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8.服務(wù)業(yè)是一個(gè)龐大的領(lǐng)域，但服務(wù)業(yè)以“間接排放”為主，即服務(wù)業(yè)用電一般被統(tǒng)計(jì)到電力系統(tǒng)碳排放中，運(yùn)輸過程中的用油一般被統(tǒng)計(jì)到交通排放中，建筑物中的用能（包括餐飲業(yè)的用氣）則被統(tǒng)計(jì)到建筑排放中，似乎“直接排放”的量并不大。但這樣說，并不是說服務(wù)業(yè)可以置身于低碳化之事外，恰恰相反，服務(wù)業(yè)亦有可以“主動作為”的地方，這一方面是大力做好節(jié)能工作，另一方面是盡可能用電能替代化石能源的使用。

9.農(nóng)業(yè)的碳排放主要來自農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用，與此同時(shí)，農(nóng)業(yè)中的畜牧養(yǎng)殖業(yè)以及種植業(yè)是甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）的主要排放源，而這二者的溫室效應(yīng)能力是同當(dāng)量二氧化碳的數(shù)十倍至數(shù)百倍。從這樣的前提出發(fā)，農(nóng)業(yè)的低碳化一是農(nóng)業(yè)機(jī)械用綠電、綠氫替代柴油作動力；二是從田間管理的角度，挖掘能減少甲烷和氧化亞氮排放但不影響作物產(chǎn)量的技術(shù)；三是研發(fā)出減少畜牧業(yè)碳排放的技術(shù)；四是盡可能增加農(nóng)業(yè)土壤的碳含量。

根據(jù)這九方面的介紹，我們可以看出：在能源消費(fèi)端用綠電、綠氫等替代煤、油、氣，從理論上講是不難做到的，但工藝和設(shè)備的再造重建絕不是一件簡單的事。同時(shí)我們也可以想象，這樣的替代和重建一定會增加最終消費(fèi)品的成本。所以說，替代和重建需要時(shí)間。

2022年7月4日，由中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會、中國石化集團(tuán)共同舉辦的“擁抱雙碳 共贏未來”地?zé)峥破展嬲乖谥袊萍拣^二層恐龍廣場開幕。本次展覽包含“地心熱涌”“產(chǎn)業(yè)熱浪”“低碳熱潮”三個(gè)展區(qū)，以地?zé)崮墚a(chǎn)生原理、地?zé)崮軕?yīng)用領(lǐng)域、地?zé)崮荛_發(fā)利用未來前景為主線，利用多媒體和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)搭建了地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)、地?zé)崮芰縼碓匆约鞍l(fā)電、供暖、農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖等場景，深入展示地?zé)崮茴I(lǐng)域科技創(chuàng)新成果   中新社發(fā)  陳碩/攝

五、固碳端的技術(shù)需求

提起固碳，我們首先想到的是自然過程，即通過海洋和陸地表面把大氣中的二氧化碳吸收固定。但這里必須指出，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，余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，而地球自然固碳過程則屬于“天幫忙”，很難歸功于具體的國家或?qū)嶓w。

“人努力”進(jìn)行固碳一般可分兩大途徑，一是生態(tài)系統(tǒng)的保育與修復(fù)，二是把二氧化碳捕集起來后，或加工成工業(yè)產(chǎn)品，或封埋于地下或海底，這第二方面就是經(jīng)常談到的“碳捕獲、利用與封存”——CCUS（Carbon Capture and Utilization-Storage）。

公眾對生態(tài)系統(tǒng)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（比如樹干），也會有一部分凋落后（比如樹葉）腐爛進(jìn)入土壤中以有機(jī)碳的形式得到較為長期的保存，當(dāng)然有機(jī)碳也會部分轉(zhuǎn)化成無機(jī)碳并同地表系統(tǒng)中的鈣離子結(jié)合形成石灰石沉積。

地表生態(tài)系統(tǒng)盡管類型多樣，但真正起主要作用的還是森林生態(tài)系統(tǒng)，這是因?yàn)樯种械母鞣N樹木都有很長的生長期，在樹木適齡期內(nèi)，固碳作用可持續(xù)進(jìn)行；當(dāng)樹木進(jìn)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(xù)保持正向固碳作用，而砍伐的木材可以做成家具等產(chǎn)品，不至于把多年來固定的碳快速返還給大氣。

因此，生態(tài)系統(tǒng)固碳的重點(diǎn)在于森林生態(tài)系統(tǒng)，森林生態(tài)系統(tǒng)的管理一在于保育，二在于擴(kuò)大面積。我國有大量適宜森林生長的山地，這些地區(qū)過去生態(tài)受到過較大程度的破壞，最近幾十年來，一直處在恢復(fù)之中，而這些人工次生林或喬/灌混雜林都很“年輕”，有進(jìn)一步發(fā)育、固碳的潛力。同時(shí)，我國又有不少非農(nóng)用地可作造林之用，包括近海的灘涂種植紅樹林，城市鄉(xiāng)村的綠化用地種植樹木。所以說，生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)在我國實(shí)現(xiàn)碳中和過程中將起到至關(guān)重要的作用。

人為固碳的另一條途徑是CCUS，它包括碳捕集技術(shù)、捕集后的工業(yè)化利用技術(shù)（分為生物利用和化工利用兩大類）、地質(zhì)利用和封存技術(shù)。對這些技術(shù)，國內(nèi)外尚處在研發(fā)階段，真正大面積的應(yīng)用尚未見到。

碳捕集技術(shù)分三大類。一是化學(xué)吸收法，它用化學(xué)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并收集。

二是吸附法，又細(xì)分為化學(xué)吸附法和物理吸附法。化學(xué)吸附法是用吸附材料同二氧化碳分子先作化學(xué)鍵合，再改變條件把二氧化碳分子解吸附并收集；物理吸附法是利用活性炭、天然沸石、分子篩、硅膠等對煙道氣中的二氧化碳作選擇性吸附后再解吸附回收。

三是膜分離法，即利用膜對氣體分子透過率的不同，達(dá)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、燃燒后捕集、化學(xué)鏈燃燒捕集、生物質(zhì)能碳捕集、從空氣中直接捕集等技術(shù)。

碳捕集后的工業(yè)化生物利用技術(shù)目前主要有四大類，一是利用二氧化碳在反應(yīng)器中生產(chǎn)微藻，這些微藻再用作生產(chǎn)燃料、肥料、飼料、化學(xué)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(gè)過程又可稱為二氧化碳施肥。三是把二氧化碳同微生物發(fā)酵過程相結(jié)合，生成有機(jī)酸。四是把二氧化碳用于合成人工淀粉。

碳捕集后的工業(yè)化化工利用又分兩大類技術(shù)途徑，一大類是把二氧化碳中的四價(jià)態(tài)碳還原后加甲烷、氫氣等氣體，再整合成甲醇、烯烴、成品油等產(chǎn)品。另一大類為非還原技術(shù)，有二氧化碳加氨氣后制成尿素、加苯酚后合成水楊酸、加甲醇后合成有機(jī)酸酯等技術(shù)，也有合成可降解聚合物材料、各類聚酯材料等技術(shù)。

地質(zhì)利用技術(shù)也有很多類型，這些技術(shù)有的已在工業(yè)化示范中，有的尚停留在實(shí)驗(yàn)室探索階段。比如利用收集起來的二氧化碳驅(qū)油、驅(qū)煤層氣、驅(qū)天然氣、驅(qū)頁巖氣等，這屬于油氣開采領(lǐng)域的應(yīng)用，這類技術(shù)的一個(gè)共性是通過生產(chǎn)性鉆孔把超臨界的二氧化碳壓到地層中，利用它驅(qū)動孔隙、裂隙中的油、氣流出開采性鉆孔，達(dá)到油氣增產(chǎn)或增加油氣采收率的目的，與此同時(shí)，二氧化碳則滯留在孔隙、裂隙中得以長期封存。該類技術(shù)國內(nèi)外已有工業(yè)應(yīng)用示范。

而另一些技術(shù)則在探索過程中，比如用于開采干熱巖中的地?zé)?。干熱巖埋深在數(shù)千米，其內(nèi)部基本沒有流體存在，溫度在180℃以上，開采干熱巖中的熱能需要打生產(chǎn)井并用壓裂手段使巖石增加裂隙，然后在生產(chǎn)井中注入工作介質(zhì)，讓其流動并采集熱量，最后從開采井中收集熱量。一些研究表明：用二氧化碳作為工作介質(zhì)，既起到開采干熱巖熱量的作用，又可把部分二氧化碳封存于地下。

地質(zhì)封存技術(shù)則是把二氧化碳收集后直接通過鉆孔注入地下深處或灌入深部海水中。這里要特別指出：深海對二氧化碳的溶解保存能力是巨大的。

總之，固碳的技術(shù)有多種，但這些技術(shù)不可避免地需要額外能量加入，因此有可能把最終產(chǎn)品的成本提高一大塊。至于地質(zhì)封存，盡管理論和實(shí)踐上可行，但它似有“空轉(zhuǎn)”之嫌。從現(xiàn)階段看，只有生態(tài)固態(tài)才可兼顧經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

六、碳中和的路線圖規(guī)劃

實(shí)現(xiàn)碳中和，是一個(gè)長期過程，需要有一個(gè)指導(dǎo)全局性工作的規(guī)劃，并根據(jù)形勢的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步，能形成不斷完善規(guī)劃的工作機(jī)制。

我國的目標(biāo)是2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，顯然在目前的認(rèn)知水平下，要做一個(gè)能覆蓋近40年時(shí)間長度的規(guī)劃是不太現(xiàn)實(shí)的，但有一點(diǎn)我們是必須一開始就要做到心中有數(shù)的，那就是我國到時(shí)候還可以排放多少二氧化碳，或者說從目前約100億噸的二氧化碳排放減少到多少才可以宣布完成了碳中和目標(biāo)。

這個(gè)問題不易確切回答，但尋找答案的思路是具備的，那就是“排放量=海洋吸收量+生態(tài)系統(tǒng)固碳量+人為固碳量+其他地表過程固碳量”這個(gè)公式。對此，我們可以逐項(xiàng)做出分析。

過去幾十年，海洋對人為排放二氧化碳的吸收比例為23%，這個(gè)過程還是比較穩(wěn)定的，盡管我們很難預(yù)測未來是否會產(chǎn)生重大改變，但假定海洋將保持這個(gè)吸收比例不變，應(yīng)該是有依據(jù)的。

我國陸地生態(tài)系統(tǒng)固碳能力非常強(qiáng)。根據(jù)相關(guān)研究，2010—2020年間我國陸地生態(tài)系統(tǒng)每年的固碳量為10億—13億噸二氧化碳；一些專家根據(jù)這套數(shù)據(jù)并采用多種模型綜合分析后，預(yù)測2060年我國陸地生態(tài)系統(tǒng)固碳能力為10.72億噸二氧化碳/年，如果增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)管理，還可新增固碳量2.46億噸二氧化碳/年，即2060年我國陸地生態(tài)系統(tǒng)固碳潛力總量為13.18億噸二氧化碳/年。此外，我國近海的生態(tài)系統(tǒng)固碳工程還沒啟動，這塊兒也應(yīng)該有較大潛力。