8.服務(wù)業(yè)是一個(gè)龐大的領(lǐng)域，但服務(wù)業(yè)以“間接排放”為主，即服務(wù)業(yè)用電一般被統(tǒng)計(jì)到電力系統(tǒng)碳排放中，運(yùn)輸過(guò)程中的用油一般被統(tǒng)計(jì)到交通排放中，建筑物中的用能（包括餐飲業(yè)的用氣）則被統(tǒng)計(jì)到建筑排放中，似乎“直接排放”的量并不大。但這樣說(shuō)，并不是說(shuō)服務(wù)業(yè)可以置身于低碳化之事外，恰恰相反，服務(wù)業(yè)亦有可以“主動(dòng)作為”的地方，這一方面是大力做好節(jié)能工作，另一方面是盡可能用電能替代化石能源的使用。

9.農(nóng)業(yè)的碳排放主要來(lái)自農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用，與此同時(shí)，農(nóng)業(yè)中的畜牧養(yǎng)殖業(yè)以及種植業(yè)是甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）的主要排放源，而這二者的溫室效應(yīng)能力是同當(dāng)量二氧化碳的數(shù)十倍至數(shù)百倍。從這樣的前提出發(fā)，農(nóng)業(yè)的低碳化一是農(nóng)業(yè)機(jī)械用綠電、綠氫替代柴油作動(dòng)力；二是從田間管理的角度，挖掘能減少甲烷和氧化亞氮排放但不影響作物產(chǎn)量的技術(shù)；三是研發(fā)出減少畜牧業(yè)碳排放的技術(shù)；四是盡可能增加農(nóng)業(yè)土壤的碳含量。

根據(jù)這九方面的介紹，我們可以看出：在能源消費(fèi)端用綠電、綠氫等替代煤、油、氣，從理論上講是不難做到的，但工藝和設(shè)備的再造重建絕不是一件簡(jiǎn)單的事。同時(shí)我們也可以想象，這樣的替代和重建一定會(huì)增加最終消費(fèi)品的成本。所以說(shuō)，替代和重建需要時(shí)間。

2022年7月4日，由中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、中國(guó)石化集團(tuán)共同舉辦的“擁抱雙碳 共贏未來(lái)”地?zé)峥破展嬲乖谥袊?guó)科技館二層恐龍廣場(chǎng)開(kāi)幕。本次展覽包含“地心熱涌”“產(chǎn)業(yè)熱浪”“低碳熱潮”三個(gè)展區(qū)，以地?zé)崮墚a(chǎn)生原理、地?zé)崮軕?yīng)用領(lǐng)域、地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用未來(lái)前景為主線，利用多媒體和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)搭建了地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)、地?zé)崮芰縼?lái)源以及發(fā)電、供暖、農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖等場(chǎng)景，深入展示地?zé)崮茴I(lǐng)域科技創(chuàng)新成果   中新社發(fā)  陳碩/攝

五、固碳端的技術(shù)需求

提起固碳，我們首先想到的是自然過(guò)程，即通過(guò)海洋和陸地表面把大氣中的二氧化碳吸收固定。但這里必須指出，人類活動(dòng)每年都向大氣中排放二氧化碳，這其中的一部分可以被自然過(guò)程所吸收，余下部分如不通過(guò)人為手段予以固定，則大氣中的二氧化碳濃度還會(huì)逐年增高。

所以我們講固碳，主要是指通過(guò)人為努力固定下的那部分，而地球自然固碳過(guò)程則屬于“天幫忙”，很難歸功于具體的國(guó)家或?qū)嶓w。

“人努力”進(jìn)行固碳一般可分兩大途徑，一是生態(tài)系統(tǒng)的保育與修復(fù)，二是把二氧化碳捕集起來(lái)后，或加工成工業(yè)產(chǎn)品，或封埋于地下或海底，這第二方面就是經(jīng)常談到的“碳捕獲、利用與封存”——CCUS（Carbon Capture and Utilization-Storage）。

公眾對(duì)生態(tài)系統(tǒng)固碳都比較熟悉，它是利用植物光合作用吸收大氣中的二氧化碳，所吸收的碳有一部分長(zhǎng)久保存在植物本身之中（比如樹(shù)干），也會(huì)有一部分凋落后（比如樹(shù)葉）腐爛進(jìn)入土壤中以有機(jī)碳的形式得到較為長(zhǎng)期的保存，當(dāng)然有機(jī)碳也會(huì)部分轉(zhuǎn)化成無(wú)機(jī)碳并同地表系統(tǒng)中的鈣離子結(jié)合形成石灰石沉積。

地表生態(tài)系統(tǒng)盡管類型多樣，但真正起主要作用的還是森林生態(tài)系統(tǒng)，這是因?yàn)樯种械母鞣N樹(shù)木都有很長(zhǎng)的生長(zhǎng)期，在樹(shù)木適齡期內(nèi)，固碳作用可持續(xù)進(jìn)行；當(dāng)樹(shù)木進(jìn)入成熟期，固碳能力就會(huì)減弱，但人們可以通過(guò)砍伐—再造林的方式繼續(xù)保持正向固碳作用，而砍伐的木材可以做成家具等產(chǎn)品，不至于把多年來(lái)固定的碳快速返還給大氣。

因此，生態(tài)系統(tǒng)固碳的重點(diǎn)在于森林生態(tài)系統(tǒng)，森林生態(tài)系統(tǒng)的管理一在于保育，二在于擴(kuò)大面積。我國(guó)有大量適宜森林生長(zhǎng)的山地，這些地區(qū)過(guò)去生態(tài)受到過(guò)較大程度的破壞，最近幾十年來(lái)，一直處在恢復(fù)之中，而這些人工次生林或喬/灌混雜林都很“年輕”，有進(jìn)一步發(fā)育、固碳的潛力。同時(shí)，我國(guó)又有不少非農(nóng)用地可作造林之用，包括近海的灘涂種植紅樹(shù)林，城市鄉(xiāng)村的綠化用地種植樹(shù)木。所以說(shuō)，生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)在我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和過(guò)程中將起到至關(guān)重要的作用。

人為固碳的另一條途徑是CCUS，它包括碳捕集技術(shù)、捕集后的工業(yè)化利用技術(shù)（分為生物利用和化工利用兩大類）、地質(zhì)利用和封存技術(shù)。對(duì)這些技術(shù)，國(guó)內(nèi)外尚處在研發(fā)階段，真正大面積的應(yīng)用尚未見(jiàn)到。

碳捕集技術(shù)分三大類。一是化學(xué)吸收法，它用化學(xué)吸收劑同煙道氣中的二氧化碳生成鹽類，再加熱或減壓將二氧化碳釋放并收集。

二是吸附法，又細(xì)分為化學(xué)吸附法和物理吸附法?；瘜W(xué)吸附法是用吸附材料同二氧化碳分子先作化學(xué)鍵合，再改變條件把二氧化碳分子解吸附并收集；物理吸附法是利用活性炭、天然沸石、分子篩、硅膠等對(duì)煙道氣中的二氧化碳作選擇性吸附后再解吸附回收。

三是膜分離法，即利用膜對(duì)氣體分子透過(guò)率的不同，達(dá)到分離、收集二氧化碳之目的。在具體操作上，碳捕集還可分為燃燒前捕集、燃燒后捕集、化學(xué)鏈燃燒捕集、生物質(zhì)能碳捕集、從空氣中直接捕集等技術(shù)。

碳捕集后的工業(yè)化生物利用技術(shù)目前主要有四大類，一是利用二氧化碳在反應(yīng)器中生產(chǎn)微藻，這些微藻再用作生產(chǎn)燃料、肥料、飼料、化學(xué)品的原料。二是將捕集到的二氧化碳注入溫室中，用以增加溫室中作物的光合作用，這個(gè)過(guò)程又可稱為二氧化碳施肥。三是把二氧化碳同微生物發(fā)酵過(guò)程相結(jié)合，生成有機(jī)酸。四是把二氧化碳用于合成人工淀粉。

碳捕集后的工業(yè)化化工利用又分兩大類技術(shù)途徑，一大類是把二氧化碳中的四價(jià)態(tài)碳還原后加甲烷、氫氣等氣體，再整合成甲醇、烯烴、成品油等產(chǎn)品。另一大類為非還原技術(shù)，有二氧化碳加氨氣后制成尿素、加苯酚后合成水楊酸、加甲醇后合成有機(jī)酸酯等技術(shù)，也有合成可降解聚合物材料、各類聚酯材料等技術(shù)。

地質(zhì)利用技術(shù)也有很多類型，這些技術(shù)有的已在工業(yè)化示范中，有的尚停留在實(shí)驗(yàn)室探索階段。比如利用收集起來(lái)的二氧化碳驅(qū)油、驅(qū)煤層氣、驅(qū)天然氣、驅(qū)頁(yè)巖氣等，這屬于油氣開(kāi)采領(lǐng)域的應(yīng)用，這類技術(shù)的一個(gè)共性是通過(guò)生產(chǎn)性鉆孔把超臨界的二氧化碳?jí)旱降貙又?，利用它?qū)動(dòng)孔隙、裂隙中的油、氣流出開(kāi)采性鉆孔，達(dá)到油氣增產(chǎn)或增加油氣采收率的目的，與此同時(shí)，二氧化碳則滯留在孔隙、裂隙中得以長(zhǎng)期封存。該類技術(shù)國(guó)內(nèi)外已有工業(yè)應(yīng)用示范。

而另一些技術(shù)則在探索過(guò)程中，比如用于開(kāi)采干熱巖中的地?zé)帷８蔁釒r埋深在數(shù)千米，其內(nèi)部基本沒(méi)有流體存在，溫度在180℃以上，開(kāi)采干熱巖中的熱能需要打生產(chǎn)井并用壓裂手段使巖石增加裂隙，然后在生產(chǎn)井中注入工作介質(zhì)，讓其流動(dòng)并采集熱量，最后從開(kāi)采井中收集熱量。一些研究表明：用二氧化碳作為工作介質(zhì)，既起到開(kāi)采干熱巖熱量的作用，又可把部分二氧化碳封存于地下。

地質(zhì)封存技術(shù)則是把二氧化碳收集后直接通過(guò)鉆孔注入地下深處或灌入深部海水中。這里要特別指出：深海對(duì)二氧化碳的溶解保存能力是巨大的。

總之，固碳的技術(shù)有多種，但這些技術(shù)不可避免地需要額外能量加入，因此有可能把最終產(chǎn)品的成本提高一大塊。至于地質(zhì)封存，盡管理論和實(shí)踐上可行，但它似有“空轉(zhuǎn)”之嫌。從現(xiàn)階段看，只有生態(tài)固態(tài)才可兼顧經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

六、碳中和的路線圖規(guī)劃

實(shí)現(xiàn)碳中和，是一個(gè)長(zhǎng)期過(guò)程，需要有一個(gè)指導(dǎo)全局性工作的規(guī)劃，并根據(jù)形勢(shì)的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步，能形成不斷完善規(guī)劃的工作機(jī)制。

我國(guó)的目標(biāo)是2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，顯然在目前的認(rèn)知水平下，要做一個(gè)能覆蓋近40年時(shí)間長(zhǎng)度的規(guī)劃是不太現(xiàn)實(shí)的，但有一點(diǎn)我們是必須一開(kāi)始就要做到心中有數(shù)的，那就是我國(guó)到時(shí)候還可以排放多少二氧化碳，或者說(shuō)從目前約100億噸的二氧化碳排放減少到多少才可以宣布完成了碳中和目標(biāo)。

這個(gè)問(wèn)題不易確切回答，但尋找答案的思路是具備的，那就是“排放量=海洋吸收量+生態(tài)系統(tǒng)固碳量+人為固碳量+其他地表過(guò)程固碳量”這個(gè)公式。對(duì)此，我們可以逐項(xiàng)做出分析。

過(guò)去幾十年，海洋對(duì)人為排放二氧化碳的吸收比例為23%，這個(gè)過(guò)程還是比較穩(wěn)定的，盡管我們很難預(yù)測(cè)未來(lái)是否會(huì)產(chǎn)生重大改變，但假定海洋將保持這個(gè)吸收比例不變，應(yīng)該是有依據(jù)的。

我國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)固碳能力非常強(qiáng)。根據(jù)相關(guān)研究，2010—2020年間我國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)每年的固碳量為10億—13億噸二氧化碳；一些專家根據(jù)這套數(shù)據(jù)并采用多種模型綜合分析后，預(yù)測(cè)2060年我國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)固碳能力為10.72億噸二氧化碳/年，如果增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)管理，還可新增固碳量2.46億噸二氧化碳/年，即2060年我國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)固碳潛力總量為13.18億噸二氧化碳/年。此外，我國(guó)近海的生態(tài)系統(tǒng)固碳工程還沒(méi)啟動(dòng)，這塊兒也應(yīng)該有較大潛力。