蘇黎世聯(lián)邦理工學院和卡內基科學研究所的研究人員展示了如何更可持續(xù)地生產氮肥。這不僅對于保護氣候是必要的，對于減少對進口天然氣的依賴和提高糧食安全也是必要的。

只有在土壤中施以氮、磷和鉀肥，集約化農業(yè)才有可能。雖然磷和鉀可以鹽的形式開采，但氮肥必須從空氣中的氮和氫中費力地生產出來。而且，氫氣的生產非常耗能，目前需要大量的天然氣或(如在中國)煤炭。除了具有相應的大量碳足跡外，氮肥生產還容易受到化石燃料市場價格沖擊的影響。

蘇黎世聯(lián)邦理工學院可靠性與風險工程實驗室高級科學家 Paolo Gabrielli 與斯坦福卡內基科學研究所首席研究員 Lorenzo Rosa 合作，研究氮肥的各種碳中和生產方法。

在《環(huán)境研究快報》雜志發(fā)表的一項研究中，兩位研究人員得出結論，氮生產的轉變是可能的，而且這種轉變也可能會增加糧食安全。然而，替代生產方法各有利弊。具體來說，這兩位研究人員研究了三種選擇：

像往常一樣使用化石燃料生產必要的氫氣，而不是將溫室氣體 CO 2排放到大氣中，而是在生產工廠中捕獲并永久儲存在地下(碳捕獲和儲存，CSS)。這不僅需要用于捕獲、運輸和儲存 CO 2的基礎設施，還需要相應的更多能源。盡管如此，它還是一種比較有效的生產方法。然而，它對減少對化石燃料的依賴毫無作用。

通過電解水生產氫氣實現肥料生產電氣化。這需要的能源平均是當今使用天然氣的生產方法的 25 倍，因此需要大量來自碳中性來源的電力。對于太陽能或風能豐富的國家來說，這可能是一種有吸引力的方法。然而，考慮到以氣候行動的名義使其他經濟部門電氣化的計劃，這可能會導致對可持續(xù)電力的競爭。

從生物質中合成用于肥料生產的氫氣。由于它需要大量耕地和水，具有諷刺意味的是，這種生產方法與糧食生產競爭。但該研究的作者指出，如果原料是廢生物質——例如農作物殘茬——是有道理的。

科學家們表示，成功的關鍵可能是結合所有這些方法，具體取決于國家、當地的具體條件和可用資源。無論如何，農業(yè)必須更有效地利用氮肥，正如羅莎強調的那樣，“解決過度施肥和食物浪費等問題也是減少肥料需求的一種方式。”