一起行动,让地球不“碳”气

2023-11-02 16:04本刊综合
发明与创新·小学生 2023年11期
关键词:干冰温室效应二氧化碳

本刊综合

小新,我家发生了一件奇怪的事!今天早上起床时,我发现窗户开了,桌上还留了一封信。你说,会不会是某只绅士兔对我爱慕已久……

哈哈,是大灰狼对你垂涎已久吧。不过,这封信确实奇怪,让我来瞧瞧。

某个幸运的生物:

你好,我是来自X星球的1035号。前段时间我们截获了“旅行者1号”探测器,由此得知了地球和人类的存在。不瞒你说,我们有一种特异功能:只要认识某个物体,就可以预知其200年后的变化。

200年后,地球地面上到处都是荒漠,没有城市、矿山、田地,甚至没有任何生物存在。在此之前,地球经历了一场浩劫:大气中的二氧化碳浓度升高,它们像一床厚厚的棉被盖住了地球,全球气温升高,南极和北极的冰川融化,海平面上升,沿海城市逐渐被淹没,被封印在冰层中的古老病毒重新肆虐人间……地球生物被一种由二氧化碳引起的温室效应灭绝了。

请你将这个消息转达给人类,让大家立刻行动起来,保护地球!希望当我们的飞船来到你们的星球时,还能看到地球文明的存在。

太可怕了!这会是真的吗?

嗯,它说的很有可能会发生。

地球“发烧”,危机到来

人类的各种活动大大增加了二氧化碳的排放量,加剧了温室效应,导致全球气温升高。空气温度升高后,其湿度也会相应升高。研究表明,空气温度每升高1 ℃,其含水量就会提高7%。这就加快了地表和海洋水分的蒸发,引发强劲的降雨和风暴,给全球带来各种极端天气。

知识卡片

温室气体包括二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等,它们能留住热量,使地球表面變得温暖,形成温室效应。温室效应本身并不坏,但一定要适度。要知道,在没有温室效应的月球上,夜间温度会降到-170 ℃。

小新赶紧想想办法,我可不想从地球消失。

人类早就意识到了这一点。为了应对气候变化,节能减排、植树造林已经成为大家的共识。

全球携手,为地球“降温”

2015年

12月,近200个缔约方一致同意通过《巴黎协定》,目标是将全球平均气温较工业化前水平升幅控制在2 ℃以内,并为把升温控制在1.5 ℃以内而努力。

2020年

9月,习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布:“中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。”

2023年

8月15日,我们迎来了首个全国生态日。习近平总书记提出以“双碳”工作为引领,推动能耗双控逐步转向碳排放双控,持续推进生产方式和生活方式绿色低碳转型,是协调推进高质量发展和高水平保护更为具体的重要举措。

实现“双碳”目标,最重要的是节能减排,包括使用清洁能源、提高能源使用效率、减少一次性物品使用等。

知识卡片

碳达峰:在某一个时间点,二氧化碳的排放量达到峰值,之后逐步回落。

碳中和:通过植树造林、碳捕集利用与封存技术等,抵消自身产生的二氧化碳排放量,实现二氧化碳“净零排放”。

可是我们的生产生活总会产生二氧化碳,它们能去哪呢?

除了植树造林,通过植物的光合作用吸收二氧化碳,科学家们还在努力将大气中的二氧化碳捕集、封存,甚至变废为宝。

永久封存,潜力巨大

2023年6月,我国海上首个百万吨级二氧化碳封存工程正式投用,每年封存量达30万吨,总计超150万吨,相当于植树近1400万棵。

简单理解,碳封存就是找个地方将捕集到的二氧化碳埋起来,不让它跑进大气层“捣乱”。其实,封存二氧化碳没有什么特别,地下、水里都可以,关键是坑要挖得深,埋要埋得严实。

目前较成熟的二氧化碳封存的方法有地质封存和矿物封存两类。

地质封存:将超临界状态(气态液态的混合体)的二氧化碳注入深层地质结构中进行封存。常见的适宜碳封存的地质结构包括油田、气田、咸水层、不可开采的煤矿等。这些天然的储藏所空间大、分布广泛,但是要考虑二氧化碳的泄漏风险。因此,科学家们正在积极寻找对二氧化碳运移过程进行实时监测的好办法。在严格管理下,注入地层中的二氧化碳可封存一千年以上。

矿物封存:经过一系列的化学反应,在催化剂的辅助下,把气体二氧化碳转化成稳定的固体碳酸盐。与地质封存相比,固态碳酸盐矿物质没有泄漏风险,可以永久封存二氧化碳且对环境无害。

变废为宝,没有什么不可能

换个思路,捕集到的二氧化碳也能作为原料创造经济价值。

干冰

干冰是固态的二氧化碳,遇到热水便会迅速由固体变成气体,产生烟雾缭绕的梦幻场景。干冰还可用于人工降雨。干冰在升华的过程中会吸收大量的热,空气中的水蒸气也随之冷凝成小水滴。干冰还可用于一些模具行业的清洗,避免化学清洗法对模具的腐蚀、机械清洗法对模具的机械损伤。

注意 :干冰的温度低至-78.5 ℃,不可直接接触,须戴厚厚的棉手套才能触碰!

钻石

钻石的主要化学成分是碳。美国一家科技公司从大气中收集原料,将二氧化碳经过气相沉淀法等复杂处理后制成“负碳钻石”,并创立了珠宝品牌Aether。

燃料

英国牛津大学的一个科研团队开发出了一种新型催化剂,它可以直接将大气中的二氧化碳转化为烃类喷气燃料。

食品

芬兰太阳能食品公司从空气中提取二氧化碳,然后结合水、营养物质和维生素,生产出了一种全新的蛋白质粉。

“双碳”新职业

“双碳”目标推动了新技术的发展,同时也催生了一批新的绿色职业。

电力交易员 :过去的电价是固定的,但现在的电价根据市场供需而波动。我的工作是通过分析区域经济运行、天气、电厂运行情况等,算出不同时段电力市场的供需状况,从而进行交易或提供建议。

建筑节能减排咨询师:我的工作是利用节能减排技术,对建筑物及其环境进行测评、改造等。通过在屋顶铺设光伏板、使用空气源热泵供暖、在原有建筑外墙做外墙保温等措施,降低建筑的取暖、电力需求,达到减少二氧化碳排放的目的。

碳排放核算员:我的工作是对特定区域、企业或产品的温室气体排放数据进行核算,从而为后期的碳核查、碳交易提供数据支持。

2021年7月,全国碳排放权交易市场正式启动上线交易。随着越来越多行业纳入全国碳市场,我的工作也越来越忙啦。

知识卡片

碳交易:买方通过向卖方支付一定金额,获得一定数量的二氧化碳排放权。

节能减排既是国家大事,也是每个人的责任。我们可以从日常小事做起,践行低碳生活。

小新的低碳生活

8:00

早上起来,小新第一件事就是拉开窗帘、打开窗户,让房间充满明亮的光线和流动的空气。书桌就摆放在窗户旁边,白天看书时完全不需要开灯。

很少有人意识到,建筑是碳排放大户。城市中的碳排放竟然有60%来源于建筑。建筑需要实现采暖、制冷、通风、照明等功能,就要持续消耗能源。所以,减少家用电器的使用频率,少开一盏灯、少用一次洗衣机,就能节约能源、减少碳排放。

10:00

昨天家里来了客人,妈妈做了一桌丰盛的午餐:红烧猪蹄、小炒黄牛肉、香辣羊排……想到这,小新赶紧提醒妈妈:“今天中午只有我俩吃饭,一荤一素就够啦。”

生态学家曾呼吁“管好牛羊放屁”。因为牛羊的屁含有大量甲烷,这种气体的温室效应是二氧化碳的20多倍。新西兰政府早已开始征收“屁税”,以督促农民改进饲养方法,让牛羊少放屁,减少甲烷的产生。

作为食物的购买者和食用者,我们一方面要减少食物浪费,另一方面要合理搭配饮食,不能只吃肉,不吃蔬菜、水果。

15:00

午休后,妈妈和小新准备去书店买书。看到妈妈拿起车钥匙,小新提议道:“书店很近,我们走路过去吧!”

燃油汽车的尾气被很多人视为环境污染的罪魁祸首。电动汽车不使用燃油,没有尾气排放,越来越多人选择电动汽车当代步工具。

不过,低碳生活的首选出行工具,第一是两条腿,第二是自行车,第三是公共交通工具,最后才是电动汽车。如果出远门,大家要尽量选择高铁。因为高铁的碳排放量约是飞机的15%,飞机可是不折不扣的碳排放大户。

17:00

在一家服装店,妈妈看中了两件衣服,一件是棉麻材质,一件是涤纶材质。小新帮妈妈出主意:“一次只买一件。棉麻材质的衣服穿着更舒服,您选它吧。”

涤纶、锦纶、维纶等合成纤维都来自对石油的深加工,在生产过程中会产生大量的二氧化碳。因此,少穿一件化纤面料的衣服,少买一件衣服,就是一种减碳方式。

同时,可更多选择竹纤维和亚麻布料的服装,因为这两种原料在生产过程中比棉布更节省水,碳排放更少。

计算一下,你今天为节能减排做了多少努力。

●少看电视:______小时×转换系数0.11= ______千克二氧化碳

●节约用水:______立方米×轉换系数0.34=______千克二氧化碳

●节约天然气:______立方米×转换系数1.78=______千克二氧化碳

●乘坐公共交通替代自驾出行:______千米×转换系数0.25=______千克二氧化碳

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