美国国家科学院（National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine）于2021年12月8日发布一份题为《海洋二氧化碳移除和封存研究策略》（A Research Strategy for Ocean-Based Carbon Dioxide Removal and Sequestration）的报告，其中提到，为了更好地了解海洋碳封存干预措施（如通过大规模培育海藻或在海水中人为控制营养物含量等）的潜在风险，美国应该开展一项研究项目，以更多地了解如何使用这些方法来减轻气候变化的影响。

报告中提到，目前的二氧化碳排放水平大大超出了自然界将其从环境中清除的能力，单靠减少碳排放可能不足以缓解气候变化。美国国家科学院2019年的一份题为《负排放技术和可靠封存》（Negative Emissions Technologies and Reliable Sequestration）研究报告中提到，为了实现气候目标，到2050年左右需要通过二氧化碳清除技术和战略每年移除大约100亿吨二氧化碳。虽然可能已经准备好部署和实施一些陆地封存战略（如农业土壤固碳或改变森林管理方式等），但人们对实施海洋战略的风险、收益和权衡知之甚少。

这份报告中建议制定一项12.5亿美元的研究项目，以更好地了解海洋二氧化碳清除方法面临的主要挑战，包括潜在的经济与社会影响。报告认为需要冲现在开始实施这项研究并在未来10年持续进行，这将有益于系统地审查以海洋为基础的方法与其它负排放技术以及其它减缓气候变化途径之间的利弊和相互作用。

报告中评估了六种具体的方法，包括其功效、可持续性、可扩展性、潜在的环境风险、社会风险以及迄今为止对每种方法的了解程度等因素，提出了每种方法的研究重点，并估计了未来5至10年研究过程中的成本预算。这六种方法分别是：

营养施肥：向海洋表面添加磷或氮等营养物质，以增强浮游植物的光合作用，从而增强海洋对二氧化碳的吸收和向深海的碳转移，以封存一个世纪或更长时间。报告中认为，这种方法有效且可扩展，环境风险中等，超出的环境监测成本较少。估算这项重点研究将需要2.9亿美元，开展包括碳封存场地试验和跟踪。

人工上升流和下降流：通过上升流将温度更低、营养更丰富和二氧化碳含量更高的深水带到海洋表面，刺激浮游植物生长并吸收大气中的二氧化碳。下降流则将表层海水和碳转移到深海。报告中认为，目前人们对此类方法的有效性和可扩展性缺乏信心，由此带来的环境风险和碳核算成本也较高。未来将需要2500万美元开展此类研究，如技术准备、有限和受控的海洋试验。

海藻养殖：通过大规模的海藻养殖将碳转移到深海或沉积物中，这类方法具有中等功效和中高等耐久性，环境风险中到高等。估计需要1.3亿美元开展研究，用于大规模高效养殖技术、海藻生物量的长期跟踪以及环境影响评估。

生态系统修复：通过保护和恢复沿海生态系统以及恢复鱼类、鲸鱼和其他海洋野生动物来实现碳封存，这种方法环境风险最低，协同效益高。预计需要2.2亿美元将用于此项研究，包括对大型藻类、海洋动物和海洋保护区的影响。

增加海水碱度：通过化学方法增加海水碱度，从而增强海水对大气中二氧化碳的吸收，这种方法的可行性较高，环境风险中等，预算成本中至高等。估计需要1.25亿到2亿美元开展研究，包括现场和实验室实验以探索对海洋生物的影响。

电化学方法：通过电流产生电化学反应，这些过程可以增加海水的酸度以释放出二氧化碳，或者增加海水的碱度以增强二氧化碳封存能力，这种方法的可行性高，可拓展性强，但与其他方法相比，成本最高，而且环境风险较高。估计需要3.5亿美元用于重点研究，包括示范项目以及开发和评估改进材料。（熊萍 编译）