去除和储存大气中二氧化碳的负排放技术将在减少温室气体排放方面发挥关键作用。生物能源与碳捕获与储存(BECCS)是将生物质能源转化与二氧化碳捕获和储存相结合的一种负排放技术,为了实现气候目标,近年来得到了广泛的研究。本文评价了选定原料(如作物残留物、木质废弃物和生物固体)的四种热化学转化技术(如水热处理、热解、气化和常规燃烧)与碳捕获和存储负排放技术的可行性。将机器学习方法、生命周期评估(LCA)和经济分析相结合的方法用于评估由不同技术组合、原料性质和反应条件构成的环境和经济性能路径。二氧化碳负排放的平准化成本(LCNC)被确定为负排放技术达到收支平衡所需的碳激励措施,它对每一种途径进行了计算,以更清楚地说明已评估的负排放技术的经济可行性和碳减排潜力。研究结果表明,即使没有碳激励措施,木质废弃物和作物残留物的缓慢热解也是经济上可行的负排放技术。另一方面,其他路径需要碳激励措施,以使项目收支平衡。弗吉尼亚州的一项案例研究揭示了负排放技术的碳封存和经济负担,并建议木质废弃物和作物残渣燃烧与碳捕获和存储可有效地促进弗吉尼亚州大部分的负碳封存(98%)。相比之下,由于二氧化碳负排放的平准化成本较高和产品市场规模较小,生物固体的水热处理和作物残渣的缓慢热解的贡献不大。利用所有可用的生物废料作为原料,每年相当于有1100万公吨二氧化碳当量的封存和10.9亿美元的经济负担(不含碳信用额),弗吉尼亚州二氧化碳负排放的平准化成本为100美元/吨二氧化碳当量。