導(dǎo) 讀 從1850到2020年,全球大氣二氧化碳平均濃度增長近50%,,引發(fā)了全球氣候變暖等復(fù)雜的環(huán)境問題,。近幾年來,氣候變暖對人類生存環(huán)境的破壞在日益顯著,?;剂腺Y源的不可持續(xù)性和巨大的碳排放亟待變革型技術(shù)突破,從而為人類社會的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。碳中和目標(biāo)成為人類如何發(fā)展的新約束,,是人類積極解決環(huán)境問題和未來能源危機(jī)的重要舉措,。 圖1 圖文摘要 碳中和是指通過平衡或者消除二氧化碳的排放,阻止其在大氣中的增加而導(dǎo)致全球變暖,,從而實現(xiàn)的凈零二氧化碳(CO2)排放,。這是人類共同發(fā)展目標(biāo),。截至2021年2月,,已有124個國家通過立法或承諾到2050或2060年實現(xiàn)碳中和。到2020年,,全球大氣中的二氧化碳平均濃度已達(dá)到415ppm,,較1850年左右工業(yè)化前的285ppm水平大幅上升。與此同時,,1850-2020年期間,,全球平均地表溫度上升了約1.2℃。2050年碳中和的目標(biāo)是在2100年實現(xiàn)將從1850年開始的氣溫上升幅度控制在1.5℃至2.0℃之間,。 最近幾十年的氣候變暖已經(jīng)對我們的生存環(huán)境造成了巨大的破壞,,包括干旱、洪水,、物種滅絕,、生物多樣性喪失、冰川退縮,、海平面上升等等,。其中,海平面上升是一個特別嚴(yán)重的問題,,它可能在本世紀(jì)威脅到超過1億人,,并在更長的時期內(nèi)威脅到更多的人。我們能阻止海平面長期逐漸上升的唯一方法是將大氣中的二氧化碳減少到接近工業(yè)化前的水平,,這意味著我們不僅需要平衡碳排放和消除,,而且還需要主動消除已排放的碳總量。碳中和將是人類在阻止人類活動對生存環(huán)境加速破壞邁出的巨大第一步,。在自1850年以來的短短時間內(nèi),,我們已經(jīng)耗盡了近一半的化石燃料資源,這些資源在整個地球歷史上花費了數(shù)億年才形成,。目前的化石能源消費的不可持續(xù)性是顯而易見的,,我們必須尋找解決能源危機(jī)的方法。碳中和將是這場危機(jī)的最終解決方案,。 為了實現(xiàn)碳中和,,我們首先需要盡可能多地從源頭減少碳排放,提高能源利用效率?;Y源的消耗和強(qiáng)烈依賴高能耗的發(fā)展模式是高碳排放的主要源頭,。發(fā)展風(fēng)能、太陽能,、生物質(zhì)能,、地?zé)崮堋⒊毕芎蜌淠艿瓤稍偕茉礉摿薮?。政策和?jīng)濟(jì)引導(dǎo)是促進(jìn)碳中和的重要策略,。當(dāng)國際社會一致將全球變暖作為一個嚴(yán)重問題,并根據(jù)對碳排放對地球環(huán)境的潛在損害的評估,,采用適當(dāng)高的碳交易價格,,將為發(fā)展可再生能源提供強(qiáng)有力的經(jīng)濟(jì)激勵,促進(jìn)社會朝著低碳未來的方向前進(jìn),。由于植樹和森林管理的成本比工業(yè)碳清除要低得多,,增加土地碳匯是消除大氣中二氧化碳含量的低成本選擇。雖然碳匯潛力有限,,但應(yīng)優(yōu)先得到開發(fā),。同時,生物燃料的發(fā)展在替代化石燃料也有很大的潛力,。然而,,在短時間內(nèi)我們?nèi)匀恍枰^續(xù)依賴化石燃料發(fā)展,工業(yè)大規(guī)模二氧化碳捕獲,、去除和儲存(CCUS)就顯得十分關(guān)鍵和必要,,是發(fā)展中實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的必然路徑。因此,,當(dāng)以高價格碳交易建立碳市場時,,需要鼓勵發(fā)展和實施工業(yè)CCUS技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施,在實現(xiàn)碳中和方面發(fā)揮重要作用,。 鑒于碳中和對人類文明的巨大影響,,碳中和可以被視為一場新的工業(yè)革命。我們知道,,第一次工業(yè)革命發(fā)生在十七世紀(jì)五十年代,,James Watt改良蒸汽機(jī)等一系列技術(shù)革命,促進(jìn)了工業(yè)機(jī)械化,。第二次工業(yè)革命形成于十九世紀(jì)七十年代,,電的廣泛使用使得人類進(jìn)入了電氣化時代,大大提高了工業(yè)生產(chǎn)力,。第三次發(fā)生于1946年John Mauchly和Presper Eckert生產(chǎn)出第一臺計算機(jī)后不久,,這使自動化生產(chǎn)工業(yè)過程成為可能,。第四次工業(yè)革命是在1983年第一個全球計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)形成之后逐漸出現(xiàn)的,而在本世紀(jì)之交,,它以物聯(lián)網(wǎng) 人工智能 大數(shù)據(jù)推動了一個數(shù)字時代,,方便了我們每個人的生活。每次工業(yè)革命的技術(shù)突破都影響了人類文明,,改變了人類的生活方式,。在碳中和目標(biāo)下的第五次工業(yè)革命將進(jìn)一步解決人類對化石資源的依賴,促進(jìn)人與自然和諧共處,。因此,,碳中和將是邁向人類與自然和諧共處的可持續(xù)未來的第一步,是維持自然生態(tài)平衡的關(guān)鍵,,更是通向未來能源之門的鑰匙,。 總結(jié)和展望 當(dāng)前過度碳排放對環(huán)境造成破壞與化石燃料資源不可持續(xù)的問題,,碳中和將是化解這些問題的關(guān)鍵,。碳中和將大大減緩全球變暖,解決能源危機(jī),,改善空氣質(zhì)量和人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境,,它可以被視為一場工業(yè)革命,是標(biāo)志人類發(fā)展的一個重要里程碑,。實現(xiàn)碳中和需要全人類共同參與,。讓我們攜手并進(jìn),從植樹造林到發(fā)展可再生能源,,為構(gòu)筑美好的明天而奮斗,。 掃二維碼|查看原文 原文鏈接:https://www./the-innovation/fulltext/S2666-6758(21)00052-7 本文內(nèi)容來自Cell Press合作期刊The Innovation第二卷第三期將以Editorial發(fā)表的“Carbon neutrality: Toward a sustainable future” (投稿: 2021-05-20;接收: 2021-05-31,;在線刊出: 2021-06-03),。 DOI: https:///10.1016/j.xinn.2021.100127 引用格式: Chen J (2021). Carbon neutrality: Toward a sustainable future. The Innovation. 2(3),100127. 作者簡介 陳鏡明,加拿大高級首席科學(xué)家(2003),,加拿大皇家科學(xué)院院士(2006),,2000-2019任多倫多大學(xué)地理與規(guī)劃系教授,2020年加入福建師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院,。1982年獲南京氣象學(xué)院學(xué)士學(xué)位,,1986年獲英國里丁大學(xué)博士學(xué)位。現(xiàn)任Remote Sensing of Environment 主編,、Journal of Geophyiscal Research-Biogeosciences和Canadian Journal of Remote Sensing副主編,、美國通量觀測網(wǎng)絡(luò)科學(xué)指導(dǎo)委員會委員、中國科技部全球變化重大科學(xué)研究計劃專家組成員,、國務(wù)院僑辦海外專家咨詢委員會委員,。主要從事植被遙感及陸地生態(tài)系統(tǒng)碳水循環(huán)研究,。 |
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