鲁超：第75届联合国大会期间，中国提出力争2060年前实现碳中和，意味着什么？

2021-03-09

【文/鲁超】

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“小目标”呢？我们的信心来自哪里呢？且听我慢慢道来……（长文预警）

简单地说：碳中和=碳排放-碳汇。我们搞经济，要“开源节流”；而碳中和，讲究的是“减排增汇”！

首先我们要注意一个“碳汇”（Carbon Sink）的概念，意为：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。

“碳汇”三部分：海洋（Ocean）、植被（Forest）、人工技术（Artificial technique）

自从全球变暖变成共识之后，各界对于“碳汇”这个概念认识越来越深入，自然界里两个最重要的碳汇是植被和海洋。每年人类活动排出的二氧化碳中，有一半左右被自然界的“碳汇”吸收，在自然碳汇上做文章，显然是很聪明的想法。

2018年4月16日，像是“串通”好了一样，我国科学家几乎同时在PNAS（美国科学院院报）上发表7篇论文，从各方面介绍了中国的生态系统，但关键词都围绕着“碳汇”、“碳库”（Carbon pool）。

这似乎是在告诉全世界：“我们绝对是有备而来！”

还记得2019年2月份NASA的报道吗：来自NASA卫星的数据显示，中国和印度正在引领陆地绿化的增长，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。

好吧，都被卫星看到了，咱实在瞒不下去了！2020年10月份，《Nature》上发表刘毅团队的文章《根据大气二氧化碳数据估算的中国大型陆地碳汇》（Large Chinese land carbon sink estimated from atmospheric carbon dioxide data），论文链接如下：

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2849-9

根据他们于2009-2016年之间在6个观测点的数据，表明：

1，2010~2016年，我国陆地生态系统年均吸收约11.1亿吨碳，吸收了人为碳排放的45%。

2，中国西南地区（云南，贵州和广西等省）以及东北地区（尤其是黑龙江和吉林省）的碳汇之前被严重低估了。

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4-44万公顷森林面积。这还促进了木材出口和国内纸张的生产。

比较一下2000年和2017年，世界上哪些地方变得更绿？

回想一下，世界上近年来发生的一些事情，是不是有鲜明的对比？

2019，巴西亚马逊森林大火，“地球之肺”危在旦夕！

2019-2020，澳大利亚丛林大火，导致30亿动物死亡。

2020，美国加州山火，面积超过12500平方公里，打破了历史纪录。

其实，山火全球到处都是，我国自然也不例外。

我们现在已经认识到，在“碳中和”问题上，森林是宝贵的“碳汇”。为了保护这些珍贵的“碳汇”，我们的消防战士曾付出了自己的生命。

向林业工作者和救火队员们致敬！

2019年3·30木里县森林火灾，30名救火队员牺牲

除了自然碳汇以外，在“人工碳汇”上的研究近年来也开始比较深入，不外乎下列关键词：

下面介绍主流的几种：

一、火电厂胺吸收

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

二、深海存储

前面提到，既然海洋是一个很大的“碳汇”，为什么不把二氧化碳注入深海里呢？确实，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，不允许对二氧化碳进行深海存储。

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“挤压”出来。兴义利必生一弊，要知道，甲烷的温室效应比二氧化碳可厉害多了。

二氧化碳在大气和海洋里不断交换

三、灌注油田

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。

四、地下封存

往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到一些密封的地质结构里，将它们封存起来。

将二氧化碳注入地下卤水层中

五、生物降解

将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，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。

细菌：二氧化碳？美味啊~~~

六、矿物吸收

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，即可大大降低空气里的二氧化碳。

从热力学上，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，如下：

2009年，美国科学家指出，这种方法可以至少储存现在美国500年的碳排放。

个人认为，对于各种人工碳汇，一些成熟的技术，我们当然要大胆应用。但对于一些不成熟的技术，我们仍然要持观望的态度，经过足够多的实验，观察后续效果。

尤其应该注意，不能光把眼光局限于一个点，而是要整个产业链来看问题。比如用乙醇胺吸收二氧化碳，确实，火电厂的二氧化碳被吸收了，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，储存吸收物的方法等等，都必须被考虑进去。

从目前来看，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。

说完“碳汇”，再来看看“碳排放”。

过去在业内，能源利用基本上等价于“碳排放”。也就是说，我们要享受更好的生活，就要用更多的能源，也就要相应的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”，此之谓也。

其实，在减排方面，发达国家也很努力，比如2019年，大英帝国就提出了“在2030年前实现零碳排放”的雄心壮志。

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（CH4），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，但要达到“零碳排放”，就必须将“转化天然气”的加工过程让后进国家去做，发达国家只管享受“清洁的氢能”就好了，然后发达国家还可以通过“碳税”去割发展中国家第二次韭菜，多完美！

具体可以参见《零碳排放——大英帝国的能源战略》：https://zhuanlan.zhihu.com/p/343301769

我们是负责任的大国，不可能像欧美那些短视的政客一样，只管拉大旗抛口号，下台后哪管洪水滔天。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，还是需要有具体的、切实可行的做法。

看到别的回答里面有很多在大谈特谈新能源汽车、电池什么的，其实这些于事无补。咱还是必须将目光聚焦在一次能源上。你搞新能源汽车，表面上看，车没有碳排放了，但你的电如果还是用煤烧出来的，还是会有碳排放，只不过是将城市的排放转移到了火电厂。在统计全国的“碳排放”、“碳中和”过程中，不过是左手右手的事情。

这是“换汤不换药”。

中国最近10年新能源汽车的销量，咱今天不谈这个……

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。”

下图是2019年我国的能源结构，化石能源占据85%，非化石能源仍有很大的提升空间！（水力8%，核能2%，其他可再生资源5%）

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（5%）

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，如下图，需要更新指出一下的是，乌东德水电站已经于2020年6月份正式投产发电。

从下图我们也能看出，近年来我国水电事业是如何地大踏步发展。

不要管非大陆媒体如何宣传水电站的缺陷，比如对环境的破坏，安全隐患等等。

水电站的安全事故，美国和印度多得是。中国历史上真正有据可查的只有1975年河南省板桥水库的事故那一次，我们在此不多评论。

是要“大仁政”还是“小仁政”？作为干活的人，接受批评，继续改进，但还是要继续前进，方为正道。

敌人批评我们得越多，说明我们做得越正确，越证明我们一定要坚定的去做。至于每年汛期，对岸媒体都要来几次如下的造谣，我们就把这当成一道“亮丽的风景线”，笑口常开吧。

ww的地理“姿势”还是要补补

然后是核电。核电的争议也很大，拥护者认为核电是一种清洁的能源，反对者的素材则更加实际，历史上有美国三里岛、苏联切尔诺贝利，近年来有日本的福岛。

好在我国的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%。美俄英等大国也曾表示，不会因为福岛事故而停下发展核电的步伐。

所以我国的核电事业估计仍然会继续稳步推进，但短期内希望它完全取代化石能源是没有指望的。

2016年，笔者在陕西科技博物馆拍摄的照片

关于核电，具体可以参见：https://zhuanlan.zhihu.com/p/58853683

最后是光伏了。

自从2015年超越德国之后，中国的光伏一直遥遥领先。到2019年底，总装机容量超过200吉瓦，现在全球最大的太阳能发电厂是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。

从下图来看，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，技术突破之后，中国光伏还能进一步快速扩张。

太阳能人均装机瓦数，颜色越深，代表人均装机瓦数越高

总之，我国在水力、核电和光伏上都已经做好了相当的准备。

回到之前的那句话：能源利用基本上等价于“碳排放”。这是基于主要一次能源仍然是化石燃料，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，那上面那句话就不一定100%成立了，而只是70%（甚至更低）成立了。

当然，对于新能源从来就不缺下面的声音，我们当成笑料听听好了：

核电坚决不能建！危险！

火电坚决不能建！污染！

水电坚决不能建！破坏生态！

风电坚决不能建！影响景观！

太阳能坚决不能建！经济泡沫！

谁也不能停我的电！不要问我怎么办！你们自己想办法！反正不能停我的电！

欢迎加入用爱发电大队

最后，一本正经地大胆预言一下，我国还留了一手。那就是：中国聚变工程试验堆（CFETR）。

根据公开的消息：

CFETR计划分三步走，完成“中国聚变梦”。第一阶段到2021年，CFETR开始立项建设；第二阶段到2035年，计划建成聚变工程实验堆，开始大规模科学实验；第三阶段到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。

嗯嗯，2050年核聚变成功，2060年碳中和。完美！

到那个时候，在某种程度上能量将取之不尽用之不竭，重水提取概念股值得关注。

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。

你以为是闹着玩的？

曾几何时，全球变暖被相当多的人群认为是“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”！

我们是应该局限在意识形态的讨论，回避现实，和“瑞典少女”们打嘴炮；还是应该尊重科学事实，用自己的智慧和汗水去创造一个更加美好的明天呢？

庆幸的是，我们选择了后者！

希望把全球变暖变成一个新时代的“郑国渠”工程！

2020年代的今天，我们有的流汗耕耘，有的烧脑工作。

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，我们不就是这样一步步走过来的吗？

韩国派人忽悠秦国修建郑国渠，目的在于消耗秦国民力。秦王政将计就计，采纳这一建议。结果关中农业迅速发达起来，原本雨量稀少、土地贫瘠的关中，变得富甲天下

南京信息工程大学的陈铁喜教授是国内研究碳循环的专家，本文也得到他的大力支持与指导，非常感谢！

去年我曾经和陈教授举办了一系列的线下活动，今年我已经和他约好，4月份以后针对“碳中和”再来几次科普沙龙，欢迎大家关注。

2020年与陈教授、邓教授搞的沙龙活动

2，Large Chinese land carbon sink estimated from atmospheric carbon dioxide data

3，【PNAS】全球首次，中国学者同期发表7篇PNAS，揭示我国生态系统中的“碳” | 土壤与农业可持续发展国家重点实验室

4，Human Activity in China and India Dominates the Greening of Earth

5，China and India Lead the Way in Greening

6，http://www.cityghg.com/uploads/soft/200119/1-200119204941.pdf

7，CO2-fixing one-carbon metabolism in a cellulose-degrading bacterium Clostridium thermocellum