千亿市场?转型挑战?“碳中和”将带来哪些重大机遇

作者: 格致论道讲坛

来源: 格致论道讲坛

发布日期: 2021-09-23 18:01:39

文章讨论了中国在碳达峰和碳中和目标下的挑战与机遇,分析了碳排放和碳汇的概念及其对全球变暖的影响,探讨了实现碳中和的技术手段和经济影响,以及个人和社会在应对气候变化中的角色和责任。

中国在2020年9月份向全世界庄严宣布:我们将力争在2030年前达到碳达峰,在2060年前实现碳中和。这个新的时代需要我们大家的共同努力。千亿市场?转型挑战?“碳中和”将带来哪些机遇与挑战?你不知道的、想知道的,都在这里。

在生活中有两个过程。一个是排放。我们每时每刻都在使用煤炭、石油、天然气等化学能源,它们的消费会产生二氧化碳并排入到大气中,这就是排放。另外一个过程是碳汇。

它会从大气中吸收二氧化碳,像我们植树造林而造成的森林碳汇、草地碳汇等等。这两个过程一个是排放,一个是吸收。我们可以把排放想象为浴缸上面的一个龙头。龙头的水有大有小,如果把龙头开到最大,龙头的水流量将达到最大并不再增加,这就是碳达峰。浴缸下面往下流水的漏水阀就叫碳汇。如果从漏水阀流出的水与从水龙头流进的水达到平衡,水缸里的水将不再增加,这就叫碳中和。

二氧化碳其实是大气中的一种化学成分,它能吸收地表释放的长波辐射。长波辐射是一种能量,所以我们经常会把二氧化碳比作地球的棉被,能对地球有保温的作用,这就叫温室效应。二氧化碳增加以后,温室效应将越来越强,保留的能量将越来越多,这就是全球变暖。这些越来越多的能量积累在地球系统中,就会驱动一系列的变化。我们第一个能想到的就是我们人类生活的陆地表面的气温上升。其次,海洋里面也会有一系列的变化。

海洋的比热容较大,因此储存了全球变暖约90%的热量。因为热胀冷缩,海洋变暖便会膨胀,导致海平面上升。海平面上升还有另外一个原因。大气温度升高会导致包括冰的融化,包括陆地上的冰川、格陵兰的冰盖、南极的冰盖等。此外还有一些极端事件的变化,如极端高温热浪的发生。前几年中欧发生了非常严重的热浪,造成大量人员死亡。中国大连2017年也发生过一次非常大的海洋热浪,导致沿海海参养殖业损失甚至达到上亿人民币。

这就是全球变暖对整个气候系统的影响。

除了成老师提到的这些对自然系统的影响,其实我们更关心气候变暖对人类社会系统的影响。我们人类其实非常关注自身,如果气候变化只影响自然系统而不影响人类社会系统,我们可能很难去注意这个问题。物理系统的影响就像一系列多米诺骨牌,推倒第一块,它会和我们自然系统的方方面面连接起来,导致后面骨牌的一系列倒塌。

比如前面所说的极端事件的增加将会导致干旱增加,继而影响粮食产量,影响粮食价格,导致非洲、中东等贫困饥饿地区的情况更加严重,最终导致一些政治动荡。再比如说,冰川融化与一些降水变化将会导致中亚等水资源紧张地区水资源更加紧张,导致上下游国家产生一些地缘政治冲突。这种通过人类社会放大的间接影响和风险,在未来是不容忽视的。

我们如果把自己当成福尔摩斯去探案,想要找到元凶,首先得有一些关系,另外还有得有一环套一环的证据链,把整个故事讲明白了,最后才能找出元凶。首先我们看到的证据是,气温变化和二氧化碳的变化是非常同步的。无论是在过去100年还是在过去的至少80万年,二氧化碳和气温的上升都非常同步。但这只代表气温与二氧化碳的一个关系,不具有因果性,证据链还是不完整。

所以现在科学家进行了各种各样的研究寻找全球变化的原因,如太阳变化与火山爆发对气候有什么影响。太阳和地球之间的相对位置、地球的角度都会对气候变化有影响。但这些因素都被一一排除,科学家们发现只有人类活动造成的温室气体上升能够解释最近100年的气温上升。科学家们经过了几十年大量的研究,发现地表温度的上升和人类排放的碳大致呈线性关系。二氧化碳被排放多少,地表温度就会以一定比例升高多少。

因此,2015年时全世界所有的国家在巴黎召开会议,签署了巴黎协定,制定了把本世纪的全球气温控制在工业革命前之上的2℃之内的共同目标。把温度的目标换算成碳目标,就得用到我刚才讲的气温和碳的线性关系。工业革命到现在100多年,我们大约总共排放了两万亿吨的二氧化碳,地球大约升温1.1℃。未来我们如果要实现2℃的控温目标,最多只能排放两万亿吨左右的二氧化碳。

这就是为什么如果我们要控温,就得控碳与实现碳达峰、碳中和。

现在并没有这样的证据。研究表明,过去地质历史上的长期气候变化是非常缓慢的。太阳的变化、太阳和地球相对位置的变化、海洋中微生物的变化等都会造成地球系统的气候变化,但是它们的周期都非常非常长,那么至少是万年甚至十万年、百万年。到现在没有找到除了温室气体增加以外的别的能解释地球在过去百年内剧烈升温的机制。

所以就像您说的福尔摩斯探案,抽丝剥茧以后发现凶手竟然是自己。对,类似于排除法。气温变化共有两类,一类是自然变率,一类是人为变率。自然变率就是刚才成老师讲的太阳等因素,人类变率就是我们所排放的温室气体。所有的自然变率都不能完全解释目前的变暖趋势,只有把人为的变率加进去之后才能解释。

首先要明确的一点,1.5℃和2℃是一个温升的中值。

虽然温升的中值只差了1.5℃和2℃,但是在极端的事件即长尾的分布上,它会非线性的增加,可能会增加四倍甚至十倍以上。最近的IPCC的1.5℃报告便说明了这个问题。即使比较1.5℃和2℃,它们的中值只差了0.5℃,但是所造成的海冰消失时间却差了十倍,一个是十年一次,一个是百年一次。在其他关键的气候要素上,它的差别也是类似的。它们中值的变化虽然很小,但是极值的变化呈非线性增加是非常大的。

而影响我们感受、影响我们未来各种损失的,正是这些极端事件变化。第二点,为什么确定2℃和1.5℃作为目标?从经济的角度来讲,我认为是从成本效益考虑。控制温升可以避免气候变化损失,这是获得的效益。但控制温升也必须付出成本,要减少温室气体的排放。达到一个什么样的目标最好?要综合考虑成本和效益。要保证在这个目标下,成本低于效益,即付出的更少而获得的更多。

目前的共识是2℃目标是符合成本效益分析的,可达到低成本高效益。1.5℃目标现在有争议,但是很多的科学家认为从风险的角度来讲,我们也应该去争取1.5℃目标,因为有很多气候变化的影响与风险我们目前还不能了解。

森林碳汇确实是很重要的。我个人觉得基于以前的研究,森林碳汇是有一定的上限的,它不会无限地上升,因为它有很多制约的因素。比如因为变暖,森林越多,森林火灾概率也会大大增加。

火灾又把固定的碳放入大气,所以它是有一些制约的。另外一个制约就是适宜种森林的土地也没那么多。我看过一个研究,乐观估计森林每年吸收二氧化碳的上限是30亿吨,远远达不到刚才滕老师说的80亿吨的水平。我们要打就打组合拳,不能依赖于某一个特定手段。

我们之前跟中国林科院的专家做过一个研究,测算中国未来到2060年的碳汇大概在10到12亿吨二氧化碳左右,将在2030年达到一个峰值之后下降。原因是什么呢?

原因主要是因为我们中国的林龄在逐渐的变老,从而导致固碳能力的下降。所以到2030年之后,森林的固碳能力其实在稳步下降,没有大家想象的那么多。大家可能认为通过植树造林可以解决很大的问题,但是我们的研究表明可能到2060年,通过此方法只能解决10到12亿吨碳汇的问题,剩下的还需要我们通过其他的方式来解决。

我觉得从经济学上来讲,应对气候变化问题是一个非常典型的囚徒困境问题,或者是一个集体行动逻辑的问题。应对气候变化如果大家都做,那么大家都会变得更好。但是如果只有一个人做,他单独付出成本,但收益被大家共享。所以单独一个人其实是很难有动机来做这件事情,它需要大家合起来,通过集体行动来解决这个问题。所以当我们从个体的角度来考虑这个问题的时候,首先要考虑代际公平的问题。

因为我们今天付出成本减排温室气体,它的主要影响是在未来50年到100年避免了气候变化的损失,而这个损失发生在我们的子女和他们的后代的身上。有点像我们家长现在给孩子教育投资,虽然掏我们的腰包儿,但是这个收益是未来花在这个孩子以及他的后代的上面。

对,这也是我想说的。除了时间上的维度以外,还有空间维度。事实上我们过去100年造成了非常多生物的灭绝,比如说海洋中大量生物消亡,海洋生态系统破坏。

所以从空间上来讲,我们是获益了,但是其实也损失了很多。我个人觉得气候变化其实不只是能源和社会、经济的事情,其实是我们每个人对美好生活的向往。什么叫美好生活?不只是吃得好穿得暖,我们也想像您一样去白雪皑皑的冰川下面去露个营,也想去海边看一下美丽的鱼。我们不想去了海边就是一些垃圾,去了雪山发现消融了。

我觉得首先在实现碳达峰、碳中和的过程中,一定会改变现有的经济结构和产业结构。刚才提到像煤炭这些化石能源在一次能源中的比例会逐渐地下降,甚至消失。如新能源、可再生能源等一些新兴的产业和新兴的机会会出现和增加,它的投资就业和产值在未来会进一步地增长。所以应对气候变化,不仅仅意味着成本,它也意味着新的产业形态和新的增长潜力。因此应对气候变化和经济增长并不完全是非此即彼的过程,它们之间是存在着双赢的可能。

我的体会就是虽然我们有很多的减排的技术,但是在未来仍然要依靠改变我们的行为。举一个例子,因为疫情原因,我们现在大家都在开网络会议。在网络会议的时候很多人可能会不自觉地打开摄像头,但打开摄像头和关闭摄像头的排放是完全不一样的,关闭摄像头可以减少排放90%以上。因为打开摄像头传输的是视频的信号,关闭摄像头传输的是音频信号,两个信号的大小是截然不同的。

一个小时的视频会议产生的排放大概相当于150克到1公斤二氧化碳,这取决于当地电力系统的构成。如果关闭摄像头可以节省90%以上。所以当我在开视频会议时,不发言时我会尽量把摄像头关闭。我经常做一些科普,我发现大家对于气候变化的意识和认识还不充分。我经常在文章后面发现反气候变化的人。我个人觉得我们的意识要变,因为这个事确实是大势所趋,现在至少有130多个国家开始明确计划达到碳达峰与碳中和。

我希望大家能够多了解一些气候变化,多了解一些应对气候变化的知识,在未来的30到40年的发展中找到自己的位置和机会,这是对大家都有益的事情。

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