碳中和之路

鲁超

2020年9月22日，中国公开承诺：力争于2030年前达到二氧化碳排放峰值，努力争取2060年前实现碳中和。中国明确具体的碳达峰和碳中和路线图，不仅担负起了中国作为大国的环境责任，这两个目标的订立也是为了让所有中国人生活在更干净的环境中，呼吸更清新的空气。

早在2019年底，我国就表示：中国已经提前实现了2020年减少碳排放的目标。这次，我们更是提出了“碳中和”的惊人承诺，我们会如何实现这个目标呢？我们的信心来自哪里呢？且听我慢慢道来……

要达到碳中和，就要在减少排放的同时增加碳汇

简单地说，碳中和就是碳排放量减去碳吸收量（碳汇）的结果等于0。我们搞经济要“开源节流”，而碳中和讲究的是“减排增汇”！要理解碳中和，首先我们要明白什么是碳汇。碳汇指通过天然或人工的方式，储存含碳化合物，从而降低大气中的二氧化碳浓度。

自从全球变暖成为共识之后，各界对于碳汇这个概念的认识越来越深入。碳汇可分为三类：海洋碳汇、陆地植被和人工技术。陆地植被和海洋碳汇是自然界中两个最重要的碳汇。每年人类活动排出的二氧化碳中，有一半左右储存在这两大自然碳汇中，在自然碳汇上做文章，显然是很聪明的想法。2018年4月中旬，我国多位科学家不约而同地在国际学术期刊上发表7篇论文，从各方面介绍了中国正在努力创造的良好生态系统，其关键词都围绕着碳汇和碳库。这似乎是在告诉全世界：我们有备而来！

近年来，关于“人工碳汇”的研究也开始逐渐深入，下面介绍主流的几种：

采用化学吸收法（比如乙醇胺等）对煤化工行业、火电行业、天然气厂以及甲醇、水泥、化肥等工厂产生的二氧化碳进行捕集。

要封存碳，要么靠种树，要么把二氧化碳转化为矿物等固体，要么把二氧化碳注入地下

前面提到，既然海洋是一个很大的碳汇之所，为什么不把二氧化碳注入深海呢？在海底的高压下，二氧化碳将变成液体，与水形成固态笼形水合物。问题是，这种做法有潜在的风险，如果发生泄漏会导致海水酸化，进而引起不可预测的生态灾难，所以有一些国家已经达成共识，不允许二氧化碳深海存储。另外，还有研究人员指出，在海底深埋二氧化碳，可能会将海底可燃冰里的甲烷“挤”出来。兴一利必生一弊，要知道，甲烷的温室效应可比二氧化碳厉害多了。

将二氧化碳直接注入油田，将原油“挤出”。这项技术已经有40多年历史，最早是为了提高石油的采集效率。但二氧化碳会溶解于原油，在燃烧后还是会释放出来，无法达到碳中和的目的。

往采空后的油田里注入二氧化碳给了科学家一些启发，我们可以将二氧化碳注入一些密封的地质结构里，将它们封存起来。

將二氧化碳用微生物降解。这项工作可以和上一种方法配套进行，即先将二氧化碳封存于地下，同时注入可降解二氧化碳的微生物。

碳酸盐的能态低于二氧化碳，也就是说，在地质圈里，二氧化碳最终会转化成碳酸盐，人类只要加速这个进程，就可大大降低空气中的二氧化碳。在热力学上，橄榄石（硅酸镁、硅酸亚铁）、蛇纹石（水合硅酸镁）等矿物都可以和二氧化碳反应生成碳酸镁。

人工碳汇有各自的优缺点，对于一些技术成熟的人工碳汇我们应该要大胆应用，而对于一些不成熟的技术，我们则要持观望的态度，通过足够多的实验，观察后续效果。尤其应该注意，不能把眼光局限于一个点，而是要从整个产业链来看问题。比如用乙醇胺吸收二氧化碳，火电厂的二氧化碳的确被吸收了，但生产乙醇胺的碳排放有多少，开展这些技术的配套设施如何，储存吸收物的方法如何等等，都必须被考虑进去。

从目前的运营成本和可操作性来看，人工碳汇远远不能与自然碳汇相比，老老实实地种树，在当下仍然是主流。

地下碳封存方案

说完碳汇，再来看看碳排放。过去，对能源的利用，基本上等价于碳排放。也就是说，在化石燃料占据一次能源的主体时，我们要享受更好的生活，就要用更多的化石燃料，也就要相应地排放更多的二氧化碳。丁仲礼院士说的把碳排放视为“发展权”，就是这个意思。

中国走的是一条负责任的碳中和路线

其实，在减排方面，发达国家也有所动作，比如2019年，英国就提出了“在2030年前实现零碳排放”的计划。但其中的具体做法我们却不得不质疑，比如“将天然气转化成清洁的氢能”就很令人疑惑：天然气就是甲烷，是一种碳氢化合物，得到氢以后，碳去哪儿了呢？这不外乎建立在一种碳转移的基础上。天然气制氢，美英的技术都已经很成熟，但他们国家为了要达到零碳排放，却将转化天然气的加工过程让发展中国家去做。这样一来，他们只管享受“清洁的氢能”，而让发展中国家大量排放二氧化碳，造成这些国家的环境污染，这显然是不负责的做法。

中国是负责任的大国，我们讲究人类命运共同体，要为国家、为人民、为后代甚至为全人类负责，从而在节能减排、保护环境上采取了具体的、切实可行的做法。2016年，我国的承诺中包括一条：“到2030年，将非化石能源在一次能源总供应中所占的比例提高到20%左右。”

2019年，我国能源结构：煤（58%）、石油（20%）、天然气（8%）、水力（8%）、核能（2%）、其他可再生资源（4%）。首先是水力，中国水电资源储量全球第一，不利用的话实在太可惜了。除了三峡以外，我们已经在西南地区布局很多。需要指出的是，乌东德水电站已经于2020年6月份正式投产发电。近年来我国水电事业大踏步发展。

然后是核电。尽管核电的争议很大，拥护者认为核电是一种清洁的能源，反对者的理由则更加实际：历史上有美国三里岛、苏联切尔诺贝利核事故，近年来有日本的福岛核泄漏。然而，我国对核电的安全十分重视，采取了行之有效的保护措施，核电事业一直稳步发展，没有出过事故，这让我们更有底气去发展中国核电事业。国外也有很成功的经验，比如法国的核电比重已经高达80%。美、俄、英等大国也相继表示，不会因为福岛事故而停下发展核电的步伐。因此，我国的核电事业可能仍然会继续稳步推进，但核能短期内是无法取代化石能源的。

最后是光伏。自从2015年超越德国之后，中国的光伏产业一直遥遥领先。2019年底，中國光伏面板的总装机容量超过200吉瓦，现在全球最大的太阳能发电厂是位于我国的850兆瓦的龙羊峡大坝太阳能公园。我国的目标是到2050年达到1300吉瓦的太阳能装机容量。当然，和德国、日本、澳大利亚等发达国家相比，我国太阳能的人均潜力还很高。目前光伏电站的设计还有很大优化空间。相信在一些关键技术突破之后，中国光伏还能进一步快速扩张。

我国在水力、核电和光伏上都已经做好了相当的准备。因此，如果我们能做到能源结构的大幅调整，用水力、核电和光伏这“三驾马车”将非化石能源从现在的15%提升到30%以上，那么“能源利用及成本上等价于碳排放”的那句基于化石燃料作能源的话就不一定100%成立了。

此外，中国也在核聚变领域积极探索。2018年，中国聚变工程实验堆（简称CFETR）在合肥开建。根据公开的消息：CFETR计划分三阶段走，完成“中国聚变梦”。第一阶段截至2021年底，CFETR开始立项建设;第二阶段截至2035年，计划建成聚变工程实验堆，开始大规模科学实验;第三阶段截至2050年，聚变工程实验堆实验成功，建设聚变商业示范堆，完成人类终极能源。如果我国能在2050年成功实现核聚变，2060年实现碳中和的压力会大大减轻。

届时，人类将获得在某种程度上有取之不尽、用之不竭的能量。为了发展下一代更加清洁的核聚变技术，地月经济区也将正式摆上日程，月球上的氦-3将成为人类的宝贵资源。

曾经，全球变暖被相当多的人认为是“阴谋论”，更有人认为这是发达国家剥夺我们“发展权”的阳谋。丁仲礼的“中国人是不是人”成为“灵魂之问”！为了人类的生存和发展，为了全世界的人们过上美好的幸福生活，我们应该尊重科学事实，用自己的智慧和汗水去创造一个更加美好的明天。庆幸的是，我们中有相当多的智者和勇者做出了明智的选择。

今天，在新能源和碳中和领域，无数工作者默默耕耘，稳步攻坚。40年后，等待我们的是一个全新的“绿色经济”时代。上下五千年，一代代中国人不就是这样一步步走过来的吗？

ec28d4f7227fead54b605cc35831d3755870efece62dc9f0d50bbd2e616202f5实现碳中和需要多种手段

虽然碳中和之路还很长，但中国终将迎来一个更绿色的未来

（本文原载于知乎）

种树= 增汇

根据美国宇航局于2019年公开的一份报告中的卫星数据显示，中国和印度正在引领陆地绿化增长，其影响主要来自中国雄心勃勃的植树计划和两国的集约化农业。

既然都被卫星看到了，说明我国的绿化取得了不错的成效。2020年10月，世界权威的自然科学期刊《自然》上发表了刘毅团队的文章。在文章中，他们统计了2009—2016年之间在6个观测点的数据，并有如下发现：

1. 2010—2016年，我国陆地生态系统年均吸收约11.1亿吨碳，吸收了同期全国人为碳排放的45%。

2. 中国西南地区（云南、贵州和广西等地区）以及东北地区（尤其是黑龙江和吉林省）的碳汇此前被严重低估。

3. 我国的人工造林取得了显著成果，在过去的10～15年里，每个省份（自治区）每年增加400～4400平方千米的森林面积，同时促进了木材出口，国内纸张产量也有所提高。

我们已经认识到，森林是实现碳中和道路上最重要的碳汇之地，其单位面积储碳能力是农田的2.5倍。据研究表明，林木每生长1立方米，平均可吸收1.83吨二氧化碳。我国于1978年启动的三北防护林计划，不但阻挡了风沙，让当地土壤能涵养更多水分，而且每年还从大气中储存在大量的二氧化碳。

木质纤维被加工成颗粒状的固体燃料后，可以直接用于发电，每年可节约相当可观的电煤量。除了直接燃烧，人们还能利用木材丰富的油脂和淀粉等生物质，将其转化为生物柴油或乙醇。