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气候变化及全球碳排放现状

发布日期:2021-05-21

一、全球气候变化现状及趋势

气候变化(climate change)是指长时期内气候状态的变化,通常用不同时期的温度和降水等气候要素的统计量差异来反映,变化的时间长度从最长的几十亿年至最短的年际变化。气候变化的影响是多尺度、多层次、全方位的,目前来看,气候变化主要体现在全球气候呈现以变暖为主要特征的显著变化和全球极端气候事件趋强趋多两个方面。

全球气候变暖是当今世界亟待解决的迫切问题,关乎人类的生存与可持续发展。具体表现在两个方面:一是对自然生态系统的影响,二是对人类社会的影响。对自然生态系统的影响主要表现在海平面升高、冰川退缩、湖泊水位下降、湖泊面积萎缩、冻土融化加速、河冰迟冻与早融发生、中高纬生长季节延长、动植物分布范围向极区和高海拔区延伸、某些动植物数量减少、一些植物开花期提前等方面。气候变化对人类社会的影响主要表现在农业生产的不稳定性、地表径流增多、旱涝灾害频发、某些地区水质产生变化及水资源供需矛盾突出等方面。

除此之外,全球变暖还可能引发各种极端气候现象,如海啸、台风等,扩大对气候变化敏感的传染性疾病的传播范围(Jacoby et al. 1998Nordhaus1993;潘家华等,2003)。由此可见,气候变化的影响广泛而深远,已成为当今世界面临的重大环境问题,需要政府部门高度重视,需要科学家与社会公众力量形成合力、攻坚克难。

科学家对全球气候变化的现状和趋势展开了大量的研究。联合国政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate ChangeIPCC2014 年发布的气候变化报告显示,全球气候正处于变暖的大势趋中。报告提到,自 20 世纪 50 年代以来,大气与海洋变暖、积雪与冰量减少、海平面上升、温室气体浓度增加等现象,都是全球气候变暖的最有力证据。

除了对气候变化历史及现状的研究,IPCC第五次气候变化报告还对全球气候变化的趋势进行了预测:到21世纪中期,全球平均地表气温将随温室气体排放的持续增多而继续升高;21世纪末气温将上升 0.34.8℃;且升温在海洋和陆地呈现不同幅度,陆地升温高于海洋升温。随着全球平均地表气温的上升,极端气候事件会明显增多。那么,究竟是什么原因导致全球变暖呢?主要包括自然因素和人为因素两个方面。自然因素主要是指自然的内部进程。人为因素是指人类持续地对大气组分和土地利用的改变,这主要是由工业革命以来的人类活动,特别是发展工业化进程的经济活动引起的。这些经济活动以化石燃料的燃烧、森林的毁灭等为代价,大量排放的工业气体导致大气温室气体浓度大幅增加,温室效应增强,从而引起全球气候变暖。主要的温室气体二氧化碳在大气圈、水圈和陆地间循环,地层中的化石燃料经过燃烧产生二氧化碳排放到大气中后,一部分经过陆地植物光合作用进入陆地碳汇,另一部分经过海洋的吸收作用进入水圈。

纵观科学界对全球气候变化的研究成果,目前国际上已经基本达成两点共识。第一,全球气候的冷暖变化过程遵循一定的自然规律。从近 6 亿年的地质发展史来看,目前地球正处在从冰期向间冰期的过渡时期,全球气候变暖是必然趋势。第二,日益频繁的人类活动加速了全球气候变暖过程。如何在遵循自然规律的基础上有效控制全球变暖过程,规制人类活动成为重要切入点。

 二、碳排放现状及趋势

碳排放是气候变化的主要原因,那么何谓碳排放呢?碳排放是温室气体排放的简称,由于温室气体中最主要的组成部分是二氧化碳, 因此用碳排放一词指代温室气体排放。IPCC 指出,工业化以来,大气中二氧化碳的浓度已增加了 40%,罪魁祸首当属化石燃料的排放,其次是土地利用改变导致的碳净排放。二氧化碳对工业革命以来地表升温的贡献约占 70%。研究表明,地球历史时期大气二氧化碳浓度与全球温度具有显著正相关性。从二氧化碳的排放总量数据来看,全球排放总量显著增加。我国的碳排放在 20 世纪 90 年代初期呈现明显的上升趋势,而1995年以后,受国家关停高耗能中小企业的举措及当时亚洲金融危机的影响,碳排放上涨趋势几近停滞,部分年份甚至出现小幅下降。2002年以后,碳排放量又开始急剧上涨。与我国同属发展中国家的印度,其碳排放基数较小,但涨幅较快。美国的碳排放量一直较高,波动幅度不大,近年来略有下降。发达国家近年来碳排放量比较稳定,主要是因为他们已完成了工业化过程。

从碳排放的人均数据来看,我国二氧化碳人均排放从1992 年的 2.3吨上涨到2008年的 5.3吨,远低于美国、德国、俄罗斯和日本的人均水平,但上涨势头却很明显。美国人均二氧化碳排放量一直维持在 18 吨左右,近年来有所下降,但下降势头并不明显。印度的人均二氧化碳排放量最少,2008 年只有1.52吨, 但涨幅较大,与1992 年相比增长近一倍。中国和印度这两个发展中国家近年来经济发展势头良好,人均碳排放量增速较大,但仍远低于发达国家的平均水平。碳排放的快速增长是工业化进程的显著后果,发达国家在发展早期同样也经历了这一过程。虽然后来通过调整发展思路、采取相关治理措施,人均碳排放量开始下降,但发达国家不能借此否认它们对世界碳排放产生的影响和应负的责任。

大气二氧化碳浓度的升高打破了地球原有各圈层之间的平衡,导致气候带变化、陆地生态系统演变及海洋酸化等生态环境效应的产生, 而这些生态环境效应又进一步影响着人类生产生活的方方面面。由此可见,碳排放问题已经不仅仅是一个科学问题,更是一个涉及气候谈判、环境政策、生态文明、经济社会乃至国际政治的全球性问题。

早在 1992 年,联合国大会就通过了《联合国气候变化框架公约》

United Nations Framework Convention on Climate ChangeUNFCCC),首次把全面控制二氧化碳等温室气体排放、应对全球气候变暖给人类经济和社会发展带来的不利影响纳入国际法框架。2005 年,《京都议定书》正式生效,首次以法规的形式限制缔约方国家(主要为发达国家)温室气体的排放总量。200912 月,哥本哈根气候变化大会达成《哥本哈根协议》,该协议指出:气候变化是人类社会当前面临的主要挑战之一,各国应通过强大的政治意愿,根据“共同但有区别的责任”原则,紧急应对气候变化。这次会议充分体现了气候变化问题的重要性、复杂性和不确定性。值得一提的是,《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》这两个国际公约催生了碳排放交易现象。碳排放交易又称碳排放权交易、温室气体排放权交易,是为减少全球温室气体特别是二氧化碳的排放所采用的市场机制(林云华和何聆溪,2012)。这是一种经济手段, 通过全球温室气体排放总量控制,促使排放权或指标成为一种稀缺资源,通过法律规范赋予其价值,从而使得二氧化碳排放权或指标成为一种商品,促进各国间进行碳排放权交易,最终使资源得到有效配置。在《京都议定书》规定的第一承诺期,即 2008 2012 年,主要发达国家以二氧化碳为代表的 6 种温室气体排放量要在 1990 年的基础上平均减少5.2%,包括中国在内的发展中国家则不必承担强制减排义务。为实现《京都议定书》中的减排承诺,发达国家针对控制温室气体排放制定了区域性的减排机制,建立了区域性的碳排放权交易市场。虽然碳排放交易作为一种经济手段,能够促进资源的有效配置, 但要从根本上真正实现减排还需要依托相关的技术手段。IPCC 第五次《综合报告》指出,当前有多种途径可促使在未来几十年实现大幅减排,如采取清洁能源替代技术、提高能源利用效率、生物碳汇技术等。

中国是以矿物能源为基础的能源体系,我国碳排放量从 1978 年的3.7 亿吨到 2007年的 16.8 亿吨,增加了约 3.5 倍。2009 年我国超过美国成为世界二氧化碳排放量第一大国;2011 年我国碳排放增量占世界碳排放增量的 80%2012 年和 2014 年我国的碳排放量占世界碳排放量的27%;根据国际能源署(International Energy AgencyIEA)发布的 2015 年碳排放初步数据,我国与能源有关的二氧化碳排放量约为 103.6 亿吨,占全球总量的 32.2%,超过了美国与欧盟排放量的总和,排放总量位居世界第一,是唯一一个(也是人类历史上唯一一个)年排放量超过 100 亿吨的国家。

2009 年哥本哈根世界气候大会上,中国政府郑重承诺:到

2020年,单位 GDP 二氧化碳排放量比 2005 年下降40% 45%,我国面临异常严峻的减排形势;2015630 日,我国政府向《联合国气候变化框架公约》秘书处提交应对气候变化国家自主贡献文件《强化应对气候变化行动——中国国家自主贡献》,明确提出新的减排目标,即于 2030 年左右二氧化碳排放达到峰值,到 2030 年单位 GDP 二氧化碳排放比 2005 年下降 60% 65%2017 6 月,美国总统特朗普宣布退出《巴黎协定》,而中国政府则声明将继续坚定不移地做全球气候治理进程的维护者和推动者,积极参与气候变化多边进程, 因此,减排增汇由我国引领成为必然趋势。然而在可预见的未来,矿物能源仍将主导我国的能源供应,随着我国国民经济、城市化进程的快速发展,二氧化碳排放量将长期处于高位,新形势下,我国面临着巨大的减排压力。然而,众所周知,二氧化碳减排在一定时期及一定程度上将影响经济发展。

控制气候变化的有效途径主要有两条:一是从源头上减少碳排放,二是从末端增加碳吸收。前者主要通过调整能源结构、减少化石燃料使用量、增加可再生能源的使用、提高能源使用效率等途径实现;后者主要依靠植树造林和采用固碳储碳技术来实现。蓝碳计划,主要是指通过增加海洋对二氧化碳的吸收,从而有效控制或减缓气候变化。作为世界上最大的发展中国家,我国正处于经济高速发展阶段,硬性减排有可能付出沉重的经济代价。因此现阶段在保障经济发展的同时,增加二氧化碳的吸收和储藏(碳汇),即“增汇”,是我国实现二氧化碳减排目标的一个重要决策和有力措施。“增汇”实质上是不制约发展的减排方式,我国政府也已明确提出“把积极应对气候变化作为经济社会发展的重大战略”“努力增加森林碳汇”“探索建立碳交易市场”等举措。目前陆地增汇已经被纳入国家战略规划并已取得一定成效,而海洋增汇具有巨大的应用前景,目前却仍在起步和探索阶段,因此海洋增汇成为我们亟待研究的重要课题。

 

 

文章来源:焦念志.蓝碳行动在中国[M],北京:科学出版社,2018051-056.