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        全球氣候變暖治理對策的技術(shù)經(jīng)濟評價

        2020-08-20 07:48:50向鋰
        商情 2020年36期
        關(guān)鍵詞:鋰離子電池溫室效應(yīng)生物質(zhì)能

        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。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世紀以來,工業(yè)化進程加快,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行了技術(shù)經(jīng)濟評價,其次對實現(xiàn)零碳排放目標的可行性進行了技術(shù)評估,最后對全球氣候變化進行了預(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)濟評價

        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

        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》最近的一項分析指出,在過去的一個世紀里,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50.6攝氏度,炎熱干旱的天氣進一步助長了該地區(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),威脅著海洋野生動植物以及依靠海洋系統(tǒng)維持生計的人們。因此,當今全球氣候變暖及其危害已經(jīng)是不容爭辯的客觀事實。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)濟產(chǎn)生重大的負面影響。因此,可以說全球氣候變暖實質(zhì)是人類活動造成的一場大災(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,全球煤炭消費量可能會增加,從而產(chǎn)生更高的碳排放(Gilland,1995)。雖然發(fā)達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)境嚴重污染,影響經(jīng)濟社會發(fā)展和國家安全。因此地球已經(jīng)進入“氣候緊急狀態(tài)”,必須采取強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。當今社會,隨著科學(xué)技術(shù)的進步,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)達國家在開發(fā)利用清潔能源中的經(jīng)驗,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)濟評價

        (一)發(fā)展太陽能技術(shù)經(jīng)濟評價

        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)濟評價指標:

        (1)每年到達地球表面上的太陽輻射能約相當于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,同時也無需開采和運輸;

        (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,價格便宜。因此開發(fā)利用太陽能是經(jīng)濟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)濟評價

        風(fēng)能的產(chǎn)生是因為太陽熱輻射造成地球表面受熱不均衡,引起空氣流動進而風(fēng),風(fēng)能實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)濟評價指標:

        (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)估計到達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。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)力機可將風(fēng)的動能直接轉(zhuǎn)化成機械能、電能和熱能等,并且無需開采和運輸,因此風(fēng)能也是經(jīng)濟上比較合算的清潔能源。

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

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

        (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。

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

        (5)鋰離子電池的驅(qū)動效率高,具有良好的經(jīng)濟效益。

        (6)根據(jù)英國能源咨詢公司BNEF預(yù)計,到2020年代中期,隨著鋰離子電池價格大幅下降,將使得電動汽車的購買和運營成本低于傳統(tǒng)汽車。屆時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)濟評價

        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)濟評價指標:

        (1)生物質(zhì)能是可再生性能源。如果運用合理,生物質(zhì)能可以實現(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)計算可以獲得的理論值為 244 899×1015 J/a的能量,相當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,進而有助于減少全球的溫室效應(yīng)。

        (4)生物質(zhì)能具有獨特的環(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??梢詾檗r(nóng)村和邊遠山區(qū)、林區(qū)就近提供廉價能源,以促進當?shù)氐慕?jīng)濟發(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,這就必須擴大生物質(zhì)能的利用。聯(lián)合國糧農(nóng)組織的研究報告《利用生物質(zhì)來促進發(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)零碳排放目標的可行性評估

        2018年9月在舊金山舉行的全球氣候行動峰會上,與會代表紛紛承諾到2050年實現(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。其可行性簡單評估如下:

        (一)當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、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,成為實現(xiàn)全球零排放目標的前提和依據(jù)。

        (二)清潔能源產(chǎn)品的質(zhì)量提升,價格下跌,確保實現(xiàn)全球“零碳排”目標的可能

        隨著清潔能源產(chǎn)品的質(zhì)量不斷進步,產(chǎn)品價格亦持續(xù)下跌,在經(jīng)濟上支持了一些貧困國家,使得他們承諾實現(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完全實現(xiàn)的可能性。

        (三)完全實現(xiàn)全球“零碳排”目標的時間表有待商榷

        實現(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“零碳排”目標并不易,時間表也有待商榷。因為應(yīng)對全球氣候變暖行動方案需要全球各國的一致行動,同時也需要制定相應(yīng)的法律條文以確保全球“零碳排”目標的實現(xiàn)。

        六、2050年實現(xiàn)“零碳排”目標后,全球氣候變暖水平的進一步變化預(yù)測

        (一)全球氣候變暖水平可能出現(xiàn)下降拐點

        這正是《巴黎氣候協(xié)定》希望看到的結(jié)果。因為曾一致認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)控的人類活動所造成,而是一場純粹的自然災(zāi)難。英國《泰晤士報》網(wǎng)站11月16日報道題: 聯(lián)合國報告: 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),離近銀心點越來越近,接受溫度越來越高的緣故。當然,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。

        參考文獻:

        [1]佚名.數(shù)據(jù)顯示過去十年成為地球最熱十年[N].參考消息,2020,(8).

        [2]佚名.清潔能源知多少[N].中國礦業(yè)報,2020-3-27(2).

        [3]佚名.全球氣候治理需合理防范“灰犀?!盵N].參考消息,2020,(11).

        [4]方精云,朱江玲,王少鵬,岳超,沈海花.全球變暖、碳排放及不確定性[J].中國科學(xué):地球科學(xué),2011,41(10):1385-1395.

        [5]Heinz Decker.Oxygen and the Evolution of Life[M].German:Springerlink,2010:127-141.

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