012022-12
碳中和的战略逻辑和技术需求
根据中国能源资源禀赋及目前所处发展阶段,要真正在2060年前实现碳中和,最大的困难是尚无全面支持从“高碳社会”向“碳中和社会”转型的技术体系。那么,中国实现碳中和需要形成一个什么样的技术体系?作者 | 丁仲礼来源丨时事报告在中国宣布“双碳”目标后,中国科学院设立了一个大型咨询项目,组织百余位来自多个学部的院士和专家,着重就此问题做了“清单式”的研究。本文将以这个研究为依据,从碳中和的概念和逻辑入手,重点介绍完成碳中和的“技术需求清单”,并在此基础上讨论几个公众比较关心的问题。碳中和的概念碳中和应从碳排放(碳源)和碳固定(碳汇)这两个侧面来理解。碳排放既可以由人为过程产生,又可以由自然过程产生。人为过程主要来自两大块,一是化石燃料的燃烧形成二氧化碳(CO2)向大气圈释放,二是土地利用变化(最典型者是森林砍伐后土壤中的碳被氧化成二氧化碳释放到大气中);自然界也有多种过程可向大气中释放二氧化碳,比如火山喷发、煤炭的地下自燃等。但应该指出:近一个多世纪以来,自然界的碳排放比之于人为碳排放,对大气二氧化碳浓度变化的影响几乎可以忽略不计。碳固定也有自然固定和人为固定两大类,并且以自然固定为主。最主要的自然固碳过程来自陆地生态系统。陆地生态系统的诸多类型中,又以森林生态系统占大头。所谓的人为固定二氧化碳,一种方式是把二氧化碳收集起来后,通过生物或化学过程,把它转化成其他化学品,另一种方式则是把二氧化碳封存到地下深处和海洋深处。过去几十年中,人为排放的二氧化碳,大致有54%被自然过程所吸收固定,剩下的46%则留存于大气中。在自然吸收的54%中,23%由海洋完成,31%由陆地生态系统完成。比如最近几年,全球每年的碳排放量大约为400亿吨二氧化碳,其中的86%来自化石燃料燃烧,14%由土地利用变化造成。这400亿吨二氧化碳中的184亿吨(46%)加入到大气中,导致大约2ppmv的大气二氧化碳浓度增加。所谓碳中和,就是要使大气二氧化碳浓度不再增加。我们可以这样设想:我们的经济社会运作体系,即使到有能力实现碳中和的阶段,一定会存在一部分“不得不排放的二氧化碳”,对它们一方面还会有54%左右的自然固碳过程,余下的那部分,就得通过生态系统固碳、人为地将二氧化碳转化成化工产品或封存到地下等方式来消除。只有当排放的量相等于固定的量之后,才算实现了碳中和。由此可见,碳中和同碳的零排放是两个不同的概