人類史上最濃二氧化碳來襲
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來源：《環(huán)境與生活》 2013年第9期
本刊主筆 劉國偉
溫室效應(yīng)、碳匯、碳排放權(quán)這些名詞，如今已是老少皆知，但把減排付諸行動總是不容易的。本期“聚焦”從多個側(cè)面介紹與“碳”有關(guān)的那些事兒，希望大家明白，地球變暖真的關(guān)乎每個人。
希臘先賢亞里士多德說：“無論何物，只要屬于大多數(shù)的人共同擁有就最不受關(guān)切，所有人更關(guān)心自己的獨有。”（“What is common to many is least taken care of, for allmen have greater regard for what is their own than whatthey posss in common with others.”）話雖然拗口，但聯(lián)系到水、空氣和公共場所的垃圾，就知道老先生所言不虛。人類多少年來排出的二氧化碳，雖然不是誰家個人的事兒，但已經(jīng)嚴重影響到我們的生活。
二氧化碳300萬年來最濃
到美國夏威夷冒納羅亞山觀光的海外游客如果細心觀察，可以看到山上有一座布滿天線的小型天文臺。
該天文臺隸屬美國國家海洋和大氣管理局（NOAA），自1958年以來，科研人員最開始是手持小瓶獲得空氣樣本，如今從先進的空氣采樣塔中取樣，堅持不懈地分析大氣中二氧化碳的變化情況。研究人員把50多年來這里和世界其他8個觀測點取得的二氧化碳數(shù)據(jù)匯集起來，繪成曲線圖，得出大氣中二氧化碳濃度激增的結(jié)論。
今年5月10日，冒納羅亞天文臺發(fā)布的一條消息引起了人們的極大關(guān)注：大氣二氧化碳濃度日均值超過了400ppm（100萬分之400），科研人員認為400ppm并不是什么氣候災(zāi)難的臨界點，但確實是地球變暖過程中一個具有非常重要象征意義的事件。要知道上一次超過這一數(shù)值至少在300萬年前，彼時大氣二氧化碳濃度約為415ppm，全球平均氣溫比現(xiàn)在高3℃到4℃，極地氣溫比現(xiàn)在高出約10℃，海平面比目前至少高出約5米。即便是在工業(yè)革命前的人類歷史上，地球大氣二氧化碳濃度也從未超過300ppm。
進入20世紀以來，全球地面的平均氣溫上升了0.74℃，各種極端天氣災(zāi)害更強更頻繁，過去幾年間，聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）連續(xù)發(fā)布了數(shù)個評估報告，認為兩者之間有著密切聯(lián)系，直指這一切的源頭為工業(yè)革命后的人類活動造成的溫室氣體激增，其中二氧化碳更是罪魁禍首。實際上，人類為解決相關(guān)問題已經(jīng)采取了實際行動，但遠遠不夠。
歐洲森林儲碳已力不從心
要減少大氣中的二氧化碳，僅僅靠減排效果有限，還需要采取碳匯和碳封存等手段。很多讀者對“碳匯”一詞感覺陌生，其實如果了解到“匯”字有“大量吸收某種物質(zhì)的器件或系統(tǒng)”（見《高級漢語詞典》）的意思，就會明白碳匯即大量吸收碳的方式或系統(tǒng)。美國《科學》雜志等學術(shù)期刊認為，當一個生態(tài)系統(tǒng)固定住的碳量大于排放的碳量，該系統(tǒng)可稱為碳匯（carbonsink），反之則為碳源。通俗講，碳匯是指自然界中碳的寄存體，例如森林；碳源是指自然界中向大氣釋放碳的母體，例如火力發(fā)電廠。如此看來要有效減少溫室氣體，既要節(jié)流——控制碳源，如減少排放；又要開源——增加碳匯，如多種林木。
在龐雜的地球生物圈中，土壤、草原、森林、海洋等均是碳匯介質(zhì)。土壤既可以成為碳匯，也可以轉(zhuǎn)化為碳源，這取決于人們對土壤的開發(fā)和利用方式。森林的碳匯能力更為突出，2004年美國環(huán)保署的數(shù)據(jù)表明，當年美國燃燒化石燃料釋放的二氧化碳有10.6%被森林吸收了。聯(lián)合國網(wǎng)站有文件顯示，巴西亞馬孫地區(qū)的樹木能儲存490億噸的碳，印尼森林儲存了60億噸的碳。難怪美國林務(wù)局科學家潘裕德曾表示，森林獨自占據(jù)了最重要的陸地碳匯地位。美國哥倫比亞大學的研究認為，海洋擁有最強的碳匯能力，吸收了人類產(chǎn)生的1/4二氧化碳。相比之下，從目前人類的干預(yù)能力來看，造林無疑是最有效的增加碳匯的手段。
但在營造碳匯林的問題上，綠樹成蔭的歐洲似乎遇到了不小的麻煩。2011年發(fā)布的《歐洲森林狀況報告》表明，歐洲陸地森林覆蓋率達50%之高，每年吸收約10%的歐洲溫室氣體。可是今年歐盟在《
自然氣候變化》雜志上發(fā)布報告，稱歐洲森林的儲碳量已經(jīng)力不從心，難以應(yīng)對碳排放的增長，原因在于樹木碳匯能力最強的階段在于其快速生長期，一旦生長成熟，其碳匯能力就明顯降低。一些國家要完成減排承諾，可是森林碳匯飽和了。而一些國家的森林土地歸私人所有，伐掉再栽的話很難協(xié)調(diào)。鑒于遇到的難題不少，歐盟國家計劃在今年11月中旬達成歐洲森林碳匯的初步共識。
把碳捕獲再封存起來
增加碳匯，除了采用上述的造林方式外，還可用碳捕獲和封存技術(shù)，將工業(yè)生產(chǎn)等產(chǎn)生的大量二氧化碳收集，并用各種辦法儲存以避免其進入大氣層。這個流程涉及捕獲和分離二氧化碳，再將碳運輸?shù)絻Υ娴攸c與大氣長期隔離。
具體步驟是，先通過設(shè)備使二氧化碳和胺類物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，二者在低溫情況下結(jié)合，在高溫中分離，使工廠產(chǎn)生的廢氣在排放前通過胺液，分離出其中的二氧化碳，之后在適當?shù)牡胤郊訜岚芬壕涂梢葬尫哦趸迹嚎s后運走。
至于儲存二氧化碳的方法，具有天然密封性的地下巖層是個好地方，枯竭的油氣層、深層不可采煤層等地點很受青睞。今年6月，美國地質(zhì)調(diào)查局公布了全美碳封存第一個評估報告，美國地質(zhì)盆地合計具有儲存大約3萬億噸二氧化碳的潛力，相比2012年全球316億噸的排放量（國際能源署發(fā)布），潛力很大。
本刊今年第三期的《地下灌注廢液美國技術(shù)成熟》一文，曾提及碳埋存。早在1989年，美國麻省理工學院就發(fā)起了碳捕獲和封存（CCS）技術(shù)項目。進入本世紀后，該技術(shù)在歐盟和北美發(fā)展勢頭很猛。截至去年9月，經(jīng)全球碳捕獲和封存研究所確認后的大型CCS項目達到75個，其中有代表性的項目有如下3個。
阿爾及利亞薩拉赫地區(qū)的二氧化碳封存項目從2004年開始，收集燃燒天然氣排放的二氧化碳，再封存在地下1800米深的鹽水層里，每年約封存100萬噸，最終預(yù)計可封存1700萬噸。挪威北海的斯萊普內(nèi)爾項目將二氧化碳封存在離海床1000米深的地下，良好的選址使該項目的二氧化碳儲備能力達到了驚人的6000億噸。加拿大的韋本-米戴爾項目每年可把美國煤制天然氣廠提供的280萬噸二氧化碳，從320公里以外的美國北達科他州經(jīng)管道運輸?shù)郊幽么螅佥斔偷降叵掠吞镏校@樣還能提高油田的原油采收率。
歐美搶占碳交易地盤
在減緩氣候變化、改善環(huán)境的全球共識下,世界各國都面臨著相當大的壓力,這就為國際碳排放權(quán)市場的發(fā)展提供了難得的機會。在著名的《京都議定書》于2005年2月生效前，歐美就已進行了加拿大GERT計劃、美國CVEAA計劃、丹麥電力行業(yè)試點、殼牌集團STEPS計劃等諸多努力，嘗試著將溫室氣體排放權(quán)納入市場機制的方式。《京都議定書》生效后，國際溫室氣體排放權(quán)交易推進到高速發(fā)展的階段。
《京都議定書》的高明之處，在于建立了三種靈活的減排機制，規(guī)定發(fā)達國家可以通過交易轉(zhuǎn)讓或者境外合作的模式來獲得溫室氣體排放權(quán)。簡而言之，發(fā)達國家作為溫室氣體排放大戶，當其無法通過技術(shù)革新達到碳排放標準的時候，既可以購買其他國家的碳排放指標，也可以在發(fā)展中國家投資造林增加碳匯，抵消發(fā)達國家自身的碳排放量，實現(xiàn)全球減排成本效益的最優(yōu)。如此一來，一種嶄新的溫室氣體排放權(quán)交易市場就逐漸孕育而生。
目前，世界上還沒有統(tǒng)一的國際碳排放權(quán)交易市場，規(guī)模最大的是歐盟排放交易體系和美國芝加哥氣候交易所，除此外還有很多小規(guī)模的市場。歐盟的排放交易體系成立于2005年，涵蓋了歐盟國家12000多座發(fā)電站、工廠及其他工業(yè)設(shè)施，幾乎占歐盟二氧化碳排放總量的一半。這套體系采取的是總量管制和排放交易的管理模式。打個比方說，法國未來三年會超標排放300萬噸二氧化碳，恰好西班牙開工不足，有300萬噸的空額標準，那么法國可以從西班牙手里把這部分排放指標買過來，如果不買，法國就會遭到重罰，那可比買指標代價高多了。歐盟還先后成立了北方電力交易所、未來電力交易所、歐洲能源交易所等交易平臺，歐盟的碳配額交易遠超世界其他地區(qū)，成為主導(dǎo)全球碳交易市場的引領(lǐng)者。
和歐盟排放交易體系對各成員國的強制性不同，成立于2003年的芝加哥氣候交易所，是全球第一個、也是北美地區(qū)唯一自愿參與碳交易的市場交易平臺。美國通過組建芝加哥氣候交易所（其歐洲分支機構(gòu)是歐洲氣候交易所，加拿大的分支機構(gòu)是蒙特利爾氣候交易所），控制著全球自愿減排碳交易
市場平臺。有輿論認為，未來將形成以歐洲和北美兩個市場為核心的區(qū)域性交易體系。兩大市場的交易量將占碳市場的大部分，并在世界其他地區(qū)“搶地盤”。
歐盟排放交易體系運營8年多來頗多磨難。剛開始，一噸二氧化碳排放指標的價格曾高達30歐元左右，但隨著全球金融危機和接踵而至的歐洲經(jīng)濟衰退，碳排放價格也一路下跌，今年初甚至曾暴跌至每噸2.81歐元的歷史最低點。為此，歐盟委員會今年7月提出一個救援計劃，決定出手恢復(fù)蕭條的碳交易市場。歐盟排放交易體系的挫折說明，世界碳排放權(quán)交易市場的完善，還有很長的路要走。
我國探索打造碳匯能力
作為全球最大的發(fā)展中國家，中國近年來的二氧化碳排放量全球第一。2013年博鰲亞洲論壇上，國家發(fā)改委副主任張曉強曾表示，2012年中國消耗了世界一半的鋼材、水泥和煤炭，造成二氧化碳和二氧化硫的排放量都是世界最大的。在如此嚴峻的形勢之下，我國也在打造碳匯能力、開展碳交易市場建設(shè)方面，進行了有益的摸索。
“中國東北部敖漢旗防治荒漠化青年造林項目”，是《京都議定書》生效以來，我國與國際社會合作的首個林業(yè)碳匯項目。在第一個有效期的5年時間內(nèi)投資153萬美元（約合人民幣1300萬元，其中意大利資助1150萬元），在內(nèi)蒙古敖漢旗荒沙地造林4.5萬畝。2005年，技術(shù)人員對此工程項目進行實測，結(jié)果顯示，造林地塊、模式、樹種均符合項目設(shè)計要求。到2012年，該項目產(chǎn)生的可認證的二氧
化碳減排指標，將歸意大利所有。該項目填補了我國森林碳匯項目的空白。
2008年2月，中國綠色碳基金首批碳匯項目實施合同簽字儀式在北京舉行。根據(jù)合同，中國綠色碳基金將向北京、黑龍江、甘肅等7個省區(qū)投資總計2000萬元，用于植樹造林，林木吸收固定的碳匯歸出資方——中國石油天然氣集團公司所有。
2011年11月，中國首個林業(yè)碳匯交易試點在浙江義烏啟動。這是經(jīng)國家林業(yè)局同意，中國綠色碳匯基金會與華東林業(yè)產(chǎn)權(quán)交易所先行開展的林業(yè)碳匯交易試點。啟動儀式上，阿里巴巴、歌山建設(shè)等10家企業(yè)簽約認購了首批14.8萬噸林業(yè)碳匯。
今年6月，河南許昌勇盛豆制品有限公司以每噸30元的價格，向伊春市湯旺河林業(yè)局購買總價值18萬元的6000噸森林碳匯，這是全國國有林區(qū)第一筆實質(zhì)性森林碳匯直接交易。
除了以上有代表性的大項目，民間開展的宣傳活動也使碳匯指標概念逐漸被人們所了解。今年北京朝陽門街道聯(lián)合東城區(qū)綠化委員辦公室舉辦“購買碳匯履行植樹義務(wù)”活動，“花費60元購買碳匯就相當于為地球種了三棵樹”的宣傳語，吸引了部分社區(qū)居民前來購買碳匯，這些錢將被中國綠色碳匯基金會全部用于造林、營林。也許有一天，碳匯指標等詞匯會像“CPI”那樣婦孺皆知。
