淨零碳排放已經是全球現在式，超過130個國家已開始推動此計劃。如同多數國家，台灣也希望在2050年時碳排放量與碳吸存量(或稱碳匯或負碳排)平衡，達成淨零碳排目標。
成本低、效益高的自然碳匯
在台灣2050淨零排放的路徑規劃裡，電力部門將使用以科技為本的解方(Technology-based Solution, TbS)去碳化，或稱科技解方。科技解方雖然效能佳，且可應用範疇較廣，但成本高，環境與生態風險也可能較高，甚至有一些技術仍待未來發展。在非電力部門中還有約23公噸二氧化碳是無法去碳化的，規劃將使用自然碳匯來吸存，也就是自然系統中可以吸存大量碳的碳匯場域。森林碳匯是目標，因為台灣森林面積覆蓋率有61%，每年可吸收2100萬噸二氧化碳。2050年希望包含森林在內之自然碳匯碳吸存量能增加到2250萬噸去抵減未來不得不排的碳源，因此未來需要再增加能吸收150萬噸的自然碳匯。可是台灣再植林之面積有限，所以濱海藍碳屆時應該能發揮碳匯功能，這就是所謂的自然解方(Nature-based Solutions, NbS)。我們只需要盤點建立基礎科學資料，了解其運作機制，自然碳匯已隨時在運作，而且成本低，但效益高。因此在2050淨零轉型裡有12項關鍵的戰略，自然碳匯就是其中一項。
認識碳匯生態系統
今日的自然碳匯將與企業產生密切連結，因為以前的碳排放並沒有納入企業成本內，但是現在的全球趨勢需要把碳成本內部化，所以會增加很多企業的碳成本，這也是企業的碳風險。如果能夠把自然碳匯轉換為碳抵換或是碳權，實際上就有經費能夠挹注到大家辛苦去保育的碳匯生態系統，自然碳匯能夠透過碳權獲得應有的回報，提昇其附加價值，也才能永續經營。舉例而言，蘋果公司在2020年就宣示在2030年要達到淨零碳排。它先用科技解方減少75%的碳排放，另外25%則用自然碳匯的碳權來抵減。它買的碳權來自於哥倫比亞及印度的紅樹林，所以紅樹林在碳交易市場上已是成熟的碳權商品。
紅樹林、海草床與鹽沼之所以稱為藍碳是因為這些植物有很高的效率吸收大量的二氧化碳，而且這些棲地有土壤，可以把碳儲存下來，所以重點是在「存」的過程。藻類是否算是「藍碳」，要看其所吸收的碳能不能存下來，視藻類種類而定。如果是比較難分解的馬尾藻就比較能存下來，昆布也可以存下來，但若是微藻，其細胞死後很快分解就沒法將碳長久存下來。除非透過biology carbon pump (生物泵)，將海水表層的浮游藻類輸送到深層海水中，降低其分解速率而儲存下來。如果浮游藻類待在表層海水100公尺內，大概可以留存十年時間，如果把浮游藻類輸送到1000公尺以深海水，就可以儲存千年以上。然而若要將海水表層浮游藻類大量輸送到深層海水，成本高，且反而可能在輸送過程排放更多的碳。常有人講說「種珊瑚可以種碳」，也是錯誤的資訊。不管是珊瑚、貝類或藻礁，它們的共通點都有碳酸鈣，在碳酸鈣生成的鈣化過程中反而會排放二氧化碳，所以它們不但不會固碳，反而是排碳，所以珊瑚、貝類或藻礁都是碳排放之碳源系統，並不是自然碳匯。
以海洋為本的二氧化碳移除解方
除了濱海藍碳之碳匯功能之外，大洋面積這麼大，大家都期望海洋能吸收並儲存很多二氧化碳，因此稱為以海洋為本的二氧化碳移除解方Ocean-Based Carbon Dioxide Removal，簡稱CDR。今年美國國家科學院已針對海洋二氧化碳移除解方做過評估，包括CDR六種解方。第一種是人工湧升流，也就是把深層海水打上來，因為深層海水含很多營養，所以可促進浮游藻類行光合作用，吸收更多的二氧化碳；第二種解方是人工施肥，尤其是施放「鐵」，促進浮游藻類光合作用；第三種解方是提升海水鹼度，藉由倒石灰到海裡，去翻轉鈣化作用，吸收二氧化碳；第四種是養殖大型藻類去吸收二氧化碳；第五種是用人工電解海水的解方，提升海水鹼度；第六種是設立保護區或復育區，因為保護或復育區有很多魚類等海洋生物，碳就會存在這些被保護的大型海洋生物體內，類似將碳長久儲存在魚體內的概念，也就是魚碳(fish carbon)。綜合評估結果顯示，目前以海洋為本的二氧化碳移除解方中，知識、技術與規模上較可行的是「改變海洋鹼度」與「電解法」，可是這些解方的成本高，環境風險也高。所以目前看起來立即可行的解方就是濱海藍碳。
台灣的藍碳分佈與潛力
一般而言，濱海藍碳比森林多吸存2-7倍的碳。北方森林、熱帶森林跟地中海森林吸存在樹幹和土壤裡的碳共約每公頃300公噸二氧化碳，也就是所謂的「綠碳」。紅樹林、鹽沼、全球海草床與地中海海草床等吸存在植物體和土壤裡的碳共約每公頃600~2000公噸二氧化碳，其中吸存在土壤中的碳更多。紅樹林植物雖然是喬木， 20%的碳是儲存在植物體內，但是80%的碳是存在土壤裡。海草床高達99%的碳都是儲存在土壤裡，鹽沼也是類似情況，可是我們常忽略了濱海藍碳土壤裡吸存的碳，實際上我們只看到濱海藍碳的表面植物而已，真正要去測量與重視的是濱海藍碳生態系統底土裡面有機碳的儲存量與儲存速率。
台灣三種主要濱海藍碳都有分布。鹽沼主要分布在台灣西海岸北部，包括淡水河、香山、大安、高美、伸港、王功，還有金門，面積共187公頃，估計共可吸收5830公噸二氧化碳，相當於408座的大安森林公園的吸碳量。金門的鹽沼面積最大，但多是外來種之互花米草，吸收碳的速率雖然最快，但也是生態風險較高的植物。
海草在台灣分布在西海岸，墾丁與澎湖最多，金門與綠島也有，共分布在18個地方。其中面積最大的是在東沙，南沙也有，但南沙的面積不像東沙那麼大。東沙有5400公頃，所以它能吸存的碳量非常多，光海草床本身估計可吸收27萬公噸二氧化碳，相當於19,292座大安森林公園的吸碳量，在未來150萬噸二氧化碳自然碳匯的國家目標中應該會有重要貢獻。
台灣紅樹林以前有六種，其中兩種已從自然棲地滅絕，現在只剩四種。主要分布在台灣西海岸，北部以水筆仔為優勢，南部以海茄冬為優勢，五梨跤和欖李則分布在嘉義以南。台灣以前資料比較多是水筆仔與海茄苳，五梨跤與欖李的研究資料甚少。筆者從今年開始自費研究，預期兩年後可把台灣紅樹林碳匯基礎資料大致補齊。台灣的紅樹林面積共681公頃，台南將近100公頃，北部淡水河流域包刮關渡、竹圍等加起來也超過100公頃。台灣紅樹林共可吸收64156公噸二氧化碳，相當於4486座的大安森林公園的吸碳量。
建立標準化的查驗方法與制度
保育濱海藍碳生態系還有其他的共效益。因為它們也是沿岸生物多樣性熱點，而同時兼顧生物多樣性和碳匯是聯合國提倡以自然為本雙贏的保育策略。全球114個國家中，92%都納入了以自然為本的解決方案。碳吸存只是這些藍碳生態系統中生態系服務的調節服務之一，可是要能發揮這些功能，必須要有生物多樣性來支持，因此必須同時維護其生物多樣性。濱海藍碳生態系統同時也是海岸防護重要的自然解方。這種以自然為本的碳權，在全球碳交易市場裡是稀有商品，價格也高。要確保這些碳匯在碳交易市場的運作，要考量碳洩漏(leakage)、外加性(additionality)、永久性(permanence)與碳計量這些問題，就必須藉由科學方法來驗證，且測量方法要能跟國際接軌，因此未來的查驗方法與制度就很關鍵，這也是未來政府應該要想方設法去解決的迫切問題。
台南七股紅樹林
東沙海草床所吸存之有機碳匯
【作者介紹】
林幸助
國立中興大學生命科學系 終身特聘教授
國立中興大學環境保育與防災科技研究中心 主任
