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碳中和需靠世界共同努力
2022/09/25 17:20
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碳中和需靠世界共同努力

 

一、碳中和的概念 

    碳中和應從減少碳排放及增加碳固定兩方來了解,碳排放可由人為過程產生也可由自然過程產生。人為過程主要來自兩大塊,一是化石燃料的燃燒形成二氧化碳向大氣圈釋放,二是土地利用變化如森林砍伐后土壤中的碳被氧化成二氧化碳釋放到大氣中。近一個多世紀以來,碳排放主要來自人類活動。碳固定也有自然固定和人為固定兩大類,並且以自然固定為主。最主要的自然固碳過程來自綠色植物的光合作用。人為固定二氧化碳是把二氧化碳收集起來後,通過生物或化學過程,把它轉化成其他化學品,另一種方式則是把二氧化碳封存到地下深處和海洋深處。過去幾十年中,人為排放的二氧化碳,大致有54%被自然過程所吸收固定,剩下的46%則留存於大氣中。在自然吸收的54%中,23%由海洋完成,31%由陸地生態系統完成。比如最近幾年,全球每年的碳排放量大約為400億噸二氧化碳,其中的86%來自化石燃料燃燒,14%由土地利用變化造成。這400億噸二氧化碳中的184億噸逸入到大氣中,導致大約2ppm的大氣二氧化碳濃度增加。所謂碳中和,就是要使大氣二氧化碳濃度不再增加。碳中和同碳的零排放是兩個不同的概念,它是以大氣二氧化碳濃度不再增加為標誌。 

   人類活動每年都向大氣中排放二氧化碳,這其中的一部分可以被自然過程所吸收,餘下部分如不通過人為手段予以固定,則大氣中的二氧化碳濃度還會逐年增高。所以我們講固碳,主要是指通過人為努力固定下的那部分。固碳一般可分兩大途徑,一是生態系統的保育與修復,二是把二氧化碳捕集起來後,或加工成工業產品,或封埋於地下或海底,這第二方面就是所謂的“碳捕獲、利用與封存”。生態系統固碳都比較熟悉,它是利用植物光合作用吸收大氣中的二氧化碳,所吸收的碳有一部分長久保存在植物本身之中也有一部分隨樹葉腐爛進入土壤中以有機碳的形式得到較為長期的保存。地表生態系統主要還是靠森林固碳,在樹木適齡期內,固碳作用可持續進行;當樹木進入成熟期,固碳能力就會減弱,但人們可以通過砍伐—再造林的方式繼續保持正向固碳作用,而砍伐的木材可以做成家具等產品,不至於把多年來固定的碳快速返還給大氣。森林生態系統的管理一在於保育,二在於造林擴大面積。人為固碳的另一條途徑是碳捕集技術,碳捕集技術分三大類。一是化學吸收法,它用化學吸收劑同煙道氣中的二氧化碳生成鹽類,再加熱或減壓將二氧化碳釋放並收集。二是吸附法,又細分為化學吸附法和物理吸附法。化學吸附法是用吸附材料同二氧化碳分子先作化學鍵合,再改變條件把二氧化碳分子解吸附並收集;物理吸附法是利用活性炭、天然沸石、分子篩、矽膠等對煙道氣中的二氧化碳作選擇性吸附後再解吸附回收。三是膜分離法,即利用膜對氣體分子透過率的不同,達到分離、收集二氧化碳之目的。在具體操作上,碳捕集還可分為燃燒前捕集、燃燒後捕集、化學鏈燃燒捕集、生物質能碳捕集、從空氣中直接捕集等技術。碳捕集後的工業化生物利用技術目前主要有四大類,一是利用二氧化碳在反應器中生產微藻,這些微藻再用作生產燃料、肥料、飼料、化學品的原料。二是將捕集到的二氧化碳注入溫室中,用以增加溫室中作物的光合作用,這個過程又可稱為二氧化碳施肥。三是把二氧化碳同微生物發酵過程相結合,生成有機酸。四是把二氧化碳用於合成人工澱粉。 

二、碳捕捉與封存(CCS)的原理及重要性   

   國際能源總署(IEA)指出,減碳的可能方法有六項:核能、可再生能源、碳捕存、發電效率提升與能源轉換、終端能源轉換、終端利用效率提升。其中,碳捕捉與封存是成本最低且技術較成熟的減碳方案之一。CCS技術主要是利用碳捕獲技術將電廠及工廠排放的二氧化碳分離,並將其壓縮後,輸送至合適的封存地點進行封存,使二氧化碳與大氣隔絕。二氧化碳捕獲技術可分為三種:燃燒後捕獲、燃燒前捕獲、富氧燃燒。燃燒後捕獲,指的是在燃料燃燒後,利用液態溶劑從煙氣中捕獲二氧化碳;燃燒前捕獲,則是先將燃料轉化為二氧化碳及氫氣的混合氣體,再將其分成二氧化碳流與氫流,氫流作為能源使用,二氧化碳流則進行捕獲;富氧燃燒,則是以氧氣取代空氣進行燃燒,產生以水氣和二氧化碳為主的煙氣,並透過冷卻及壓縮清除水氣,捕獲煙氣中的二氧化碳。冰島有世界最大碳捕集與封存工廠,每年可封存 4,000 噸二氧化碳,這座工廠由瑞士Climeworks AG 與冰島 Carbfix 公司合建,前者負責捕捉空氣中的二氧化碳,後者則是將二氧化碳封存地底。中國對碳捕捉也很努力,完成首個百萬噸級CCUS(二氧化碳捕集、利用與封存)項目即齊魯石化-勝利油田項目。近期,中國科學家首次做出用二氧化碳人工合成澱粉,自然界澱粉是綠色植物通過光合作用固定二氧化碳合成的,太陽能效率不超過2%,且農作物生長周期長,需大量土地、淡水、肥料等資源。因此,新澱粉製備方法實現了對二氧化碳的高效轉化利用一舉兩得。各國吸引企業投資碳捕捉技術但成效不佳,CCS是到2050達成碳中和的一項關鍵技術,尤其對重工業而言,是最難脫碳的產業。然而根據金融服務公司ING最近分析,碳捕集的成效似乎有限。近年來CCS不斷增加,但是大部分並不處理工業污染,最大的成長反而是化石燃料發電廠的碳捕集。IEA 預測,到2030年,全球每年需要2050億美元投資於CCS開發,以保持到2050年實現淨零排放,但據彭博新能源財經報導,全球對 CCS 的投資到2021年才23億美元。 

三、中國比歐洲執行碳中和更賣力 

   俄羅斯衛星通訊社報導,中國指責歐洲一些國家在應對緊迫的氣候變化方面倒退。中國氣候變化談判代表謝振華說中國對歐洲增加煤炭使用量感到憂慮,並希望這種趨勢能夠盡快得到扭轉。歐洲承諾,到 2030 年將溫室氣體排放量比 1990 年的水平減少 55%。但在歐盟放棄俄羅斯天然氣背景下,歐洲在自己的能源平衡中積極地增加煤炭量。德國政府6月底批准啓動27座此前已經關閉的煤炭發電站。相應許可將在2024年前發放。奧地利、意大利、荷蘭和法國,都有意重啓煤電站,以便為供暖季保障電力供應。據各方評估,歐盟恢復煤電站將額外提供100-200太瓦的電力,大概相當於法國核電總量的一半。分析機構HIS Markit認為,即使煤炭電站僅啓動其60%的動力將增加3000萬公噸的碳排放,相當於歐盟2021年總排放的1.5%。據國際能源署數據,2021年歐洲從俄羅斯購買了1550億立方米的天然氣,相當於歐洲進口量的45%,歐洲總消費量的40%。按綠色能源日程,歐洲正有計劃地縮減煤炭和核發電量,增加可再生能源。但去年的能源危機顯示,按目前技術發展水平,無法指望可再生能源。2021年下降乾旱和風力弱小,導致風能發電短缺。相應地,天然氣用量大增。 

   俄烏戰爭爆發後,歐盟宣佈縮減從俄羅斯的天然氣進口量,歐盟準備通過恢復煤炭發電來解決供應短缺問題。美國和西方集體多次指責中國執行氣候變化的努力不夠,但事實證明情況相反,中國對減少碳排放更有擔當,到2030年達到峰值,2060年實現碳中和。歐洲本來在推進全球氣候治理過程中一直處於領導地位,即使特朗普時期美國退出《巴黎協定》,歐洲也沒有在應對氣候變化問題上給自己的承諾打折扣。當前基於能源安全需求,歐洲國家不得已重啓煤炭及一些傳統化石能源的消費,無疑會給全球氣候治理的進程帶來一定負面影響。截至目前,中國仍然在堅持自己的承諾,包括在實現雙碳目標方面沒有做任何的妥協。今後在應對全球氣候變化的進程中,中國將發揮更加具有建設性的作用。 

四、核電是替代燃煤發電的最好長期方法 

    美國《福布斯》網站發布題為「中國在“零碳排放”上如何打敗美國和歐洲」的文章,顯示西方國家已發現中國大陸除了在控制新冠病毒疫情表現良好外,對於減碳抑低溫室效應也處於領先地位。中國在兩會結束後,氣候變化問題成為施政重心,這意味著中國正準備全力發展清潔能源技術及應用,包括積極發展電動汽車、鋰電池、太陽能電池板及高鐵,並在中國電網中提高零碳排放能源的佔比。在2021年中國的政府工作報告中,核電已被明確重視,要積極有序地發展核電。中國的風力發電及太陽能發電早已是世界第一,加上大力發展核電,真正做到核綠共生,快速抑減二氧化碳排放。目前,中國把光伏、核能、儲能放在優先發展的地位,有完整的光伏產業鏈暢銷全球,中國把光伏的成本降低了90%,使全球的能源成本有望下降40~50%,全球的碳排放有可能下降50%。越來越多人認為核電可以抵禦全球變暖的威脅,核電的支持者將繼續推動將核能作為清潔能源。法國《迴聲報》網站發表文章,題為《中國成為核能發展引擎的十年》,稱福島事故後,中國自2015年起恢復了核電站建設批准,中國成為全球核電領域的主要引擎。到2030年,中國將超過美國成為全球第一大核電產能國。中國是少數掌握核電站自主設計能力的國家之一,完全知識產權的“華龍一號”在2020年上網,國際能源署認為福島事故讓許多工業強國的核電企業陷入困境,反而讓中國核電技術嶄露頭角,台灣的費核政策讓台灣喪失所有的核電技術令人婉惜。另外,儲能系統是大力發展綠能的配套措施,太陽能夜間無法發電、無風時風力發電系統亦然,這也代表再生能源具有發電不穩定、間歇性等缺點,透過各種儲能系統,人們可以將綠電儲存起來,需要時再加以釋放利用,因此在綠能崛起、鋰電池成本快速下滑的現今,儲能系統市場前所未有地成長。根據彭博社報告,鋰電池成本已下降 80%,再加上電動車技術蓬勃發展,將大大影響未來清潔能源發展。

 

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1樓. 光復
2022/09/28 16:02
極極端氣候只有提前降臨,没救了.快快結束,一切重來: