《科学时报》：探寻中国二氧化碳减排之路

发布时间：2022-02-26 15:20:14 浏览数：次

二氧化碳是引起全球气候变化的最主要的温室气体之一，控制二氧化碳排放问题受到世界各国的广泛关注。控制温室气体排放、减缓气候变化已成为我国实施可持续发展战略的重要组成部分。在日前召开的以“温室气体(二氧化碳)控制技术及关键问题”为主题的第279次香山科学会议上，来自能源、化工、环境等不同领域的专家，就寻找适合我国国情的控制二氧化碳排放技术路线与战略进行了研讨。

二氧化碳减排难点

研究表明，二氧化碳来源于人类对煤、天然气和石油等化石能源的过渡开发与利用，特别是工业革命以后人类越来越依赖于化石能源。人类向大气排放的温室气体主要有：二氧化碳、甲烷、氮氧化物和其他气体，其中大约60%的温室效应是由二氧化碳产生的。

会议执行主席、中国科学院工程热物理研究所徐建中院士在题为《控制二氧化碳排放的若干科学问题》的报告中说，随着人类对化石能源的依赖越来越大，二氧化碳减排成为人类必须解决的、不可回避的重大问题。

二氧化碳排放源分布广泛，涉及到工业、交通、建筑、农业和管理等各个领域，由于各二氧化碳排放源不同，很难用单一的方法分离回收。传统分离和回收二氧化碳的技术主要有吸收法、吸附法、膜分离法和深冷法等。但不论采用哪种二氧化碳分离方法，分离过程的能耗都很高，这不仅意味着额外增加了单位发电量或产品的二氧化碳排放量，而且大幅降低了能源系统效率。如吸附法中包含了一个解吸过程，需要依靠压力或温度的改变将二氧化碳与吸附剂分离，压力变化或温度变化不可避免地带来大量的能量损失。而膜分离技术的难点在于受到膜材料的限制，导致膜成本较高，致使该方法目前不能大规模推广使用。

二氧化碳被分离后，需要存储起来，才能达到与大气隔离的目的。由于二氧化碳量巨大，每年达百亿吨，如此大量的二氧化碳安全存储，也是二氧化碳减排的难点之一。2003年，全球二氧化碳的排放总量约为237亿吨，对如此大量的二氧化碳进行捕获和封存是一件非常困难的事。

会议执行主席、清华大学化学工程系费维杨院士说，二氧化碳的储存技术主要有深海储存等多种形式，但目前许多研究工作才刚刚开始，二氧化碳的储存技术有可能产生的一些新问题尚有待深入研究。

减排中的关键科学问题

徐建中说，由于二氧化碳排放的范围广、涉及的领域多，问题复杂，并不是靠一两个方法就可以得到解决，在对二氧化碳减排途径进行研究时需要关注的几个关键科学问题有：一是化石能源高效利用新方法和新机理研究，要打破传统化石能源利用模式，开拓化石能源利用的新方法和新机理，以进一步提高能源转化与利用效率、减少化石燃料消耗和二氧化碳的排放；二是可再生能源与化石能源互补利用的方法和机理研究，将可再生能源与化石能源利用结合起来，通过化石能源和可再生能源的互补，不但可以克服可再生能源不连续的缺点，还可以促进可再生能源的利用，减少化石能源的消耗；三是生物固碳方面的研究，我国林地覆盖面积和生物量相对较低，研究造林、林地恢复、丰产林管理、采伐管理、森林防火和病虫害控制等方面的科学问题，将有助于森林固碳量，减少碳排放。

将二氧化碳从固定排放源排放的尾气或其他气体中分离并存储，是减少二氧化碳排放的重要方法。

但现有的二氧化碳分离技术在把二氧化碳分离出来后将消耗大量的能量，研究新型二氧化碳分离方法，降低二氧化碳分离能耗是减少固定排放源二氧化碳排放量所需解决的关键问题之一。二氧化碳资源化利用方法创新、系统整合控制二氧化碳排放的方法及机理等都有待进行深入的研究。

国家发展和改革委员会能源研究所研究员徐华清介绍说，到2020年，中国应对气候变化的总体目标设想为：减缓温室气体排放取得显著成效，适应气候变化的能力不断增强，气候变化相关的科技与研究水平取得新的进展，公众的气候变化意识明显提高，气候变化领域的机构和体制建设得到进一步发展。国家将大力推进技术开发和推广利用力度，加强煤的清洁高效开发和利用的技术研究，加强油气资源勘探开发利用技术和可再生能源技术等方面的研究，增强自主创新能力，促进能源工业可持续发展，增强应对气候变化的能力。

中国二氧化碳减排之路

徐建中认为，针对我国能源利用现状，目前我国减少二氧化碳排放可以有多种途径，如提高能源转化与利用效率，降低化石能源的消耗；改变能源消耗结构；提高可再生能源和核能在能量供应中的份额；增强生物固碳和二氧化碳资源化利用等。

如针对我国能源转化与利用效率低下的现实，提高我国能源利用水平，特别是煤炭的能源利用效率，达到国际先进水平是实现我国减少二氧化碳排放的短期途径，具有非常大的潜力和可行性。从中长期来看，还要继续研究先进的能源转化与利用装置和系统，进一步提高系统的能源转化效率。单位能量的化石燃料中煤的含碳量最高，石油次之，天然气最少，用含碳量较少的天然气和石油替代煤，必然减少二氧化碳的排放，应鼓励用天然气和石油等相对低碳燃料替代高碳燃料煤，改变能源结构是解决我国二氧化碳减排问题的重要途径之一。

可再生能源属于低碳或非碳能源，可有效减少二氧化碳的排放量。提高可再生能源在能源供应中的份额，有助减少化石能源的消耗量。如我国太阳能资源非常丰富，我国2/3以上地区年日照时数都大于2000小时，太阳能一年的理论储量高达17000亿吨标准煤。

植被可以吸收空气中的二氧化碳，并将它固定在植物体内和土壤中，例如每公顷丰产速生林可以固定56吨二氧化碳。因此，可以通过增加丰产速生林的面积降低大气中二氧化碳的含量，缓解温室效应。有关研究表明，中国陆地生态系统的碳贮量目前处于一种低水平状态，因此中国陆地生态系统的碳库贮存潜力很大，生物固碳成为短期二氧化碳控制的最切实可行的途径之一。但是生物固碳要占用大量土地，而我国人地矛盾突出，因此受到环境条件的制约。而二氧化碳的捕获和存储被认为是从根本上解决二氧化碳减排问题的途径之一，受到了广泛的重视。

与会专家指出：我国是较早批准《京都议定书》的国家之一。作为一个负责任的大国，对全球温室气体减排作出了应有的贡献。未来，随着我国经济的高速发展，能源消耗量还会继续增加，“后京都时代”我国将面临更大的压力，积极开展二氧化碳减排方面的基础性研究，探索符合我国国情的二氧化碳减排之路迫在眉睫。

（资料来源：科学时报2006年 6月1日）

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