碳中和的意义与我国应对技术体系

  北京时间2021年11月19日晚，应申慱sunbet官网入口-约翰斯·霍普金斯大学sunbet申搏（以下简称中美中心）邀请，申慱sunbet官网入口自然资源所研究院副院长、申慱sunbet官网入口地球科学与工程学院赵良教授在线上为中心师生带来了一场题为“碳中和的意义与我国应对技术体系”的精彩讲座，中美中心环境学副教授张海燕主持会议。本次讲座通过ZOOM平台与Bilibili平台同步直播，吸引了一千八百多名观众在线观看。

图 |主讲人赵良教授

图 |主持人张海燕教授

01 全球变化的影响

  讲座伊始，赵良教授首先借助动图展示了1880-2016年间的全球地表平均气温变化，并通过碳库交换示意图直观地展示了地球各系统之间的碳交换情况。工业革命之前，地面和海洋与大气之间的碳交换基本上是平衡的。但工业革命之后，人类大量使用化石能源，并将这部分二氧化碳排放至大气中，打破了原有的平衡，使得大气的碳库相比工业革命前整整增加了165个PG（10^15g）。

  空气中碳含量的大幅增加引发了全球气候变化：冰川融化，大量淡水流入海洋，影响了海洋和大气环流以及水汽平衡；世界范围内湖泊面积缩减；极端天气频发，极圈高温、丛林山火、特大暴雨引发的洪涝灾害时有发生，给人类的生产生活带来很大影响。1998年至2017年20年间，全球共发生了约1.2万起热浪、飓风、台风等气候灾难，共造成约50万人死亡和不计其数的财产损失。赵教授指出，人类消失之后，地球仅需两百万年就能完全恢复原貌。因此，保护地球其实更大程度上来说是在保护我们人类自己。

02 碳中和概念的诞生

  早在19世纪上半叶科学家们就已经关注到人类对气候的影响。1837年，法国科学家傅里叶首次提出人类社会的发展在地球许多地区引起地表状态、水资源分布以及大气运动等方面的显著变化。1979年第一次世界气候大会在日内瓦召开和1988年IPCC（联合国政府间气候变化专门委员会）的成立，推动了世界各国和国际社会应对气候变化的进程。

 “碳中和”这一概念由英国未来森林公司于1997年首次提出，即一定时期内，人为温室气体排放量与人为温室气体消除量相平衡，碳中和的目标是将经济社会发展与温室气体排放脱钩。2006年，“碳中和”被评为《新牛津美语字典》年度词汇。2015年，巴黎协定提出在本世纪下半叶实现温室气体源的人为排放与清除之间的平衡。2018年，IPCC提出要将全球温升控制在1.5℃且到2050年实现碳中和的目标。

 赵教授预测，碳中和将引发新一轮科技革命，谁能在这场变革中占得先机，谁就能率先降低经济社会转型成本并增强产业全球竞争力，在发展模式的根本转变中赢得主动。

03 如何构建碳中和技术体系

 构建碳中和技术体系，首先要结合供给侧和消费侧，分析我国碳排放现状特征。2020年，我国温室气体年净排放总量为126亿吨CO2当量，主要排放渠道包括电力、工业、交通、建筑等。

 赵教授指出可以根据低碳、零碳和负碳技术的不同特点，预测我国技术的未来发展趋势和方向。我国未来将分三个阶段逐步实现碳中和目标。2030年以前，由于成熟度较高且成本效益突出，低碳技术作为碳中和的技术基础，占据主导地位；2030-2050年，非化石能源占比达到60%以上，零碳技术将提供主要减排贡献；2050-2060年，负碳技术将成为主流，使碳中和目标的最终实现成为可能。

 构建碳中和体系，应当分析不同应用的系统解决方案，强化耦合优化与协同增效。例如，构建新型零碳能源系统需要发电技术、燃料技术、储能技术、CCUS（碳捕集利用与封存）技术、工艺流程再造技术以及电气化技术的协同作用。

04 碳中和技术体系的构成

 赵教授进一步分享了碳中和技术体系如何构建，指出我们应从“源头替代”、“过程消减”以及“末端捕集”等方面构建碳中和技术体系，并详细列出了技术分类与需求。赵教授还指出，各类碳中和技术之间可以实现互联，通过集成耦合和优化提高整体的工作效率。

 相对美国与欧盟，我国在实现碳中和过程中面临更大的时间挑战。美国和欧盟碳达峰与实现碳中和之间的时间差分别为43年和71年，中国却只有短短的30年。全球范围内，能够实现商业化应用的碳中和技术仅有20%左右，所以在未来，需要更多的颠覆性技术来满足碳中和需求，谁能够掌握科技，就能掌握国际话语权。

 问答环节中，中心学子就碳中和技术的实施以及未来发展方向提出自己的疑问，赵教授一一耐心解答，讲座在热烈的氛围中圆满结束。

文字：孙晓威