观点｜碳中和可能成为第五次工业革命

北极星大气网讯:碳中和是指二氧化碳的净零排放，即通过平衡二氧化碳的排放和二氧化碳的去除，以阻止二氧化碳在大气中的增加导致全球变暖。截至2021年2月，已有124个国家承诺到2050年或2060年实现碳中和。这是自1995年联合国大会，特别是京都会议(1997年)、波恩会议(2001年)、巴厘会议(2007年)和巴黎会议(2015年)以来取得的显著进展，各缔约方(国家)对减排作出了越来越具体的约束性承诺。

气候影响将会持续

到2020年，全球大气中二氧化碳的平均浓度达到了415ppm，远超于1850年工业革命前的285ppm。在1850年至2020年期间，全球平均地表温度上升了约1.2°C。由于大气中额外的CO₂继续产生温室效应，即使我们立即停止碳排放，地球仍将继续变暖。到2050年，碳中和的目标是在2100年前将气温升幅限制在工业化前水平的1.5-2.0°C以内。实现这一目标需要各国作出巨大努力。由于气候变化甚至会威胁到我们人类在地球上的生存，因此这些努力可以被看作是面对气候变化的最后努力。

最近的气候变暖已经对我们的生活环境造成了巨大的破坏：昆虫、干旱、洪水、野火、物种灭绝、生物多样性丧失、海洋酸化、冰川退缩、北极和南极冰层融化、海平面上升等等。在我看来，海平面上升是一个特别严重的问题，在本世纪可能会威胁到1亿多人的生存，长期来看可能会影响到更多人。历史上，海平面变化在200米上下，温度变化约10℃，即敏感性为每立方米20米每℃。始新世时期，约4000万年前，地球表面温度比现在高3.5℃左右，海平面比现在高75米左右；大约在2万年前，冰川的最后一次高峰时期，当时的气温比现在低6摄氏度，海平面比现在低125米。尽管自工业化前时期以来，地球表面温度上升了1.2℃，但海平面仅上升了0.24米，根据化石燃料排放情景，到2100年，预计海平面上升幅度在0.3-1.5 m之间。由于海洋的平均水深在3600米左右，海洋要达到最大的海冰融化和海水热膨胀将是一个缓慢的过程，因此，海平面上升到预期的高度需要数千年的时间。

我们预计，即使到2050年大气中CO₂浓度增加停止，海平面仍将继续上升，因为现有的CO₂和其他温室气体将继续为地球系统增加更多的热量。我们能阻止海平面长期上升的唯一方法，是将大气中的CO₂尽量减少到工业化前的水平。这需要的不仅仅是实现碳中和，即我们不仅需要平衡碳排放和去除(如生态系统中的碳汇)，而且还要使去除大于排放。因此，碳中和将是人类停止加速破坏我们生活环境的第一步。

碳中和将促进更多低碳技术的实现

国际社会共同努力实现碳中和，可能是人类历史上达成的最大的国际协议。这是国际社会发展的一个积极迹象，但也可以看作我们保护自己不受自己造成损害的一种绝望行为。我们已经浪费了太多时间在意识到全球变暖的严重性上，以及花了太多时间在如何采取必要措施解决这个问题，因为跨国科学在发表第一个评估报告来表达对此问题的共识是在1992年。我们现在应该竭尽全力采取行动，不仅要遏制碳排放，还要找到能源危机的解决方案。自1850年以来，在短时间内,我们耗尽了将近一半的化石燃料，这些燃料花费了数亿年才形成。

按照目前的开发速度，石油和天然气可能只能维持供应40 - 80年，煤炭约100年。很明显，目前的化石能源消耗是不可持续的。因此,我们应该不顾一切寻找解决能源危机的方法。碳中和将是这场危机的最终解决方案。

为了实现碳中和，我们首先需要尽可能多地减少碳排放，包括(1)利用可再生能源、水电和核能取代化石燃料;(2)使用工业CO₂捕获、去除、储存和利用技术;(3)固体废物再利用;(4)降低能源消耗，提高能源利用效率。同时，我们还应该加强陆地和海洋碳汇。风能、太阳能、生物质能、地热能、潮汐能、氢能等可再生能源的潜力是巨大的，完全可以满足我们对能源需求。随着技术的发展，这些能源可能将变得像化石燃料一样便宜，或是其成本低于化石燃料成本和碳的社会成本的总和，美国联邦政府最近将碳的社会成本定为每吨CO₂约52美元。换句话说，如果国际社会一致认为全球变暖是一个严重的问题，基于CO₂对地球环境潜在破坏的评估，对碳进行适当高的定价，这将为开发可再生能源提供强大的经济激励，我们的社会将朝着正确的无碳未来前进。加强陆地碳汇最初可能是一种低成本的从大气中去除碳的选择，因为植树和森林管理可以在成本上比工业去除碳低得多。

因此，最大限度地利用陆地汇应该是实现碳中和议程中的优先事项。然而，陆地碳汇有其局限性，储存在生物质和土壤中的碳汇并不能永久安全地返回到大气中，因此我们可以考虑将陆地碳汇作为一种选择，以争取时间。同样，利用土地来“饲养”大气中的碳也有很大的潜力，即种植生物质并将其用作替代化石燃料的能源。在我们迈向碳中和的道路上，生物质能源可以发挥持续而重要的作用。此外，如果没有工业碳捕获、去除和储存技术，我们不可能达到碳中和，因为在未来我们还将在某种程度上继续依赖化石燃料。碳市场的建立以及较高的碳定价将鼓励这些工业减排技术和基础设施的发展，并最终在实现碳中和中发挥主导作用。同样地，节约能源的生活方式也应该被提倡。

碳中和可能将成为第五次工业革命

碳中和将极大地减缓全球变暖，解决我们的能源危机，并为空气质量的提升、生态的恢复和景观的美化带来好处。因此，它可以被视为一场工业革命，标志着人类发展的一个重要里程碑。继之前四次工业革命，碳中和可能是第五次工业革命(图)。

图 碳中和可能将成为第五次工业革命

第一次工业革命发生在1750年左右，这次革命在1785年詹姆斯·瓦特(James Watt)设计的蒸汽机成功运行后加速进行，为大规模工业提供动力。第二次是在1850年左右发生，本杰明·富兰克林在1732年发现了电力，促使电力机器和生产线的广泛使用，极大地提高了工业生产率。1946年，约翰·莫切利(John Mauchly)和普雷斯珀·埃克特(Presper Eckert)发明了第一台计算机，使自动化生产和工业生产成为可能。第四次是在1983年第一个万维网形成后逐渐出现的，它推动了物联网+人工智能+大数据的数字时代，实现了商品的高效生产、流通和定制服务，极大地提高了每个人的幸福度。这些工业革命提高了我们的生活水平，代价是各种自然资源的消耗，其中许多是不可再生的资源。人类与自然关系的核心问题是我们对化石燃料的消费，这不仅导致全球变暖，也导致环境的退化。第五次工业革命可以解决这些核心问题，因此，碳中和将是迈向人类与自然和谐共存的可持续未来的第一步。