向鋰

【摘要】全球氣候變暖，大氣溫度持續(xù)上升，已是不容爭辯的事實(shí)。根據(jù)《巴黎氣候協(xié)定》，全球氣候變暖的主要成因是由于近一個(gè)世紀(jì)以來，工業(yè)化進(jìn)程加快，人們大量使用化石燃料，排放出二氧化碳等溫室氣體，這些溫室氣體產(chǎn)生了溫室效應(yīng)，導(dǎo)致全球氣候變暖。本文首先對全球氣候變暖治理對策中的清潔能源進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)，其次對實(shí)現(xiàn)零碳排放目標(biāo)的可行性進(jìn)行了技術(shù)評估，最后對全球氣候變化進(jìn)行了預(yù)測。

【關(guān)鍵詞】全球氣候變暖 ?溫室效應(yīng) ?鋰離子電池 ?生物質(zhì)能 ?技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)

一、全球氣候變暖，氣溫持續(xù)上升，已是不容爭辯的客觀事實(shí)

根據(jù)美國國家海洋和大氣管理局發(fā)現(xiàn)，自1880年以來，全球平均地表溫度以每十年0.07攝氏度的平均速度上升。但是自1981年以來，這個(gè)上升速率竟然翻了一翻多，1991年以后更是加速上升，如圖（1）。

根據(jù)《華盛頓郵報(bào)》最近的一項(xiàng)分析指出，在過去的一個(gè)世紀(jì)里，全球許多地方的溫度已經(jīng)升高至少2攝氏度，比如瑞士和哈薩克斯坦。全球氣候變暖導(dǎo)致了澳大利亞多地極端炎熱干旱的天氣，2019年12月18日澳大利亞全國平均氣溫曾經(jīng)一度高達(dá)50.6攝氏度，炎熱干旱的天氣進(jìn)一步助長了該地區(qū)的山火爆發(fā)和蔓延。另外，氣候快速變暖在北極地區(qū)尤其明顯，它加速了阿拉斯加以及西伯利亞等地區(qū)的永久凍土層的急速解融，從而引發(fā)了劇烈的風(fēng)暴和洪水。另外，全球變暖還在改變著各地的海洋生態(tài)系統(tǒng)，威脅著海洋野生動(dòng)植物以及依靠海洋系統(tǒng)維持生計(jì)的人們。因此，當(dāng)今全球氣候變暖及其危害已經(jīng)是不容爭辯的客觀事實(shí)。2019年11月初，有11 000多名科學(xué)家聯(lián)名簽署向世界宣告：地球已經(jīng)進(jìn)入“氣候緊急狀態(tài)”。

二、全球氣候變暖的成因

根據(jù)《巴黎氣候協(xié)定》，全球氣候變暖的成因是由于工業(yè)化發(fā)展，燃燒煤炭、石油等化石燃料，排放出大量溫室氣體（二氧化碳），進(jìn)而形成溫室效應(yīng)的結(jié)果。在過去200年中，全球大氣中的二氧化碳含量顯著增加，從288 ppm增加到今天的385 ppm。雖然發(fā)達(dá)國家一直以來是溫室氣體排放量的最大來源，但發(fā)展中國家正在迅速趕超。全球變暖將對世界環(huán)境和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生重大的負(fù)面影響。因此，可以說全球氣候變暖實(shí)質(zhì)是人類活動(dòng)造成的一場大災(zāi)難。

三、全球氣候變暖的治理對策：“發(fā)展清潔能源，推行零碳排放”

新技術(shù)和能源效率的提高將減少每單位可利用能源的化石燃料燃燒產(chǎn)生的碳排放，但這些減少是有限度的。另一方面，隨著石油儲量的耗盡，全球煤炭消費(fèi)量可能會增加，從而產(chǎn)生更高的碳排放（Gilland，1995）。雖然發(fā)達(dá)國家是目前和過去溫室氣體排放量的最大來源，但發(fā)展中國家正在迅速趕超，導(dǎo)致全球排放的溫室氣體不降反升。因此隨著工業(yè)化程度不斷深入，全球氣候加速變暖，自然生態(tài)系統(tǒng)遭破壞，環(huán)境嚴(yán)重污染，影響經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和國家安全。因此地球已經(jīng)進(jìn)入“氣候緊急狀態(tài)”，必須采取強(qiáng)有力的措施來避免潛在的全球氣候變化。“發(fā)展清潔能源，推行零碳排放”應(yīng)該是全球氣候變暖治理的唯一對策。當(dāng)今社會，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，可再生能源蓬勃發(fā)展，采用清潔能源替代化石燃料完全成為可能。根據(jù)全球企業(yè)清潔能源采購總量圖表明，近年來，全球清潔能源的使用量快速上升，如圖（2）所示。

2019年10月24日舉行的可持續(xù)發(fā)展論壇上，全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織技術(shù)總監(jiān)梁旭明表示，到2050年全球清潔能源發(fā)電量占比將有望超過80%。2050年全球二氧化碳的排放量將有望降至1990年排放量的一半以下。根據(jù)一些發(fā)達(dá)國家在開發(fā)利用清潔能源中的經(jīng)驗(yàn)，清潔能源的發(fā)展應(yīng)該優(yōu)先開發(fā)太陽能、風(fēng)能、鋰離子電池和生物質(zhì)能。

四、發(fā)展清潔能源的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)

（一）發(fā)展太陽能技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)

太陽能是指太陽光的輻射能量，一般用作發(fā)電，是一種新興的可再生能源。其技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)指標(biāo)：

（1）每年到達(dá)地球表面上的太陽輻射能約相當(dāng)于130萬億噸煤炭所產(chǎn)生的熱量，太陽能是世界上迄今為止可以開發(fā)的最大的能源;

（2）開發(fā)利用太陽能不會污染環(huán)境，是世界上最清潔能源之一;

（3）陽光普照大地，太陽能沒有地域的限制，處處都有它的存在，并且可以直接開發(fā)和利用，同時(shí)也無需開采和運(yùn)輸;

（4）太陽能取之不盡，用之不竭。自地球誕生起，太陽就提供熱輻射了，據(jù)研究太陽的熱輻射可以持續(xù)上百億年。

（5）太陽板原材料豐富，成本低廉，價(jià)格便宜。因此開發(fā)利用太陽能是經(jīng)濟(jì)上最合算的清潔能源，沒有之一。

（二）發(fā)展風(fēng)能技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)

風(fēng)能的產(chǎn)生是因?yàn)樘枱彷椛湓斐傻厍虮砻媸軣岵痪猓鹂諝饬鲃?dòng)進(jìn)而風(fēng)，風(fēng)能實(shí)際上是太陽能的一種轉(zhuǎn)換形式，風(fēng)能可以廣泛地應(yīng)用到風(fēng)力發(fā)電、提水、灌溉、船舶助航、風(fēng)力致熱等方面。其技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)指標(biāo)：

（1）風(fēng)能的開發(fā)利用不會污染環(huán)境，是可再生的清潔能源。

（2）根據(jù)估計(jì)到達(dá)地球的太陽能中雖然只有大約2%轉(zhuǎn)化為風(fēng)能，但是其總量仍然是十分可觀的。

（3）風(fēng)能分布廣，儲量大，一年中技術(shù)可開發(fā)的能量約有5.3×1013千瓦時(shí)。但是它的能量密度低（只有水能的1/800），并且不穩(wěn)定。

（4）風(fēng)能利用是綜合性的工程技術(shù)，通過風(fēng)力機(jī)可將風(fēng)的動(dòng)能直接轉(zhuǎn)化成機(jī)械能、電能和熱能等，并且無需開采和運(yùn)輸，因此風(fēng)能也是經(jīng)濟(jì)上比較合算的清潔能源。

（三）發(fā)展鋰離子電池技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)

鋰離子電池的迅猛發(fā)展，使得電動(dòng)汽車成為交通運(yùn)輸領(lǐng)域的清潔“明星”，備受歡迎。鋰離子電池技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)指標(biāo)：

（1）鋰離子電池污染小，綠色環(huán)保。

（2）隨著技術(shù)的發(fā)展和新材料的不斷涌現(xiàn)，新型鋰離子電池將出現(xiàn)跨越式的發(fā)展，使得鋰離子電池在使用過程中，沒有污染，不產(chǎn)生有害物質(zhì)。

（3）鋰離子電池具有能量密度高、使用壽命長、可以循環(huán)使用、無記憶效應(yīng)、自放電率小的優(yōu)點(diǎn)。

（4）鋰離子電應(yīng)用范圍廣，可以作為交通動(dòng)力電源、航天軍工電源、電力儲能電源、新能源儲動(dòng)力電源以及移動(dòng)通信電源。

（5）鋰離子電池的驅(qū)動(dòng)效率高，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

（6）根據(jù)英國能源咨詢公司BNEF預(yù)計(jì)，到2020年代中期，隨著鋰離子電池價(jià)格大幅下降，將使得電動(dòng)汽車的購買和運(yùn)營成本低于傳統(tǒng)汽車。屆時(shí)全部燃油汽車將全部被淘汰。

（四）發(fā)展生物質(zhì)能技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)

生物質(zhì)能是指儲存在生命物質(zhì)中的能量，它也是太陽輻射能的一種轉(zhuǎn)換形式。其技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)指標(biāo)：

（1）生物質(zhì)能是可再生性能源。如果運(yùn)用合理，生物質(zhì)能可以實(shí)現(xiàn)永續(xù)利用。

（2）地球上生物質(zhì)能資源豐富?，F(xiàn)如今全球尚有相當(dāng)大的土地資源潛力，根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織的調(diào)查表明，112個(gè)發(fā)展中國家 （不含中國）現(xiàn)有各種類型的潛在的農(nóng)用地 （包括已利用的）為 27.19億 hm2。減去需要用做糧食生產(chǎn)的耕地等，還有大約16億 hm2的富余，經(jīng)計(jì)算可以獲得的理論值為 244 899×1015 J/a的能量，相當(dāng)于這些國家目前總能耗的 4倍多?？梢娚镔|(zhì)生產(chǎn)的潛力是非常巨大的。

（3）生物質(zhì)能可以有效地降低溫室效應(yīng)。生物質(zhì)能源作物在生長過程中需要吸收大量的CO2，減少地球上CO2的凈排放量，進(jìn)而有助于減少全球的溫室效應(yīng)。

（4）生物質(zhì)能具有獨(dú)特的環(huán)境效應(yīng)。在培植和利用生物質(zhì)能源作物的過程中，對周圍環(huán)境產(chǎn)生多方面的資源環(huán)境正外部效應(yīng)。

（5）生物質(zhì)能源的開發(fā)和利用具有分散性和規(guī)模相對不大的特點(diǎn)。可以為農(nóng)村和邊遠(yuǎn)山區(qū)、林區(qū)就近提供廉價(jià)能源，以促進(jìn)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展和生活改善;

（6）國際環(huán)境組織要求全球溫室氣體排放量應(yīng)大幅削減，這就必須擴(kuò)大生物質(zhì)能的利用。聯(lián)合國糧農(nóng)組織的研究報(bào)告《利用生物質(zhì)來促進(jìn)發(fā)展》指出： 根據(jù)最近的綜合研究，生物質(zhì)到 2050年將提供全世界1/5的電力和 2/5的直接燃燒的燃料，這將是世界能源結(jié)構(gòu)的一次重大的變化。

五、2050年全球?qū)崿F(xiàn)零碳排放目標(biāo)的可行性評估

2018年9月在舊金山舉行的全球氣候行動(dòng)峰會上，與會代表紛紛承諾到2050年實(shí)現(xiàn)零碳排放，這也正是2015年《巴黎氣候協(xié)定》所希望追求的目標(biāo)。其可行性簡單評估如下：

（一）當(dāng)今可再生燃料正在經(jīng)歷一場革命。

太陽能電池板、風(fēng)力渦輪機(jī)、鋰離子電池、生物質(zhì)能等產(chǎn)品在技術(shù)發(fā)展上日趨完善，已經(jīng)可以完全替代煤炭、石油等化石燃料能源，成為實(shí)現(xiàn)全球零排放目標(biāo)的前提和依據(jù)。

（二）清潔能源產(chǎn)品的質(zhì)量提升，價(jià)格下跌，確保實(shí)現(xiàn)全球“零碳排”目標(biāo)的可能

隨著清潔能源產(chǎn)品的質(zhì)量不斷進(jìn)步，產(chǎn)品價(jià)格亦持續(xù)下跌，在經(jīng)濟(jì)上支持了一些貧困國家，使得他們承諾實(shí)現(xiàn)零碳排的決心更大，可以有利于消滅承諾死角，保證全球零碳排目標(biāo)完全實(shí)現(xiàn)的可能性。

（三）完全實(shí)現(xiàn)全球“零碳排”目標(biāo)的時(shí)間表有待商榷

實(shí)現(xiàn)全球“零碳排”是一種理論上理想的狀態(tài)，技術(shù)上可行，但是真正落實(shí)“零碳排”目標(biāo)并不易，時(shí)間表也有待商榷。因?yàn)閼?yīng)對全球氣候變暖行動(dòng)方案需要全球各國的一致行動(dòng)，同時(shí)也需要制定相應(yīng)的法律條文以確保全球“零碳排”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

六、2050年實(shí)現(xiàn)“零碳排”目標(biāo)后，全球氣候變暖水平的進(jìn)一步變化預(yù)測

（一）全球氣候變暖水平可能出現(xiàn)下降拐點(diǎn)

這正是《巴黎氣候協(xié)定》希望看到的結(jié)果。因?yàn)樵恢抡J(rèn)為全球氣候變暖的原因是由于工業(yè)化發(fā)展使用煤炭、石油等化石燃料，排放大量溫室氣體（二氧化碳）造成溫室效應(yīng)的結(jié)果。那么據(jù)此推理，實(shí)現(xiàn)“零碳排”后，變暖水平應(yīng)該會逐步降到工業(yè)化前的水平。所以《巴黎氣候協(xié)定》一再要求將全球變暖水平限制在不高于工業(yè)化前水平1.5～2攝氏度范圍內(nèi)。

（二）全球氣候變暖水平可能出現(xiàn)連續(xù)上升

根據(jù)中、美、歐科學(xué)家日前發(fā)表于美國《國家科學(xué)院院刊》上的一項(xiàng)新研究預(yù)測：除非全球溫室氣體排放迅速下降，否則50年后（2070年后）35億人的居住環(huán)境將惡化，不適宜生存;1/3地球人現(xiàn)居住地的環(huán)境溫度將達(dá)到如撒哈拉沙漠腹地一樣炎熱的氣溫。

（三）全球氣候變暖水平可能出現(xiàn)大幅度持續(xù)上升

全球氣候大幅持續(xù)上升，這種變化具有不可逆的特性，其成因不是可調(diào)控的人類活動(dòng)所造成，而是一場純粹的自然災(zāi)難。英國《泰晤士報(bào)》網(wǎng)站11月16日報(bào)道題： 聯(lián)合國報(bào)告： 全球氣候變暖將產(chǎn)生“意想不到和不可逆轉(zhuǎn)” 的影響。由世界杰出科學(xué)家組成的聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會也在一份重要報(bào)告中發(fā)出警告說， 氣候變化可能會產(chǎn)生“意想不到和不可逆轉(zhuǎn)的”后果。也有科學(xué)家預(yù)測：全球氣候變暖是由于地球隨太陽系圍繞銀河系的銀核旋轉(zhuǎn)，離近銀心點(diǎn)越來越近，接受溫度越來越高的緣故。當(dāng)然，這也可能正是地球上發(fā)生又一次生物（包括人類）大滅絕的前奏。

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