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碳中和:溫室效應和氣候變化

(一)

2021-6-21 8:06:57 來源:中國礦業報 作者:特約撰稿人 鄧偉斌

氣候變化是人類遇到的一大挑戰,而實現“碳中和”是未來投資發展的機遇。鉑族金屬中的鉑、銥、釕等金屬是發展氫能燃料電池技術的重要資源,幫助人類實現能源、交通及工業脫碳。

2007年,美資銀行收購英國一家碳交易公司,開始參與CDM碳排放項目和歐洲的碳交易業務。2008年金融危機以后,國際投行的大宗商品交易業務受到歐美政府的加強監管,日漸式微,外加歐洲碳交易市場政策不穩定,大多數投行也逐漸退出碳減排市場的交易。疫情后歐洲倡導的“綠色復蘇”,中國的“碳達峰”和“碳中和”承諾,以及美國重新加入巴黎協議,又再次把氣候變化推上了熱門話題。

氣候變化離不開溫室效應,那么,溫室效應的原理是什么?簡單的物理化學原理告訴我們,所有分子是運動的。分子運動越活躍,它們的溫度越高。當某種分子被特定波長的輻射照射時,它們會阻擋這些輻射,吸收熱能,然后運動變得更活躍。但是并不是所有的輻射都在恰好的波長可以導致這種效應。地球的大氣層能使太陽短波輻射到達地面,但地表受熱后向外放出的大量長波熱輻射線卻被大氣吸收,這樣就使地表與低層大氣溫度增高,為地球提供熱量。但是地球并不能永久地吸收所有的熱量,否則地球表面的溫度將高得讓有機生物無法生存。相反,地球會把一部分熱量反射回太空。其中某些熱量的波長剛好處于溫室氣體可以吸收的區間。這些熱輻射被溫室氣體的分子吸收,加快分子運動,導致大氣層變熱。但并不是所有氣體的分子都會導致溫室效應。帶有兩個相同原子的分子,譬如氧氣分子和氮氣分子不會阻擋輻射,只有不同原子組成的分子,譬如二氧化碳和甲烷剛好有這種結構可以吸收輻射,放出熱量。一個類似的經驗是太陽下的汽車,陽光透過擋風玻璃進入車里,但是擋風玻璃鎖住了部分熱量,無法散熱,導致車內溫度遠高于室外溫度。

目前全球每年的排放當量為510億噸二氧化碳。這里使用“當量”一詞是因為真正二氧化碳排放量約370億噸,而其他溫室氣體排放相當于140噸二氧化碳。自1850年以來,人類活動,主要是化石燃料的使用,導致溫室氣體的排放量大幅增加。與此同時,全球平均氣溫也升高了大概1.2°C。1896年,瑞典物理化學家提出人類向大氣排放二氧化碳可能會導致地球表面溫度升高。20世紀30年代,人們發現嚴酷的霜凍和暴雪越發罕見,某些河流在寒冬居然沒有凍結。20世紀50年代,科學界對氣候變暖形成共識,開始研究全球氣候變化和溫室氣體的關系。20世紀60年代,許多科學家認為世界正面臨前所未有的升溫挑戰,原因是化石燃料使用導致二氧化碳在大氣層的快速積累。20世紀90年代,聯合國環境署和世界氣象組織成立了政府間氣候變化專門委員會,該委員會得出結論:大氣層二氧化碳濃度增加是全球氣候變化的主要原因,而化石燃料消耗是二氧化碳濃度增加的最主要原因。從1992年-2015年,聯合國氣候變化委員會倡導了一系列公約,包括《聯合國氣候變化框架公約》《京都議定書》《巴厘路線圖》和最新的2015《巴黎協議》。2020年,中國在第七十五屆聯合國大會上承諾將在2030年力爭碳排放達到峰值,努力在2060年實現碳中和。2021年美國承諾2035年實現無碳電力供應,2050年實現全美經濟零排放。

事實上,人類目前還在繼續探索氣候變化的原因和路徑。在政府間氣候變化專門委員會的報告中,對于全球的氣溫會升高多少和多快依然有不確定性,譬如,對于更高的氣溫會給地球帶來怎樣的影響,依然存在未知。但是眾多科學家認為人類活動正在造成地球變暖,以及如果人類無法取得碳中和,我們會面臨什么后果。自工業革命以來,人類已經把地球氣溫升高了至少1°C。如果我們不減少碳排放,到本世紀中葉,地球溫度將上升1.5°C至3°C,而到本世紀末,地球溫度可能會上升4°C至8°C。

網站編輯:宮莉

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