突然很火的“碳中和”到底是什么？

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　　导语：

　　回顾两会，在3月5日国务院总理李克强的政府工作报告后，“碳中和”这一概念稳居热词搜索的C位，在各行各业中均引起了热烈的关注和讨论。那么“碳中和”究竟指什么？各国实现碳中和的蓝图又是什么？实现碳中和的路径有哪些呢？让我们跟随文章，一起来看一看。

　　什么是“碳中和”？

　　为了了解“碳中和”这一概念，首先我们需要知道何为“碳”。

　　在日常生活中，我们时常可以听到“低碳生活”、“碳足迹”、“碳交易权/市场”等等词汇。与直觉不同，这里的“碳”并非单单指二氧化碳（CO2），而是包括以二氧化碳为代表的若干种主要的温室气体。具体包括二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4），氧化亚氮（N2O）、氢氟碳化物（HFCs）、全氟化碳（PFCs）和六氟化硫（SF6）[1] 。而这些温室气体的排放将会导致温室效应，对地球的生存环境造成严重影响。

　　图1：“碳”包括什么[1]

　　为了统一衡量这些气体排放对环境的影响，联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)提出了二氧化碳当量（CO­2e）这一概念。“碳中和”中的“碳”所指即为二氧化碳当量。

　　（以甲烷为例：其当量值为25，即减少1吨甲烷排放相当于减少25吨二氧化碳排放）

　　“碳中和”一词即由此而生：企业、团体或个人测算在一定时间内，直接或间接产生的温室气体排放借由植树造林、节能减排等形式进行抵消，使得最终核算的二氧化碳当量为零，即为实现“碳中和”。

　　因此，实现“碳中和”并不是要求不产生温室气体，而是通过一定的手段将温室气体消耗或固定住，不排放到大气，使得排放量=吸收量，从而实现总体上的“零排放”。

　　图2：碳中和的核心精神：使温室气体的排放量=吸收量[2]

　　全球都在打“碳”主意

　　那么，全球各国为了实现“碳中和”目标，都做出了哪些努力呢？

　　全球“碳中和”目标的提出始于2015年由200个国家和地区达成的《巴黎协定》。截至目前，全球已有超过120个国家和地区提出了自己的碳中和达成路线。

　　从时间上看，包括欧盟、英国、加拿大、新西兰、南非在内的大部分国家均计划在2050年实现“碳中和”，美国新任总统拜登也已明确承诺在2050年实现碳中和。除此之外，一些国家计划实现碳中和的时间则更早：如冰岛（2040）、奥地利（2040）、瑞典（2045）、乌拉圭（2030）等。苏里南和不丹已经分别于2014年和2018年实现了碳中和目标，进入负排放时代。日本和新加坡则尚未公布具体的时间。

　　从公布承诺的方式上，主要分为三大类：政策宣示、法律规定和提交联合国承诺。中、日、韩、加等大多数国家主要采取的承诺方式为政策宣示，通过国家政策来公布碳中和实现计划。法、西、英、德等国家则是选择将“碳中和”计划写进立法，进一步强化社会对碳中和议题的重视。还有部分国家和地区，比如欧盟、匈牙利、斐济、斯洛伐克等，现阶段是通过向联合国提交承诺来公布碳中和计划的。

　　表2：部分国家的碳中和计划及承诺性质**

　　可以预期，在接下来数十年内，世界主要经济体均会致力于碳中和这一进程的推进，这也将对全球的各个行业的变动产生决定性的影响。

　　同时，由于碳排放所带来的“碳税”“碳足迹”也给世界各大经济体之间的贸易战和新保护主义提供了全新的“玩法”。

　　比如，2020年欧盟就开始在航空领域强征碳税。直接原因是提高欧洲航空公司竞争力，实际上也起到了限制新兴市场国家的作用。这变相地形成了以“碳配额”作为手段的新型贸易壁垒。而在航空业之后，欧盟的强征碳税又进一步覆盖了航运业。不仅如此，欧盟、美国、加拿大、韩国近些年还推出了“碳标签”制度，把商品在生产过程中所排放的温室气体排放量在产品标签上用量化的指数标示出来，引导消费者更青睐低碳农产品，逐步“排挤”高碳农产品。而大部分发展中国家在出口贸易中更容易遭遇“低碳壁垒”。

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　　那么，实现碳中和的科学路径有哪些？

　　既然全球各国都对碳中和目标的实现做了一定的规划，那么实现“碳中和”的具体路径有哪些呢？根据“碳中和需要使得排放量=吸收量”的原理来看，实现碳中和的对策大概分为4种路径：碳替代、碳减排、碳封存、碳循环。

　　碳替代：就是用清洁能源来替代传统的化石能源。所替代的能源形式包括用电替代、用热替代和用氢替代等。用电替代是指利用水电、光电、风电等“绿电”替代火电；用热替代是指利用光热、地热等替代化石燃料供热‘用氢替代是指用“绿氢”替代“灰氢”。比如国家重点研发项目的高温气冷堆荣成示范项目，其主要功能之一就是以核热替代煤热。

　　碳减排：对于尚未实现替代的某些领域，减少排放、节约能源、提高能效就成为了主要的途径。比如建筑、基础建设、交通等行业，在建材和钢材的生产中减少碳排放，同时利用分布式测控系统等智慧楼宇技术，提高设备能效，协同电热气等能源统筹，使用更加高效低碳的能源动力系统。从源头减少“黑碳”的排放量。

　　碳封存：在一些集中碳排放的场景，比如大型火力发电、炼钢厂、化工厂，在二氧化碳集中收集后，利用技术手段使碳以其他的形式与大气隔绝并封存，彻底将这部分碳隔绝在大气碳循环之外。目前地质封存是碳封存的主要形式，封存场所主要为油气藏、地下深部咸水层和废弃煤矿等。使得化石能源的碳最终回归地层。

　　碳循环：利用化学和生物手段实现大气中的二氧化碳吸收，并让这部分二氧化碳产生作用。主要包括人工碳转化和森林碳汇。人工碳转化是指利用化学或生物手段将二氧化碳转化为有用的化学品或燃料。森林碳汇是指植物通过光合作用将大气中的二氧化碳吸收并固定在植被与土壤中，减少大气中二氧化碳浓度。发挥“灰碳”可再利用的作用。

　　针对碳替代、碳减排、碳封存、碳循环4种主要“碳中和”对策，依据技术成熟度或与常规化石能源价格的竞争性，预测2020—2050年全球碳中和目标下二氧化碳减排趋势。

　　2020—2030年，二氧化碳减排速度相对较慢，主要原因是新能源的价格优势尚未显现，未能实现大规模应用，且碳封存技术尚未成熟。

　　2030—2050年，随着相关技术的成熟，新能源项目快速推广落地，二氧化碳排放大幅度下降。碳封存技术达到推广应用要求。总体看，碳替代将成为碳中和进程中的中坚力量，预测到2050年，贡献率占全球碳中和的47%，碳减排、碳封存和碳循环贡献率分别占21%、15%和17%。

　　总结：

　　在全球气候变暖已成为威胁人类生存和可持续发展的严峻挑战，新冠肺炎疫情仍在世界范围内蔓延肆虐的重要时刻，“碳中和”、“碳达峰”已经成为世界各国未来几十年发展的核心课题之一。由于每个国家的实际情况不同，实现“碳中和”路线的侧重点也不太一样，中国提出了2030年和2060年两个重要的时间节点，未来，碳达峰、碳中和将成为我国“十四五”乃至更长时间污染防治攻坚战的重要目标。在这样的政策背景下，中国如何具体实现碳中和？又将对哪些行业带来机会？请看下集。

　　[1] greenandgrowing.org

　　[2]央视新闻微博：《什么是碳中和》

　　** 原创图

　　[3] 邹才能, 熊波, 薛华庆, 等. 新能源在碳中和中的地位与作用[J]. 石油勘探与开发, 2021, 48(2): 1-10.

　　[4] 中国石油经济研究院. 2050年世界能源展望[R]. 北京: 中国石油经济技术研究院, 2020.

　　[5] 姜联合. 全球碳循环: 从基本的科学问题到国家的绿色担当[J].科学, 2021, 73(1): 39-43, 4.