- 绿色低碳技术:“双碳”目标的科技支撑
- 张士汉 温全 洪竞科 张巧显 乔晗 梁鹏 王峣鹏
- 1897字
- 2025-05-19 16:04:34
1.2.3 我国碳排放的五大来源
在过去的几十年,我国经济与社会的发展呈现出令人瞩目的活力与动力,我国的碳排放量(亿吨二氧化碳当量)呈整体上升趋势。碳达峰、碳中和中的“碳”并不是特指二氧化碳这一种气体,而是指以二氧化碳为代表的各种温室气体。联合国政府间气候变化专门委员会根据测算制定了不同种类的温室气体所对应的二氧化碳量,提出了二氧化碳当量一词,并由此来测定大气中的碳含量。
在2013年之前,我国碳排放量年平均增长率都维持在大约8%的水平。在2013年之后,随着经济增长放缓以及我国整体节能减排举措的推进,碳排放量逐步进入平台期。我国碳排放量主要来自能源、工业、交通、建筑、农业和土地利用五大部门。其中,“排放大户”能源和工业部门合计贡献了80%的碳排放量。所幸的是,2013年以后,这两个部门的碳排放量逐步进入平台期,甚至出现了负增长。另外三大部门的碳排放量占相对较小的比例,无大幅增长。
1. 能源部门的碳排放
能源部门的碳排放量高达全国碳排放总量的一半。我国是世界上无可争议的“煤炭消费大国”,不仅享有丰富的煤炭资源,生产了近乎全球一半的煤炭,而且煤炭进口量也是全球第一。煤炭发电经济便捷,但是在使用过程中低效能、高排放的特点也使其成为能源部门碳减排的“众矢之的”。
与此同时,其他化石燃料(如石油和天然气),甚至一些再生能源的开发和使用,也会产生碳排放。虽然与煤炭发电相比,天然气发电产生的二氧化碳量大幅缩减,但是在燃烧和排气过程中,会伴随大量的甲烷排出。甲烷也是温室气体的一种,排放后100年内的增温作用至少为二氧化碳的28倍。再如,可以当作燃料和工业原料的生物质(指尚有生命或刚刚死去的有机物)有着取之不尽且兼顾废物利用的优势,但是燃烧过程中也会产生大量甲烷,同样造成碳排放。
因此,能源部门的减排,除了需要在能源结构上减少使用高排放的燃料,在源头上减排,也需要创新碳捕集等先进能源技术,将剩余的碳排放进行清洁处理。
2. 工业部门的碳排放
工业部门的碳排放量约占全国碳排放总量的1/3,主要来自两部分:在生产制造过程中,工厂燃烧自有化石燃料来提供化学反应所需要的高温和能量,因此一部分碳排放来自化石燃料燃烧;另一部分来自化学反应发生时本身释放的温室气体。水泥生产就是非常典型的一个案例。水泥是混凝土中不可或缺的材料。水泥生产对全球二氧化碳排放量的贡献就高达5%。其中,40%来自燃烧燃料以达到化学反应所需的高温,另外60%来自生产工艺本身——从石灰岩到石灰的煅烧过程中会释放大量二氧化碳。
中国的制造业不仅是本国经济发展的基石,还是世界各地现代工业产品的主要供给源。对这些产品巨大的需求,以及部分工业生产过程中低效的能耗,导致工业部门的碳排放量居高不下。
3. 交通部门的碳排放
交通部门的碳排放量来自国内航空、公路、铁路运输等化石燃料燃烧,约占全国碳排放总量的7%。在过去20年间,随着我国经济高速发展和城镇化进程的演变,交通部门的碳排放量也翻了一番。公安部交通管理局数据显示,2023全国机动车保有量达到4.35亿辆,驾驶员达4.86亿人。庞大的汽车市场仍在持续增长,这势必给交通部门实现节能减排目标带来挑战。
除了抑制汽车普及造成的碳排放,交通部门的其他领域(长途公路运输、船运、航运等)也需要积极寻求碳中和的解决方案,例如探索氢能和生物质等燃料的应用。
4. 建筑部门的碳排放
建筑部门的碳排放量约占全国碳排放总量的5%,主要来自商用建筑和住宅的燃料燃烧,例如燃烧柴火或者煤炭取暖、煮饭。另外,有一些建筑设备在使用过程中也会产生碳排放,例如,空调制冷时泄漏的氢氟碳化物将比二氧化碳制造出更大的温室效应。
有别于上述建筑直接排放,建筑使用过程中产生的能耗(例如家用电器耗电、灶台耗天然气或煤气),由于是间接排放,所以严格意义上讲,在本节的相关数据中,间接排放计入能源部门。
5. 农业和土地利用部门的碳排放
农业和土地利用部门的碳排放量约占全国碳排放总量的5%,主要来自农业、畜牧业、垃圾处理以及土地利用、森林的碳排放或移除。
化肥的发明和使用能够大幅度提高作物产量,提高农产品质量,但是化肥对环境破坏的威力也不容小觑。以化肥中最常见的氮肥为例,其在制造和施用的过程中都会产生大量的温室气体——一氧化二氮。与二氧化碳相比,一氧化二氮影响气候变暖的能力高出300倍。
畜牧业产生的温室效应也不容忽视,猪、牛、羊的饲养过程中会产生大量碳排放。此外,动物饲料生产需要消耗化肥、燃料,大规模养殖需要能源供给照明、温控、自动投喂,这些都间接增加了碳排放量。
还有一部分土地利用的排放来自树木的减少。树木本身对二氧化碳有吸收作用,大量砍伐树木不仅减少了自然碳吸收的途径,而且使得土壤释放二氧化碳的量有所增加,从而加重了温室效应。