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分清碳的双重身份,走中国特色的碳中和之路

来源:《财经》新媒体

原标题:分清碳的双重身份,走中国特色的碳中和之路

目前,欧盟、英国、中国、美国、日本、韩国、新加坡等50多个国家相继宣布在本世纪中叶实现碳中和,还有近个国家正在研究自己的目标,碳中和已成为一场全球规模的运动,涉及人类的共同命运。

笔者在欧洲及欧洲企业工作多年,最近在与欧洲机构和企业交流过程中,发现欧洲许多企业和机构提出的碳中和路径存在两大问题:一是碳和二氧化碳(CO2)不分,存在“逢碳必反”的倾向,没有正确认识到碳元素在人类当今和未来的作用。二是在处理CO2问题上,强调以长期地质封存为最终目的的碳捕获与封存(CCS),而对碳转换和利用不够重视。

正视这两大问题并对此进行思辩,对中国制定基于科学、切实可行的碳中和路径具有重要意义。

碳还是二氧化碳?

在气候问题成为政治正确的许多欧洲国家,碳几乎成了一只人人喊打的过街老鼠。在“低碳、减碳、去碳、零碳”的舆论环境下,不仅是环保组织强烈反对任何含碳化石能源的生产和消费,一些大型跨国石油公司也在自己的“零碳”战略中主动减少油气产量,实现生产过程的零排放,承诺要将销售给终端客户产品的碳足迹也降到零,并将碳捕获与地质封存作为碳中和的主要技术手段。

挪威与荷兰,欧洲这两大天然气生产大国已在讨论禁用天然气。欧洲投资银行决定,除了天然气加CCS(碳捕获与封存)或生物质制气项目,从今年起不再给天然气项目贷款。

欧洲许多研究机构提出,能源系统的低碳转型路径要以零碳电力代替化石能源,一些难以减排的领域(如重卡、船舶、石化、水泥和钢铁)则以零碳电力制取的绿氢来代替化石能源。国内有些机构也沿着这样的思路在开展国家、企业和地方的碳中和路径研究。然而,这些研究没有正确认识碳的重要性,也忽略了能源系统不仅提供能量还提供化工原材料这一事实。

碳是自然界最普遍的元素之一,是地球上能够形成生命的最核心要素,没有碳,就没有生命。碳与我们日常生活息息相关。铅笔的笔芯由碳组成,钻石也是。米饭蔬果都是以碳为基本元素的化合物组成,衣服和日常用品也全是碳化合物产品。在人类的发展历史上,碳不仅是食物的来源、能量的来源,更是材料的来源。

原英国石油(BP)公司首席执行官约翰.布朗勋爵退休后写了好多书,其中一本书叫《七个改变了世界的元素》。七个元素分别是铁、碳、金、银、铀、钛和硅,碳就是其中之一,位居铁之后的第二位。在布朗勋爵眼里,碳如钢铁,是帮助人类建成了今天现代社会的“七大元帅”之一,功不可没。

随着科技的进展,碳材料将扮演越来越重要的角色。由二维碳材料组成的石墨烯(Graphene)是一种革命性的材料,具有优异的光学、电学、力学特性,在包括材料、能源、化工、生物医学、航空航天等多个领域具有广阔的应用前景。由碳原子组成的纳米碳材料(碳纳米管,碳纳米纤维,纳米碳球)在硬度、光学特性、耐热性、耐辐射特性、耐化学药品特性、电绝缘性、导电性、表面与界面特性等方面都比其他材料优异,对未来科技的发展将起到重要的支撑作用。

所以,问题不在于碳,而在于CO2。但从严格意义上来说,CO2本身也不是问题。没有CO2,都零碳了,植物靠什么来进行光合作用呢?问题的核心是自工业革命以来,化石能源的大量燃烧带来的CO2过量排放。随着大气中CO2浓度的增加,越来越多地吸收地面反射的红外线,使得大量进入大气层的太阳辐射能保留在地面附近的大气中,从而使地球表面变得更暖,类似于温室截留太阳辐射,这一过程被称为温室效应。温室效应导致气候变化,而气候变化的后果十分严重,包括极端天气、干旱、飓风、洪涝、森林大火、冰川消融、永久冻土层融化、珊瑚礁死亡、海平面上升、农作物歉收、生态系统改变、致命热浪、以及更广泛的健康危害等,威胁人类在地球上的生存和发展。

因此,需要以控制地表温度上升为目的,控制温室气体在大气中的浓度,使得全球气候处于适合人类居住的范围内。

但是,能够产生温室效应的气体除了CO2,还有甲烷(CH)、氧化亚氮(N2O)、以及氢氟碳化物(HFCs),含氯氟烃HCFCs、六氟化硫(SF6)等人造气体。据美国环境署统计,年全球温室气体排放由CO2(76%),CH(16%),N2O(6%)和其他气体(2%)构成。

由于CO2在所有温室气体中占有绝对优势,它就成为了控排和减排的主要对象。“碳中和”就是把某个实体(如一个企业、一个城市、一个国家等)在某一时期的CO2排放量减到最低限度,实在无法减少的则通过对冲手段来中和,使得人类活动往大气中排放的CO2总量为零,而“气候中和”则包括所有的温室气体,比“碳中和”更进一步。

能源系统一直有两个重要的职能:一是为人类活动提供所需要的能源服务,这些服务包括电力、热力和交通移动力;二是通过能源化工,提供人类生活与生产活动所必需的原材料,如塑料、化肥和各种化纤材料。国际能源署在年发布的《石化行业的未来》报告中指出,为人类生活提供各类必需品(塑料、化肥、包装、衣服、医疗器具、洗衣粉、汽车轮胎等碳基化合物)的石化行业已经是全球能源行业的重要组成部分,分别占全球石油消费的14%和天然气消费的8%。然而,因为它提供的是化工产业的原材料而不是能源产品,一直被能源界所忽视。同理,在讨论能源转型时,人们往往只


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