陳 迎
(1. 中國社會科學院大學,北京102488;2. 中國社會科學院生態(tài)文明研究所,北京100710;3. 中國社會科學院可持續(xù)發(fā)展研究中心,北京100732)
2020 年9 月22 日,習近平在第75 屆聯(lián)合國大會一般性辯論上向國際社會鄭重提出中國“將提升國家自主貢獻力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力爭在2030 年前達到峰值,努力爭取2060 年前實現(xiàn)碳中和”[1]。2020年被稱為“全球碳中和元年”,各國紛紛提出碳中和目標。截至2021年底,國際上已有136個國家或國家集團提出或考慮提出碳中和目標。2021年11月在英國格拉斯哥召開的第26 屆《聯(lián)合國氣候變化框架公約》締約方大會(COP 26)完成了《巴黎協(xié)定》實施細則的談判,為加速推動面向碳中和的國際進程凝聚了政治共識,掀開了新篇章。
習近平提出碳達峰碳中和目標后,迅速做出了重大戰(zhàn)略部署,各部門、各領域紛紛出臺重要文件,積極構建碳達峰碳中和的“1+N”政策體系,初步形成了全社會齊動員的良好局面。2021 年3 月,中央財經(jīng)委員會第九次會議強調,實現(xiàn)碳達峰碳中和是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革,要把碳達峰碳中和納入生態(tài)文明建設整體布局。2021 年12 月,中央經(jīng)濟工作會議結合新形勢再次強調要正確認識和把握碳達峰碳中和,指出“實現(xiàn)碳達峰碳中和是推動高質量發(fā)展的內在要求,要堅定不移推進,但不可能畢其功于一役”??梢娐鋵崱半p碳”目標依然是未來一項全局性、長期性的工作,挑戰(zhàn)與機遇并存。然而在實踐中,各國對碳中和目標的具體表述不同,不同術語之間容易混淆,使得很多人對碳中和的概念和內涵認識并不清晰,對碳中和關鍵要素及其相互關系存在分歧,甚至有一些認識誤區(qū)。這樣既不利于中國推進“雙碳”工作,也不利于中國深度參與全球氣候治理并發(fā)揮引領作用。鑒于此,文章試圖追溯碳中和概念的緣起和發(fā)展演變過程,梳理和比較各國碳中和目標的不同表述,通過對碳中和概念及其關鍵要素的辨析,更科學精準地理解碳中和的內涵和意義。
碳中和(carbon neutral,carbon neutrality)概念的出現(xiàn)和傳播經(jīng)歷了一個長期的過程。碳中和從一個生態(tài)學意義的概念,逐步演變和傳播,上升為全球或國家目標,日益深入人心。
碳循環(huán)包括地球化學循環(huán)和生物循環(huán)。地球化學大循環(huán)非常緩慢,而碳的生物循環(huán)則比較活躍。綠色植物從空氣中獲得二氧化碳,經(jīng)過光合作用轉化為葡萄糖,再綜合成為植物體的碳水化合物,經(jīng)過食物鏈的傳遞,成為動物體的碳化合物。植物和動物的呼吸作用把攝入體內的一部分碳水化合物轉化為二氧化碳釋放入大氣,另一部分則構成生物的機體或在機體內貯存。動植物死后,殘體中的碳,通過微生物的分解作用也成為二氧化碳最終排入大氣。所以,動植物所含的碳在這個循環(huán)過程中是中性的。例如1917年就有文獻介紹有機化學和碳循環(huán)的知識[2]。而人類使用化石能源將影響碳中性的自然碳循環(huán),例如1912年7月17日,新西蘭北部奧克蘭地區(qū)的一份報紙在第7 版刊登的短文“煤炭消費影響氣候”非常有預見性地指出,“全球的鍋爐現(xiàn)在每年燒掉20 億t 煤炭。當煤炭燃燒的時候,與氧氣作用,每年向大氣中增加70億t二氧化碳。這種趨勢將使得空氣成為地球的一個厚厚的毯子并且提高其溫度。這個效應在若干世紀后將非常顯著”[3]。很多科學家不斷探索人類活動,特別是化石燃料燃燒,對碳循環(huán)的影響。當然,百年之前的人們難以預見后來迅猛發(fā)展的工業(yè)革命帶來如此大量的碳排放和今天異常嚴峻的氣候變化問題[4]。
為了應對氣候變化,國際社會于1992年達成了《聯(lián)合國氣候變化框架公約》(UNFCCC),該公約于1994年生效,1995 年召開第一屆氣候公約締約方大會(COP 1)。1997年,第三屆氣候公約締約方大會(COP 3)達成了《京都議定書》,在為發(fā)達國家和轉軌經(jīng)濟國家制定定量減排目標的同時,引入排放交易(ET)、聯(lián)合履約(JI)和清潔發(fā)展機制(CDM)三個基于市場的靈活機制,出現(xiàn)了碳交易和碳抵消的概念,也為有商業(yè)頭腦的企業(yè)創(chuàng)造了新的商機。1997年,在英國多個碳相關咨詢服務公司應運而生,為有環(huán)保需求的企業(yè)和家庭核算碳足跡,并通過代客種樹提供碳抵消服務。例如1997 年在英國倫敦成立的未來森林公司(Future Forests Ltd)最早注冊“碳中和”商標(后改名碳中和公司,Carbon Neutral Co.),代種一棵樹要價10英鎊(匯率1英鎊≈13.748人民幣),還在海外投資風能、太陽能或水電站等清潔發(fā)展機制(CDM)項目,為客戶提供碳抵消服務。同期成立的咨詢服務公司還包括英國的Best Foot For?ward,Climate Care,Natural Capital Partners 等。大型環(huán)球在線旅游公司Travelocity 與Expedia 都推出“碳中和”配套服務,只要顧客多付幾美元,就能抵消自己旅行時帶來的二氧化碳排放。
通過這些公司提供的服務,許多公司和名人將“碳中和”作為富有魅力的品牌和時尚。例如,2003 年,美國電影演員迪卡普里奧通過購買墨西哥植樹的碳抵消信用,自稱是美國第一個碳中和公民。2005年,好萊塢影片《辛瑞》成為第一部碳中和影片。2006年,美國前副總統(tǒng)戈爾參與制作的環(huán)保紀錄片《難以忽視的真相》也計入了碳中和成本。該片獲得第79 屆奧斯卡最佳紀錄片獎,喚起了民眾對全球變暖問題的關注[5]。2007 年,政府間氣候變化專門委員會(IPCC)和戈爾因在確立和大力推廣與“由人類活動帶來的氣候變化”相關知識以及扭轉全球氣候變暖方面做出了巨大努力,分享了諾貝爾和平獎[6]。
隨著碳中和理念被西方廣泛接受并宣傳,甚至成為生活方式的新時尚,以碳抵消為主要實現(xiàn)手段的“碳中和”也受到環(huán)保組織的質疑。因為名人或者富人捐錢后并未改變高碳的生活方式,他們花錢種下的樹也不能馬上吸收其排放的二氧化碳。在國內媒體報道IPCC 和戈爾分享諾貝爾和平獎,介紹英國農(nóng)場使用風能和太陽能散養(yǎng)雞生產(chǎn)世界第一種“綠色”超市蛋[7],沃爾沃在華盛頓特區(qū)展示二氧化碳中性卡車的研究成果的同時[8],西方的碳中和理念也引起了國內民眾的關注[9],普通人也開始憧憬美好“碳中性”時代到來[10]。
促進碳中和概念的傳播,大型賽事發(fā)揮了重要作用。例如,聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署發(fā)布環(huán)境評估報告,2006年都靈冬奧會產(chǎn)生超過10萬t二氧化碳當量的排放,其中近70%的排放已被抵消,抵消措施包括在意大利投資節(jié)能和可再生能源項目、在肯尼亞植樹造林等。2006年德國足球世界杯組委會的報告顯示,該項賽事共產(chǎn)生約9.2萬t二氧化碳當量的排放,通過在印度和南非支持清潔能源項目等措施抵消了約10萬t,成為首個實現(xiàn)碳中和的世界杯足球賽事[11]。
2008 年,北京主辦第29 屆奧運會,提出了“綠色奧運、科技奧運、人文奧運”三大理念。當時正值中國“十一五”規(guī)劃(2006—2010 年)首次提出單位GDP 能耗降低20%的量化節(jié)能目標。中國作為發(fā)展中國家,雖然在氣候公約下并沒有承擔定量減排義務,但積極提出了北京2008 年奧運會的碳中和目標,以主辦綠色奧運會為契機引入碳中和理念,不僅提升奧運的節(jié)能減排工作,還為國內減排項目引入資金,塑造了良好國際形象,提升了公眾保護環(huán)境的意識。2007 年,世界自然基金會(WWF)推動一項“奪金路,碳中和”的全球活動,呼吁更多的奧運會運動員參與奧運會碳中和之旅,購買碳信用以抵消他們在參賽途中乘飛機所產(chǎn)生的碳排放量,投資到符合“黃金標準”的減排項目,為北京綠色奧運做出貢獻[12]。經(jīng)相關研究機構估算,北京2008 奧運會產(chǎn)生的碳排放約為118 萬t二氧化碳當量[13],減排措施包括清潔能源交通工具的使用、太陽能光伏等可再生能源、治理關閉污染企業(yè)及城市園林綠化等,其中減排潛力最大的是實行兩個月的機動車單雙號限行,減少碳排放85萬t,課題組得出了“2008年北京奧運會有望實現(xiàn)碳排放的基本平衡”的結論,并很有預見性地提出“讓奧運會后的北京乃至整個中國盡快實現(xiàn)‘碳平衡’”的美好愿景[14]。北京2008 奧運碳中和的承諾和實踐極大地促進了碳中和理念在中國的傳播。
2022年北京冬奧會也承諾了碳中和目標。作為中國承諾“雙碳”目標后首個世界級體育盛會,秉持“綠色、共享、開放、廉潔”的冬奧理念,通過建設低碳場館,全面使用低碳能源,構建低碳交通體系等措施,并積極拓展碳抵消渠道,確保全面實現(xiàn)碳中和目標[15]。
經(jīng)過上述三個發(fā)展階段,碳中和從一個學術概念,借助媒體、影視、產(chǎn)品和大型賽事活動,進入公眾視野,代表了綠色環(huán)保的新時尚,也成為公司創(chuàng)新的盈利模式,在全球范圍得到廣泛傳播和認可,但還遠沒有上升到全球或國家層面。
應對氣候變化的全球長期目標一直是國際氣候談判中的關鍵議題之一。1992 年6 月,在里約聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會上開放簽署了《聯(lián)合國氣候變化框架公約》。該公約的第2 條規(guī)定了應對氣候變化的最終目標,“將大氣中溫室氣體的濃度穩(wěn)定在防止氣候系統(tǒng)受到危險的人為干擾的水平上。這一水平應當在足以使生態(tài)系統(tǒng)能夠自然地適應氣候變化、確保糧食生產(chǎn)免受威脅并使經(jīng)濟發(fā)展能夠可持續(xù)地進行的時間范圍內實現(xiàn)”(1)《聯(lián)合國氣候變化框架公約》第2條,1992年。,但如何確定危險濃度水平,一直是國際氣候談判的一個難題。1997 年通過的《京都議定書》規(guī)定了附件一國家(發(fā)達國家和轉軌經(jīng)濟國家)2008—2012 年二氧化碳等6 種溫室氣體的排放量在1990 年基礎上整體減少5.2%,并且還規(guī)定了各國具體目標。這是中短期的絕對減排或控排目標(2)《京都議定書》,1997年。,但全球長期目標仍不明確。
1996 年6 月,歐盟委員會盧森堡會議首次提出控制全球溫升不超過2 ℃作為應對氣候變化的長期目標。2006 年,由英國政府主導,斯特恩勛爵帶領團隊發(fā)布的《斯特恩報告》論證了2 ℃的經(jīng)濟學含義[16]。2009年7月,在歐盟的力推下,G8集團峰會就2 ℃目標達成政治共識。2009年哥本哈根氣候談判未達成具有法律地位的法律文件,直到2010年通過的《坎昆協(xié)議》才以法律形式規(guī)定“控制全球平均溫升相比工業(yè)革命之前低于2 ℃;基于最佳可得的科學知識,包括全球平均溫升1.5 ℃相關的知識,加強全球長期目標”(3)《坎昆協(xié)議》,2010年。,完成了全球減排長期目標由濃度目標向溫升目標的轉變。
2015 年12 月,巴黎氣候大會達成《巴黎協(xié)定》,確立了全球長期目標,即相比工業(yè)革命之前控制全球溫升不超過2 ℃,并努力實現(xiàn)1.5 ℃(4)《巴黎協(xié)定》第2.1(a),2015年。,并在第4.1條提出“在本世紀下半葉實現(xiàn)溫室氣體人為排放源與吸收匯之間的平衡”,這是氣候大會法律文件中首次出現(xiàn)類似碳中和的“溫室氣體平衡”的概念,標志全球目標在進一步強化溫控目標的同時向碳中和目標轉變。
隨后,政府間氣候變化專門委員會(IPCC)應公約秘書處邀請就1.5 ℃目標進行評估。2018 年10 月IPCC 發(fā)布的《全球溫升1.5 ℃特別報告》(SR 15)指出,要實現(xiàn)1.5 ℃溫控目標,全球二氧化碳必須在2050 年左右實現(xiàn)凈零排放。要實現(xiàn)2 ℃目標,則需要在2070 年左右實現(xiàn)凈零排放。同時還要深度減排非二氧化碳溫室氣體[17]。根據(jù)報告術語表,這里的凈零二氧化碳排放等同于碳中和。
2021 年11 月,格拉斯哥氣候大會達成《格拉斯哥協(xié)議》,重申《巴黎協(xié)定》目標并力推1.5 ℃,同時引用IPCC《全球溫升1.5 ℃特別報告》的結論,“控制全球溫升1.5 ℃,需要快速、深入和持續(xù)地減少溫室氣體排放,包括到2030 年相比2010 年水平全球二氧化碳減排45%,在21世紀中葉達到凈零排放,同時深度減排其他溫室氣體”(5)《格拉斯哥協(xié)議》減緩部分第17條,2021年。,正式將凈零二氧化碳排放(即碳中和)目標寫入國際法律文件。
由于各國提出的碳中和目標的用詞和具體表述不一致,國際上多個類似概念共存混用,易造成概念混淆,因此有必要對現(xiàn)有碳中和概念進行梳理和比較。需要說明的是,或許暗合中國文化“中和”的哲學思想(6)中和,取自《中庸》一書,屬儒學的重要范疇。致中和,乃天地安位,萬物成長。中和,務本、樂本、固本,即謂中庸。社會中和,天下太平。,國內更多使用“碳中和”概念,而國際上更多使用“凈零”(net zero)概念。中文語境下的“碳中和”概念,其實已有廣義和狹義之分。狹義理解,碳中和僅指二氧化碳中和,廣義理解則是二氧化碳中和、溫室氣體中和、氣候中和、凈零二氧化碳排放及凈零溫室氣體排放等相關概念的統(tǒng)稱。在國際語境下,碳中和往往是狹義理解,“凈零”是涵蓋各類目標的廣義概念。文章采用中文表述習慣,一般敘述使用廣義概念,概念辨析時會用到狹義概念。
圖1 全球應對氣候變化目標的演化
表1 各國或國家集團長期目標的相關表述
2020 年以來,根據(jù)氣候公約秘書處的要求,各國在更新國家自主貢獻(NDC)目標的同時紛紛提出碳中和目標。根據(jù)Zerotracker 網(wǎng)站的統(tǒng)計,截至2022 年1 月,全球已有136 個國家或國家集團提出碳中和目標,覆蓋了全球88%排放、90%的GDP(PPP)和85%的人口??梢娙蛞研纬商贾泻凸沧R,并積極付諸行動。利用Zero?tracker 的數(shù)據(jù)庫詳細分析得到,在136 個提出碳中和目標的國家或國家集團中,具體提法不盡相同(表1)。大部分國家(112 個)使用“凈零”,占比82%,1 個國家使用“零碳”,僅13 個國家使用“碳中和”,僅占10%,10 個國家或國家集團使用“氣候中和”或“溫室氣體中和”,約占7%。此外,還有10 個國家承諾了相對基準線(BAU)的減排目標,24 個國家承諾絕對減排目標,2 個國家承諾單位GDP 的強度減排目標,15 個國家使用了個性化的其他形式目標,如墨西哥提出到2050 年經(jīng)濟脫碳化,贊比亞提出減少人均溫室氣體排放,古巴要求各部門通過執(zhí)行國家計劃減少溫室氣體排放,不同部門基準年不同,等等。還有11個國家暫時還未明確減排目標。
世界主要大國或國家集團,如中國、美國、歐盟和印度分別采用了不同的表述方式,見表2。中國使用“碳中和”,尚未明確定義相關細節(jié)。美國使用全經(jīng)濟體的“凈零溫室氣體排放”。歐盟使用“氣候中和”,并等同于溫室氣體凈零排放。印度使用“凈零排放”,具體含義也有待明確。
實際上,即使相同的表述方式,各國具體目標和參數(shù)的設定也不統(tǒng)一。例如:在承諾“凈零”目標的國家中,美國明確包括了各種溫室氣體,南非目前只包括二氧化碳排放,也提及需要通過多種措施減排溫室氣體[22],更多國家,如印度,未明確說明覆蓋氣體的種類,英國明確聲明海外領地不適用英國目標[23]。在承諾“碳中和”目標的國家中,阿根廷明確只包括二氧化碳排放[24],烏克蘭包括各種溫室氣體,俄羅斯等國家未明確說明覆蓋氣體的種類。還有一些國家曾經(jīng)對碳中和概念有明顯的誤解,如哥斯達黎加2015 年9 月提交的國家自主貢獻(INDC)承諾2021 年實現(xiàn)碳中和,總的凈排放相比2005 年持平[25]。埃塞俄比亞2015 年6 月提出的INDC 目標是在2025 年前成為碳中和的中等收入國家,2030 年凈溫室氣體排放不超過1.45億t 二氧化碳當量[26]。
國際上有專家已經(jīng)意識到凈零概念混亂對全球及各國的政策行動可能帶來不利影響。例如Fankhauser等[27]2021年發(fā)表在《自然氣候變化》上的文章呼吁正確認識凈零排放概念,要有清晰的邊界,確保凈零作為氣候行動框架的穩(wěn)健性,倡導減排先行,全面減排,謹慎使用碳移除,有效監(jiān)管碳抵消,促進公正轉型,保持社會生態(tài)可持續(xù)性,以及尋求新的經(jīng)濟機遇。
1988 年由世界氣象組織(WMO)和聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)聯(lián)合成立的政府間氣候變化專門委員會(IPCC),自1990 年起推出的系列評估報告,為國際氣候談判和各級政府制定與氣候變化相關政策提供科學依據(jù)。IPCC 作為氣候變化領域的“科學共同體”,其評估報告均經(jīng)過嚴格的程序,得到各國政府的認可,對于碳中和概念術語的相關表述具有較高的權威性。
碳中和概念最早出現(xiàn)在2018 年10 月由IPCC 發(fā)布的《全球溫升1.5 ℃特別報告》,“凈零二氧化碳排放,是指一段時間內全球人為二氧化碳排放量與人為二氧化碳移除量相平衡,與碳中和等同”,這里碳中和與凈零二氧化碳等同,且是指全球層面。“凈零排放”在凈零二氧化碳排放之外還包括了非二氧化碳溫室氣體排放,不同氣體需要通過全球增溫潛勢、全球溫變潛勢或其他氣候因子折算?!度驕厣?.5 ℃特別報告》里還出現(xiàn)了“氣候中和”,在考慮人類活動排放的全部溫室氣體之外,還從氣候效應的角度,考慮人類活動帶來的其他生物地球物理影響,如改變地表反照率和局地氣候等。此后,2019年IPCC陸續(xù)推出的《海洋和冰凍圈特別報告》(SROOC)和《氣候變化與土地特別報告》(SRCCL)兩個特別報告也使用了同樣的術語。
表2 世界主要國家或國家集團中期和長期目標
2021 年8 月,IPCC 發(fā)布第六次評估報告(AR6)第一工作組(WGI)報告,給出了碳中和更加細化的定義:“碳中和是指一定時期內特定實施主體(國家、組織、地區(qū)、商品或活動等)人為二氧化碳排放量與人為二氧化碳移除量之間達到平衡”。同時,報告還給出三點補充說明。
(1)碳中和經(jīng)常需要包括間接排放(范圍3)進行全生命周期評價,但也可以只考慮特定主體能直接控制的排放和移除(范圍1和范圍2)。
(2)碳中和與凈零二氧化碳排放基本重疊,在全球層面完全等同,但在國家、地區(qū)等其他層面,碳中和比凈零排放包含范圍更廣。
(3)在一些情況下需要依賴于使用邊界之外的額度進行碳抵消。
為了包含非二氧化碳溫室氣體,IPCC AR6 WGI 報告使用了溫室氣體中和及凈零溫室氣體排放的概念,分別對應碳中和及凈零二氧化碳排放。并進一步明確,根據(jù)《巴黎協(xié)定》實施細則(Decision 18/CMA.1 附件第37 段),締約方同意采用IPCC AR5 及后續(xù)報告的GWP 100 進行不同溫室氣體之間的折算。但該報告未繼續(xù)使用氣候中和的概念。
表3概括和比較了IPCC 系列報告中碳中和及其相關概念的要點,其中所有概念都共同強調了“一段時間內人為排放量與人為移除量之間的平衡”,但不同概念在應用邊界、氣體種類,是否包含邊界外的排放和移除,是否使用碳抵消,以及其他人類活動的氣候影響等方面有一定差異。
碳匯、碳移除、碳吸收是與碳中和密切相關又被經(jīng)?;煊玫闹匾拍??!豆s》第1.8條定義碳匯是從大氣中移除溫室氣體、氣溶膠或溫室氣體前體(7)前體指反應或過程的預前階段中所存在的或所形成的一種物質,后來會轉變?yōu)榱硪晃镔|或體系,《氣候公約》中溫室氣體前體包括CO、NOx、SO2、VOC。的任何過程、活動或機制[28]。IPCC 在沿用《公約》碳匯定義的同時,更多采用碳移除(CDR)的概念,即從大氣中移除二氧化碳并長期儲存在地質、陸地或海洋庫里或產(chǎn)品中的人為活動。它包括現(xiàn)有或潛在的人為增強生物或地球化學的匯或直接空氣碳捕集與封存,但不包括那些不是直接由人類活動帶來的自然的二氧化碳吸收。吸收的定義更廣泛,指物質或能量從系統(tǒng)的一個部分轉移到另一個部分,碳吸收就是地球系統(tǒng)中碳由大氣進入陸地、海洋。相比而言,三者含義存在一定差異,碳移除強調了人為、增量、長期儲存等關鍵詞,與碳中和概念最為契合。
自2020年9月22日習近平提出中國碳達峰碳中和目標以來,碳中和受到全社會的高度關注,已成為政府文件、學術文章、媒體報道的高頻詞,日漸深入人心。但是,人們在大量普遍使用碳中和的同時,如何理解中國的碳中和目標,仍有不少模糊認識,甚至是認識誤區(qū)。以下圍繞碳中和目標的關鍵要素,針對典型的模糊認識進行分析和澄清。
表3 IPCC系列報告對碳中和相關概念的表述
無論是《巴黎協(xié)定》還是IPCC 系列報告,各國碳中和目標,無論使用“凈零”,還是碳中和、氣候中和等不同表述,各類定義都共同強調了“一段時間內人為排放量與人為移除量之間的平衡”,無論是排放還是移除,都強調了是人為,而非自然,這是碳中和概念的一個關鍵要素。一些研究報告將陸地生態(tài)系統(tǒng)和海洋的自然系統(tǒng)碳吸收用于平衡人為碳排放,是對碳中和概念的誤解。
根據(jù)2021年11月全球碳項目(GCP)發(fā)布的全球碳預算最新評估結果[29],2011-2020年間,人類活動每年排放約389億t二氧化碳,其中全球化石能源燃燒占89%,土地利用變化排放大約占11%,只有48%約186 億t 二氧化碳留存在大氣中,陸地生態(tài)系統(tǒng)吸收大約112億t二氧化碳,約占29%,海洋吸收10.2億t二氧化碳,占26%,源和匯之間不平衡的碳預算大約-10 億t,約占總排放的3%。一些人就提出疑問,既然陸地和海洋自然生態(tài)系統(tǒng)吸收了大約一半碳排放,那么是不是全球二氧化碳減排一半就可以實現(xiàn)碳中和目標了?其實不然。
首先,人為排放量與人為移除量之間平衡在范圍上是對等的。如果沒有人為活動,自然碳循環(huán)本身是碳中和的。人類活動增加的人為排放源也必須通過人為活動從大氣中吸收。如果要包含自然生態(tài)系統(tǒng)的吸收,那么也必須包含自然生態(tài)系統(tǒng)的排放,否則范圍上不對等。
其次,碳中和的本意是人類的活動不再加劇對自然生態(tài)系統(tǒng)的不利影響。根據(jù)IPCC AR6第一工作組的評估結論,目前,人類活動已經(jīng)使自然生態(tài)系統(tǒng)不堪重負。例如,占地球表面積71%的海洋已經(jīng)吸收了近60年溫室氣體排放增加導致的多余熱量的90%以上,北極海冰消融,冰川退縮、海洋酸化、珊瑚礁死亡等日趨嚴重[30]。如果用自然碳吸收去平衡人為碳排放,意味著容忍進一步加劇這些不利影響,在邏輯上與碳中和的初衷是相悖的[31]。
第三,盡管目前陸地和海洋自然生態(tài)系統(tǒng)的確吸收了一部分人為碳排放,但其吸收能力在逐步下降,也是不穩(wěn)定的。如海洋,充當著氣候系統(tǒng)的穩(wěn)定器,當全球趨近碳中和的時候,海洋不僅逐步喪失了繼續(xù)吸收碳的能力,而且在海氣交換中,已經(jīng)吸收的碳還會部分回到大氣中。森林一旦發(fā)生火災,已經(jīng)存儲的碳又會變成二氧化碳迅速大量釋放到大氣中。因此假設未來自然生態(tài)系統(tǒng)總是可以吸收人為碳排放的一半,這是不成立的。
碳中和目標可以在全球、區(qū)域、國家、城市、企業(yè)等不同層面應用。除了全球層面,針對其他任何主體的碳中和目標,都需要有一個清晰的邊界。中國提出碳中和目標,既是對國際社會的莊嚴承諾,在實施中也必然涉及國內不同部門、領域,不同省市、地區(qū),以及企業(yè)等不同主體的碳中和。明確實施主體的核算邊界后,碳排放可劃分為三個層次:范圍1是邊界內主體使用化石能源的直接排放,范圍2 是邊界內主體直接控制的外購電力、蒸汽、熱力、制冷等產(chǎn)生的間接碳排放,范圍3 是指邊界內主體上下游產(chǎn)生的其他間接排放,例如上游購入的原材料、貨物和服務,下游提供的產(chǎn)品、貨物和服務,以及排放的廢棄物等。根據(jù)實施主體承諾的碳排放范圍,碳中和目標也分為不同層次。
4.2.1 企業(yè)層面
在企業(yè)層面,第一層次,至少需要平衡當年自身運營的范圍1和范圍2的碳排放。第二層次,一些企業(yè)將碳中和的范圍拓展到范圍3上下游產(chǎn)業(yè)鏈的部分排放,如蘋果公司承諾在2030年之前實現(xiàn)供應鏈和產(chǎn)品100%的碳中和。第三層次,有的企業(yè),如谷歌,宣布不僅平衡了自身運營的碳排放,還平衡了谷歌及其母公司全部歷史碳足跡。微軟也宣布將在2030年實現(xiàn)碳中和,2050年償還所有碳足跡。除此之外,還有的企業(yè),如阿里巴巴,提出“范圍3+”的概念,承諾利用企業(yè)平臺,通過提供技術和商業(yè)創(chuàng)新,通過設立規(guī)則和生態(tài)協(xié)同,影響平臺參與者的行為和決策,為中國落實“雙碳”目標做出更大貢獻[32]。實際上,這部分減排已經(jīng)超越了企業(yè)主體的邊界,是企業(yè)通過自身的產(chǎn)品或服務幫助邊界外其他主體實現(xiàn)的。而企業(yè)因自身開展碳移除活動的選擇有限,也常常通過投資或購買從核算邊界之外的其他主體碳移除活動獲得的碳信用,稱為碳抵消。
4.2.2 地區(qū)和城市層面
在地區(qū)或城市層面也是如此,限于不同地區(qū)的社會經(jīng)濟發(fā)展水平和自然稟賦,碳中和需要“全國一盤棋”,要求每個地區(qū)或城市都要實現(xiàn)自身邊界內的碳中和是不現(xiàn)實的。一些可再生能源資源豐富的地區(qū)把電輸送到其他地區(qū),幫助邊界外的其他地區(qū)實現(xiàn)碳減排。一些減排成本相對較高的城市積極減排的同時也迫切需要通過市場機制從邊界外其他地區(qū)獲得碳信用作為碳抵消。目前中國碳市場剛剛起步,強制碳市場僅覆蓋電力部門,企業(yè)履約可用國家核證自愿減排量(CCER)作為碳抵消的比例僅5%。北京市正在承建全國溫室氣體自愿減排管理和交易中心,未來不僅服務國家碳達峰碳中和目標,還將逐步探索與國際碳交易機制的接軌與合作。
4.2.3 國家層面
在國家層面,碳抵消也被稱為海外減排,是基于市場的靈活機制。目前全球碳市場尚未建立,區(qū)域碳市場之間缺乏鏈接。各國提出碳中和目標,對于是否使用海外減排機制是比較謹慎的。如歐盟承諾不利用海外減排的碳抵消額度完成減排目標。美國在其長期低碳發(fā)展戰(zhàn)略中提到,目前不考慮利用國際減排機制,但不排除在實現(xiàn)凈零排放目標的最后階段,在必要的情況下使用碳抵消機制。中國尚未對碳抵消機制做出明確規(guī)定,但不應排除這一機制對實現(xiàn)碳中和目標的可能貢獻。
習近平在聯(lián)合國大會宣布碳達峰碳中和目標時強調,“二氧化碳排放力爭于2030 年前達到峰值,努力爭取2060 年前實現(xiàn)碳中和”,碳達峰指二氧化碳是明確的,但碳中和覆蓋氣體種類并不明確。國際社會對中國碳中和目標的普遍理解是碳中和目標僅包括二氧化碳,與歐盟氣候中和、美國凈零排放目標在覆蓋氣候種類上存在差異。中國從碳中和走向所有溫室氣體的中和,還需要10~20年時間[33]。2021年7月,中國氣候變化事務特使解振華曾對媒體表示,中國碳中和目標包括全經(jīng)濟領域溫室氣體的排放,不止包括二氧化碳,還包括甲烷、氫氟碳化物等非二氧化碳溫室氣體[34]。到目前為止,中國尚未以官方文件形式對此進行具體說明。
盡管如此,中國高度重視非二氧化碳溫室氣體管控的立場是明確的。2021年4月,習近平在中法德領導人峰會上提出了中國決定接受《〈蒙特利爾議定書〉基加利修正案》,把非二氧化碳溫室氣體納入管控范圍[35],目前該修正案已經(jīng)正式生效。中國2021 年10 月提交的《中國本世紀中葉長期溫室氣體低排放發(fā)展戰(zhàn)略》中,加強非二氧化碳溫室氣體管控是十大戰(zhàn)略重點和政策導向之一[36]。格拉斯哥會議期間發(fā)布的《中美關于在21 世紀20 年代強化氣候行動的格拉斯哥聯(lián)合宣言》第8條專門將甲烷控排作為雙方重要合作領域之一。中國將制定一份全面、有力度的甲烷國家行動計劃,以控制和減少甲烷排放[37]。
甲烷是人類活動排放的僅次于二氧化碳的全球第二大溫室氣體,它雖壽命較短,但增溫效應較強。如果不考慮氣候系統(tǒng)的反饋,在百年尺度上的增暖效應(GWP)是二氧化碳的28 倍,而二十年尺度內短期GWP 高達84 倍。根據(jù)美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)數(shù)據(jù),2021 年9月平均甲烷濃度達到1 900 ppb,創(chuàng)下近40 年來的最高紀錄[38]。減排甲烷對全球實現(xiàn)《巴黎協(xié)定》目標意義重大,最終全球必然走向覆蓋全經(jīng)濟領域和所有溫室氣體的中和。在COP 26 期間,由歐美主導啟動了“全球甲烷承諾”,提出了到2030 年將全球人為甲烷排放在2020 年基礎上至少減排30%的目標,105 個國家參與支持,占全球經(jīng)濟體的70%,甲烷排放量占全球人為甲烷排放量的一半。根據(jù)中國官方公布的溫室氣體排放清單,2014 年中國甲烷排放總量為5 529.2 萬t,占中國溫室氣體排放總量的10.4%,主要來自能源、農(nóng)業(yè)和廢棄物排放或處理等部門[39]。中國暫未加入,但該倡議未來影響力不容小覷。
(3)較強的創(chuàng)業(yè)實踐精神。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)是一項實踐性較強的活動,作為教學主體的一部分,教師自身的實踐經(jīng)歷能為教學活動提供更好的素材,提升教學效果?,F(xiàn)有師資中8人有不同程度的國內外企業(yè)工作經(jīng)歷,3人有創(chuàng)業(yè)經(jīng)歷;其他教師也通過指導學生參加不同類型的創(chuàng)業(yè)活動提高創(chuàng)業(yè)實踐,過去3年所有的教師均指導過學生參加“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)業(yè)大賽,獲得校賽、區(qū)賽多個獎項;指導立項國家級、區(qū)級大創(chuàng)項目6項;指導GMC、ERP、創(chuàng)業(yè)之星等創(chuàng)業(yè)模擬競賽獲得區(qū)級、國家級獎項。這些都不同程的提升了教師的創(chuàng)業(yè)實踐能力。
未來,中國需要以官方文件形式明確碳中和目標的更多細節(jié)。如果將甲烷等非二氧化碳溫室氣體根據(jù)GWP折算為碳當量,納入碳中和目標,則意味著“自我加壓”,要在2060 年基礎上至少提前5~10 年實現(xiàn)二氧化碳的碳中和,并加大部署CCUS的規(guī)模。如果明確碳中和僅指二氧化碳中和,并在碳中和目標之外承諾積極管控甲烷等非二氧化碳溫室氣體的政策和行動,也同樣可以展現(xiàn)中國積極應對氣候變化的大國擔當。
碳中和是人為碳排放量與人為碳移除量之間的平衡,實現(xiàn)碳中和目標除4.2已經(jīng)提及的使用邊界外取得碳信用進行碳抵消之外,更重要的是聚焦邊界內的政策行動。一方面積極推進碳減排,另一方面大力增加碳移除(或者說碳吸收)。碳減排是減少人類活動向大氣中排放二氧化碳,碳移除就是通過人為活動從大氣中移除二氧化碳。根據(jù)不同作用機理可分為三類:①基于自然的碳移除,如通過植樹造林,生態(tài)修復等增加自然生態(tài)系統(tǒng)碳匯;②基于技術的碳移除,如直接空氣碳捕集與封存(DACCS);③混合型技術,如生物質能結合碳捕集與封存(BECCS)。在現(xiàn)實中,碳減排和碳移除之間的界線也經(jīng)常被混淆。
4.4.1 區(qū)分碳減排和碳移除
圖2 碳中和概念示意圖
圖2中左圖是網(wǎng)絡上常用的碳中和示意圖,存在兩個明顯的錯誤。一是沒有強調“人為”的特征,這個問題在前面4.1中已經(jīng)分析,這里不再贅述。二是將風車放在吸收一側,混淆了碳減排和碳移除的概念。因為風車代表的可再生能源利用替代傳統(tǒng)化石能源是碳減排措施,不是碳吸收。圖2 中,通過風能、太陽能開發(fā)和智能電網(wǎng)組成的新型電力系統(tǒng)逐漸替代傳統(tǒng)的化石能源,實現(xiàn)大幅度減排,剩余少量的排放再通過右側增加森林碳匯和人工技術手段去吸收,以達到人為碳排放量與人為碳移除量之間的平衡。因此,該圖更符合碳中和概念的內涵。
4.4.2 碳移除中的負排放技術
通過人工技術手段的碳移除也被稱為負排放技術。但以生物質能源替代化石能源是負排放技術嗎?不是。CCS/CCUS 是負排放技術嗎?不準確。嚴格來說,生物質能源是碳中性的,生物質能源替代煤炭只是減排技術。CCS 如果與化石能源利用結合,也屬于減排技術?!陡窭垢鐨夂騾f(xié)議》中提到要逐步減少(phasedown)沒有減排措施(unabated)的煤電,這里的“減排措施”就是指CCS/CCUS[40]。只有DACCS 或BECCS 才是負排放技術。當然,負排放技術在實際應用中是否真能實現(xiàn)負排放的效果,還取決于很多因素,例如BECCS 技術,取決于在生物質能源的收集、儲存、運輸、利用以及碳捕集、利用和封存等環(huán)節(jié)新增碳排放的情況,以及大規(guī)模生物質能源生產(chǎn)占用土地、水資源等帶來糧食安全等社會經(jīng)濟的影響[41]。
4.4.3 碳移除中的生態(tài)系統(tǒng)碳匯
再如,有人認為廣袤的草原和綠油油的莊稼是很大的碳匯。實際上,牧草和莊稼都不能長期儲存,不是碳匯。只有人為增加農(nóng)田和草原土壤的含碳量才是碳匯。中國農(nóng)業(yè)部門既有排放源,也有吸收匯,綜合來看是凈的排放源,溫室氣體排放主要排放來自化肥施用、稻田甲烷、畜牧養(yǎng)殖和廢棄物處理等。根據(jù)國家溫室氣體排放清單,2014 年中國溫室氣體凈排放總量為111.86 億t 二氧化碳當量,其中農(nóng)業(yè)為8.3 億t,占7.4%。農(nóng)業(yè)排放非二氧化碳溫室氣體占比高達48%[39]。
又如一些地方官員認為本地森林覆蓋率高,碳匯就多,實現(xiàn)碳中和就比較容易,其實是混淆了碳匯增量和固碳存量?,F(xiàn)有森林覆蓋率高只是存量,不是增量。未來繼續(xù)增加碳匯的潛力可能受限。還有很多地方和機構急于開發(fā)碳匯項目,認為可以出售賺大錢,也是誤解[43]。實際上,只有人為活動帶來的符合方法學要求(基線、額外性、計算方法等)的增量碳匯才能進行交易。當然,自然生態(tài)系統(tǒng)中固碳的存量雖然不能交易也有重要價值。如果不加以保護,一旦破壞就會使其中固定的二氧化碳排放到大氣中,成為碳排放源,更增加了實現(xiàn)碳中和目標的難度。
最后,海洋藍碳作為一個新興領域近年來受到廣泛關注。但海洋雖大,符合人為、增量、能長期儲存特征的碳匯并不多。目前IPCC 認可的僅紅樹林、海草床、鹽沼三種,中國科學家提出的“漁業(yè)碳匯”“海洋微生物碳泵”等新理念仍在探索中[44],能否形成固碳增匯的共識仍然存疑。針對這些新理念,開展基礎科學研究是必要的,但在缺乏方法學的情況下貿然開發(fā)碳匯項目并進行交易[45],不能通過認證用于履約,還可能引起沿海地區(qū)盲目跟風,誤導碳中和工作的重點。
綜上所述,基于上述對各國碳中和目標的梳理和比較,參考IPCC 系列報告對碳中和及相關概念的表述,作者認為碳中和目標的定義應把握4個方面的要素:碳中和是指一段時間內人為排放量與人為移除量之間達到平衡;碳中和目標的實施主體可以是全球,也可以是國家、區(qū)域、城市、企業(yè)、個人、商品等,需要明確核算邊界;碳中和目標覆蓋氣體種類,可以僅指二氧化碳,也可以覆蓋所有溫室氣體,需要明確界定;碳中和目標的實現(xiàn)途徑包括碳減排和碳移除,還可以使用邊界外從其他主體獲得的碳信用進行碳抵消。其中生態(tài)系統(tǒng)碳匯是碳移除的重要途徑,只有具備人為、長期儲存和增量三方面的特性才能用于碳中和。
碳中和已成為全球共識,世界經(jīng)濟加速綠色低碳發(fā)展轉型大勢所趨。中國碳中和既是中國高質量發(fā)展的戰(zhàn)略選擇,也對于全球碳中和進程起到舉足輕重的作用,日益受到國際社會的高度關注。明確碳中和及相關概念,既是中國落實“雙碳”目標工作的基礎,也是加強國際合作,深度參與和引領碳中和目標下全球氣候治理的迫切需求。通過對國際文獻的系統(tǒng)梳理,并結合大量的國內實踐和分析,文章形成如下結論:
第一,1997 年后碳中和進入全球氣候治理視野。碳中和概念起源于生物學研究,1997 年《京都議定書》提出碳交易和碳抵消概念,通過企業(yè)、個人以及奧運會等國際重大活動的碳中和行動推動了碳中和概念的廣泛傳播。2015 年12 月通過的《巴黎協(xié)定》首次出現(xiàn)類似碳中和的“溫室氣體平衡”的概念。IPCC中2018年10月發(fā)布的《全球溫升1.5 ℃特別報告》首次完整定義碳中和,2021 年起陸續(xù)發(fā)布的第六次評估報告對碳中和概念開展了進一步討論。
第二,碳中和目標有廣義狹義之分。在中文語境下,碳中和狹義理解僅指二氧化碳中和,廣義理解則是二氧化碳中和、溫室氣體中和、氣候中和、凈零二氧化碳排放,凈零溫室氣體排放等相關概念的統(tǒng)稱。相比而言,在國際語境下,“凈零”使用更廣,在全球136 個提出碳中和目標的國家或國家集團中,112 個使用“凈零”,僅13 個國家真正使用“碳中和”。
第三,碳中和目標的概念定義需要把握四個方面的要素。即人為排放量與人為移除量之間的平衡,界定全球、國家、區(qū)域、城市、企業(yè)、個人等多元實施主體及其碳核算邊界,明確覆蓋氣體種類是二氧化碳還是所有溫室氣體,以及區(qū)分實現(xiàn)碳中和的路徑,包括碳減排、碳移除、碳抵消,尤其要全面把握生態(tài)系統(tǒng)碳匯的“人為、長期儲存和增量”特征。
最后,辨析碳中和概念,是落實“雙碳”目標和推動國際合作的基礎。氣候公約談判形成的法律文件、IPCC 指南和報告使用的術語,作為國際通行的概念和規(guī)范,得到各國政府的尊重認可,是科研工作的重要基礎,也是國際談判、履約、對話的認知基礎。一些新的認知和概念界定可以根據(jù)不同時期的經(jīng)濟社會發(fā)展特征開展探索性、創(chuàng)新性的討論,但碳中和概念中最基本的認知基礎如“人為排放量與人為移除量之間的平衡”、碳匯的“人為、長期儲存和增量”特征等還是需要與國際通行的理解保持一致,進一步明確碳中和目標的關鍵要素,不僅有利于國內落實“雙碳”目標,也有利于促進全球面向碳中和的國際合作。
致謝:文章寫作過程中與中國社會科學院生態(tài)文明研究所王謀研究員有多次深入的爭論和討論,還就相關問題請教過中國氣象局國家氣候中心巢清塵主任、中國農(nóng)科院李玉娥研究員、中國林業(yè)科學院朱建華研究員、國家發(fā)改委能源研究所朱松麗研究員、北京匯智綠色資源研究院院長李金良高工等專家,中國社會科學院大學研究生夏克郁、吉治璇、馮競瑤同學參與資料整理,在此一并致謝。