- 綠色低碳技術:“雙碳”目標的科技支撐
- 張士漢 溫全 洪競科 張巧顯 喬晗 梁鵬 王峣鵬
- 1897字
- 2025-05-19 16:04:33
1.2.3 我國碳排放的五大來源
在過去的幾十年,我國經濟與社會的發展呈現出令人矚目的活力與動力,我國的碳排放量(億噸二氧化碳當量)呈整體上升趨勢。碳達峰、碳中和中的“碳”并不是特指二氧化碳這一種氣體,而是指以二氧化碳為代表的各種溫室氣體。聯合國政府間氣候變化專門委員會根據測算制定了不同種類的溫室氣體所對應的二氧化碳量,提出了二氧化碳當量一詞,并由此來測定大氣中的碳含量。
在2013年之前,我國碳排放量年平均增長率都維持在大約8%的水平。在2013年之后,隨著經濟增長放緩以及我國整體節能減排舉措的推進,碳排放量逐步進入平臺期。我國碳排放量主要來自能源、工業、交通、建筑、農業和土地利用五大部門。其中,“排放大戶”能源和工業部門合計貢獻了80%的碳排放量。所幸的是,2013年以后,這兩個部門的碳排放量逐步進入平臺期,甚至出現了負增長。另外三大部門的碳排放量占相對較小的比例,無大幅增長。
1. 能源部門的碳排放
能源部門的碳排放量高達全國碳排放總量的一半。我國是世界上無可爭議的“煤炭消費大國”,不僅享有豐富的煤炭資源,生產了近乎全球一半的煤炭,而且煤炭進口量也是全球第一。煤炭發電經濟便捷,但是在使用過程中低效能、高排放的特點也使其成為能源部門碳減排的“眾矢之的”。
與此同時,其他化石燃料(如石油和天然氣),甚至一些再生能源的開發和使用,也會產生碳排放。雖然與煤炭發電相比,天然氣發電產生的二氧化碳量大幅縮減,但是在燃燒和排氣過程中,會伴隨大量的甲烷排出。甲烷也是溫室氣體的一種,排放后100年內的增溫作用至少為二氧化碳的28倍。再如,可以當作燃料和工業原料的生物質(指尚有生命或剛剛死去的有機物)有著取之不盡且兼顧廢物利用的優勢,但是燃燒過程中也會產生大量甲烷,同樣造成碳排放。
因此,能源部門的減排,除了需要在能源結構上減少使用高排放的燃料,在源頭上減排,也需要創新碳捕集等先進能源技術,將剩余的碳排放進行清潔處理。
2. 工業部門的碳排放
工業部門的碳排放量約占全國碳排放總量的1/3,主要來自兩部分:在生產制造過程中,工廠燃燒自有化石燃料來提供化學反應所需要的高溫和能量,因此一部分碳排放來自化石燃料燃燒;另一部分來自化學反應發生時本身釋放的溫室氣體。水泥生產就是非常典型的一個案例。水泥是混凝土中不可或缺的材料。水泥生產對全球二氧化碳排放量的貢獻就高達5%。其中,40%來自燃燒燃料以達到化學反應所需的高溫,另外60%來自生產工藝本身——從石灰巖到石灰的煅燒過程中會釋放大量二氧化碳。
中國的制造業不僅是本國經濟發展的基石,還是世界各地現代工業產品的主要供給源。對這些產品巨大的需求,以及部分工業生產過程中低效的能耗,導致工業部門的碳排放量居高不下。
3. 交通部門的碳排放
交通部門的碳排放量來自國內航空、公路、鐵路運輸等化石燃料燃燒,約占全國碳排放總量的7%。在過去20年間,隨著我國經濟高速發展和城鎮化進程的演變,交通部門的碳排放量也翻了一番。公安部交通管理局數據顯示,2023全國機動車保有量達到4.35億輛,駕駛員達4.86億人。龐大的汽車市場仍在持續增長,這勢必給交通部門實現節能減排目標帶來挑戰。
除了抑制汽車普及造成的碳排放,交通部門的其他領域(長途公路運輸、船運、航運等)也需要積極尋求碳中和的解決方案,例如探索氫能和生物質等燃料的應用。
4. 建筑部門的碳排放
建筑部門的碳排放量約占全國碳排放總量的5%,主要來自商用建筑和住宅的燃料燃燒,例如燃燒柴火或者煤炭取暖、煮飯。另外,有一些建筑設備在使用過程中也會產生碳排放,例如,空調制冷時泄漏的氫氟碳化物將比二氧化碳制造出更大的溫室效應。
有別于上述建筑直接排放,建筑使用過程中產生的能耗(例如家用電器耗電、灶臺耗天然氣或煤氣),由于是間接排放,所以嚴格意義上講,在本節的相關數據中,間接排放計入能源部門。
5. 農業和土地利用部門的碳排放
農業和土地利用部門的碳排放量約占全國碳排放總量的5%,主要來自農業、畜牧業、垃圾處理以及土地利用、森林的碳排放或移除。
化肥的發明和使用能夠大幅度提高作物產量,提高農產品質量,但是化肥對環境破壞的威力也不容小覷。以化肥中最常見的氮肥為例,其在制造和施用的過程中都會產生大量的溫室氣體——一氧化二氮。與二氧化碳相比,一氧化二氮影響氣候變暖的能力高出300倍。
畜牧業產生的溫室效應也不容忽視,豬、牛、羊的飼養過程中會產生大量碳排放。此外,動物飼料生產需要消耗化肥、燃料,大規模養殖需要能源供給照明、溫控、自動投喂,這些都間接增加了碳排放量。
還有一部分土地利用的排放來自樹木的減少。樹木本身對二氧化碳有吸收作用,大量砍伐樹木不僅減少了自然碳吸收的途徑,而且使得土壤釋放二氧化碳的量有所增加,從而加重了溫室效應。