碳匯技術:當今能源科學的新視角

張緒成

摘要大氣中二氧化碳的增加,給人類社會帶來極大的危害,世界各國都在開發(fā)研究二氧化碳有效利用途徑,提出開發(fā)利用大氣中二氧化碳是當今能源科學的新視角。

關鍵詞碳匯技術;能源;新視角

中圖分類號X196文獻標識碼A文章編號 1007-5739(2009)22-0306-01

2007年2月2日,《政府間氣候變化專門委員會》(簡稱IPCC)發(fā)布了《第四次氣候變化評估報告》。報告綜合了數(shù)千份研究成果,是迄今為止對全球變暖問題最權威的科學報告。報告稱人類活動是過去50年來全球變暖的罪魁禍首,其中人類燃燒礦物燃料危害最大。報告指出,2005年的大氣溫室氣體濃度為379mg/kg,遠遠超過工業(yè)革命之前的280 mg/kg。報告預計未來20年每10年全球平均增溫0.2℃,如溫室氣體排放穩(wěn)定在2000年的水平,每10年仍會繼續(xù)增溫0.1℃;如以等于或高于當前速率繼續(xù)排放,21世紀將增溫1.1~6.4℃,海平面將上升0.18~0.59m。氣候變暖導致水資源短缺,加劇土壤侵蝕,惡化地區(qū)干旱,擾動種植周期,破壞生態(tài)平衡,傳播新型疾病,危害人類健康,不僅影響全球社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展,而且直接影響人類的生存,成為當前人類社會共同面臨的危機和挑戰(zhàn)。

我國氣候變化觀測數(shù)據(jù)表明,近百年來我國年平均氣溫升高0.5~0.8℃,略高于同期全球增溫平均值。氣候變暖對我國農(nóng)業(yè)、森林及其他生態(tài)系統(tǒng)、海岸帶等產(chǎn)生了較大影響。同時,氣候變暖伴隨的極端氣候事件及其引發(fā)的氣象災害增多,增加了心血管病、瘧疾、登革熱等疾病的發(fā)生和傳播機會。由于我國氣候條件相對較差、生態(tài)環(huán)境比較脆弱、能源結構以煤為主、經(jīng)濟發(fā)展水平較低,氣候變暖對我國現(xiàn)有經(jīng)濟發(fā)展模式提出了許多挑戰(zhàn),迫切需要提高我國應對氣候變化的綜合能力。

為應對全球氣候變化,國際社會積極行動,先后簽訂了《聯(lián)合國氣候變化框架公約》和《京都議定書》。鑒于發(fā)達國家在工業(yè)化進程中已排放大量溫室氣體的歷史事實,《京都議定書》要求發(fā)達國家在2008~2012年的第1個承諾期內(nèi),將其溫室氣體排放量在1990年基礎上平均減少5.2%。2005年2月16日,《京都議定書》正式生效。

我國已于2002年8月正式核準了《京都議定書》。作為發(fā)展中國家,根據(jù)《京都議定書》的規(guī)定,我國目前不承擔減排義務,但是作為僅次于美國的第2大溫室氣體排放國,面臨減排的國際壓力正越來越大。我國正在為減少溫室氣體排放,緩解全球氣候變暖進行不懈努力。通過大力推進植樹造林、保護森林和改善生態(tài)環(huán)境,增加碳匯能力,是我國應對全球氣候變化的一項重要措施。

據(jù)了解,森林是陸地上最大的儲碳庫和最經(jīng)濟的吸碳器,全球陸地生態(tài)系統(tǒng)中約儲存了2.48萬億噸碳,其中1.15萬億砘碳儲存在森林生態(tài)系統(tǒng)中,5 000億噸儲存在濕地生態(tài)系統(tǒng)中。森林每生長1m3蓄積,約吸收1.83t二氧化碳,釋放1.62t氧氣。目前應對全球氣候變化,最有效控制碳源(UNFCCC)的途徑有2條:一是工業(yè)直接減排;二是通過森林碳匯間接減排。但這遠遠解決不了原有形成的大氣環(huán)流層問題。作為負責任的大國,我國一直著力研究各種途徑應對氣候變化的能力,通過加強碳匯建設,不斷增強生物減排的功能。可以說,當前世界各國都在關注二氧化碳的排放量。筆者認為,主要溫室氣體——二氧化碳可以被當作資源進行利用,這樣既可應對氣候變化,又可開發(fā)新的市場,有利于相關技術的商業(yè)化發(fā)展。

“碳匯”技術是指從空氣中吸收二氧化碳的過程、活動或機制(UNFCCC)。通過碳捕捉技術,將大氣層中的工業(yè)和有關能源產(chǎn)業(yè)所生產(chǎn)的二氧化碳分離出來,再通過碳儲存手段,將其封存到與大氣隔絕的地方。與工業(yè)減排和森林固碳相比,具有開發(fā)利用價值大、綜合效益高等特點。

我國的“碳匯”理念應盡快形成,“碳匯”技術總體來看尚未成熟。目前,碳捕捉技術比較成熟,而碳儲存技術的應用前景和安全性等還有待于研究,可以考慮對捕捉到的二氧化碳進行資源化利用,以促進相關技術的發(fā)展。

應盡快開發(fā)二氧化碳資源化利用好的項目。例如,對捕捉到的二氧化碳進行凈化,然后用于制造干冰和保鮮等領域,可以提供經(jīng)濟效益;也可將二氧化碳注入衰竭的油層以提高油氣田采收率;利用二氧化碳中和地下的鹽堿水,改善水質;還有的企業(yè)利用二氧化碳培養(yǎng)海藻等。

應把二氧化碳當作新能源進行開發(fā)利用。但這需要新技術的開發(fā),更需要找到應用的市場,這需要依靠科研人員的努力,依靠企業(yè)的主體作用。我國要高度重視發(fā)展及商業(yè)化利用“碳匯”技術,以應對氣候變化。森林“碳匯”的研究有待深入。近日,國際能源機構發(fā)布了一份“碳捕捉和儲存CCS路線圖”,提出到2050年前,全球將在這一領域投入約3萬億美元,促進CCS技術的發(fā)展,我國要利用好這個機遇。

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