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碳中和与海洋碳汇

发布日期:2021-04-20


工业革命以来,人类活动大量排放CO2,导致气候变化加剧,引发一系列环境和社会问题,威胁着人类社会可持续发展。应对气候变化已超越科技领域,成为国际政治和经济中的热点问题。2020922日,国家主席习近平在第75届联合国大会一般性辩论上提出中国努力争取2060年前实现碳中和的宏伟目标。这是中国向全世界的郑重承诺,彰显了大国责任,提升了我国的国际影响力。

据气候行动追踪组织(CAT)预测,中国碳中和目标将使全球在21世纪的升温减少0.2℃—0.3℃。中国碳中和战略关乎全球气候变化,举世瞩目。然而,中国从碳排放峰值到碳中和的过渡期只有30年时间,短时间内实现碳中和目标需要牺牲传统经济和付出巨大的代价。美国波士顿咨询公司估计,中国需要在传统行业上投入90万亿—100万亿元人民币才能实现“2060年碳中和的目标。

对于碳中和而言,减排(减少向大气中排放CO2)和增汇(增加对大气 CO2的吸收)是两条根本路径,但当前世界各国的关注点集中在减排措施,而对增汇手段重视不足。作为碳排放大国和发展中国家,中国在尽可能减排的同时必须想方设法增汇来减轻减排的压力,也即研发负排放的方法与途径。

其实,负排放在发达国家也已成为必要的行动,2019年美国国家科学院、美国国家工程院和美国国家医学科学院联合发表了《负排放技术与可靠的碳封存:研究议程》(Negative Emissions Technologies and Reliable Sequestration: A Research Agenda)报告。

显然,负排放是实现碳中和的必由之路。

全球碳中和日程及对海洋碳汇的认识

目前,全世界已有85个国家提出碳中和目标,包括27个欧盟国家、58个非欧盟国家。这些国家的碳排放占全球排放超过40%。其中,有29个国家明确了碳中和时间表。不丹已经实现碳中和;挪威、乌拉圭将在2030年实现碳中和;芬兰、奥地利、冰岛、瑞典分别将在2035年、2040年、2045年实现碳中和。还有20多个国家计划2050年实现碳中和;其中,英国、德国、法国、西班牙、丹麦、匈牙利、新西兰等国家以法律形式加以保障。

在中国、美国、印度、俄罗斯4个最大碳排放国当中,中国是第一个提出碳中和日程的国家。中国的这一重大举措无疑会带动其他碳排放大国加快减排进程。在不断向碳中和目标迈进的过程中,中国将有机会增进与其他国家的相关交流与对话,进一步提升国际影响力;同时,在中国领先的减排和增汇领域与其他发展中国家展开经济技术合作,将实现互惠互利、合作共赢,推动人类命运共同体的构建。

早在2014年,《联合国气候变化框架公约》第20轮缔约方会议(COP20)上,中国政府首次表示CO2排放量在2016—2020年间将控制在每年100亿吨以下,并将在2030年左右达到峰值。

按当时的排放走势,达峰时中国的CO2排放量最高可达到150亿吨/年;而就当前的走势看,达峰时将约为113亿吨/年。即便是以达峰时排放为113亿吨/年为依据,如果要在达峰后保持排放稳中有降,可考虑保持目前2/3—1/3的排放量,意味着中国每年还有约40亿—80亿吨的CO2当量需要依靠替代能源或者负排放来中和。

据美国科学家估计,即便充分利用了替代能源,中国达峰后每年仍有25亿吨的负排放缺口。因此,要实现碳中和目标,必须同时采取减排和增汇措施。

以往的增汇主要靠陆地的植树造林。由于农田稀缺和未来人口增长对粮食的需求矛盾不断凸显,单靠陆地植被增汇已无法满足全球碳中和需求。海洋是地球上最大的活跃碳库,,是陆地碳库的20倍、大气碳库的50倍。海洋每年吸收约30%的人类活动排放到大气中的CO2,并且海洋储碳周期可达数千年,从而在气候变化中发挥着不可替代的作用。因此,海洋负排放潜力巨大,是当前缓解气候变暖最具双赢性、最符合成本-效益原则的途径。

国际社会日益认识到海洋碳汇的价值和潜力。过去几年里,保护国际(CI)和政府间海洋学委员会(IOC)等联合启动了蓝碳动议The Blue Carbon Initiative),成立了碳汇政策工作组和科学工作组,发布了《政策框架》《行动国家指南》《行动倡议报告》等一系列海洋碳汇报告。

美国国家海洋和大气管理局(NOAA)从市场机会、认可和能力建设、科学发展3个方面提出了国家海洋碳汇工作建议。印度尼西亚在全球环境基金(GEF)的支持下实施了为期4年的蓝色森林项目Blue Forest Project),建立了国家海洋碳汇中心,编制了《印尼海洋碳汇研究战略规划》。此外,肯尼亚、印度、越南和马达加斯加等国已启动盐沼、海草床和红树林的海洋碳汇项目,开展实践自愿碳市场和自我融资机制的试点示范。

中国海域自然碳汇潜力

中国领海面积约300万平方公里,纵跨热带、亚热带、温带、北温带等多个气候带。其中,南海毗邻全球气候引擎西太平洋暖池;东海跨陆架物质运输显著;黄海是冷暖流交汇区域;渤海则是受人类活动高度影响的内湾浅海。中国海域内有长江、黄河、珠江等大河输入,外邻全球两大西边界流之一的黑潮。这些自然条件不仅赋予了中国海域巨大碳汇潜力,也给我们提供了实施多种负排放的空间。

中国海岸带蓝碳的碳汇总量相对较小;其中,红树林、盐沼湿地、海草床有机碳埋藏通量为0.36 Tg C·a1,海草床溶解有机碳(DOC)输出通量为0.59 Tg C·a1 。相比之下,开阔海域碳汇量要大得多。据初步估算:中国陆架边缘海的沉积有机碳通量为20.49 Tg C·a1(陆源有机质向中国陆架边缘海输入碳汇为17.8 Tg C·a1);东海和南海向邻近大洋输送有机碳通量分别为15.25—36.70 Tg C·a143.39 Tg C·a1;中国大型养殖藻类的初级生产力(即固碳量)约为3.52 Tg C·a1,移出碳通量0.68 Tg C·a1,沉积和DOC释放通量分别为0.14 Tg C·a10.82 Tg C·a1;此外,通过实施人工上升流工程可以使得养殖区域增加固碳0.09 Tg C·a1,结合海藻养殖区实施可获碳汇量在3.61 Tg C·a1以上。

综上,中国海域储存及向大洋传输的储碳量约100 Tg C·a1,相当于342 Tg CO2。显然,单靠自然海洋碳汇不足以实现碳中和,必须研发海洋负排放方法技术。如果得以实施,则可成倍增加海洋碳汇储量。

文章来源: 焦念志. (2021). 研发海洋“负排放”技术 支撑国家“碳中和”需求.中国科学院院刊 36: 179-187, doi:10.16418/j.issn.1000-3045.20210123001