仇保兴:城市如何实现碳达峰碳中和
实施(30·60)战略是一项系统工程,具有紧迫性、复杂性和艰巨性。
图/中经视觉
仇保兴丨国务院参事、中国城市科学研究会理事长
以城市为主体来实施(30·60)战略具有五大优势。一是,城市是人为温室气体排放的主角(占75%)。二是,我国城市行政区包括山水林湖田乡村和城镇,有利于因地制宜、科学布局可再生能源和碳汇基地。三是,改革开放四十年城市间的GDP竞争可转向GDP增长与减碳双轨竞争。四是,以城市为减碳主体可使“从下而上”“生成”碳中和体系,与“从上而下”“构成”行业碳中和体系进行互补协同。五是,以城市为主体的(30·60)战略能演化成最优碳中和路径。“解铃还须系铃人”,城市的问题还需要通过城市自身来解决,需要通过目标导向、问题导向和经验导向这三方面的综合演化出最佳碳中和线路图和施工图。
一、碳汇的“负面清单”
首先,森林的碳汇能力远没有人们所想象般巨大。我国曾公布到2020年森林面积比2005年增加4000万公顷,木材蓄积量增加13亿立方米。即每年净增加不足1亿立方米,约等于每年削减几亿吨二氧化碳排放,与我国每年超百亿吨的排放量相比,收效甚微。
对各种碳汇进行比较,单位海域生物固碳能力是森林的10倍、草原的200倍。而森林每立方米蓄积量约吸收1.83吨CO2,释放1.62吨O2。
海洋生物碳汇过程中,大量的贝类如牡蛎能够将二氧化碳封存后转化为牡蛎的甲壳,固碳期几乎无限,可达数千甚至上万年,属于自然固碳。大自然中大量的贝壳甲壳化学成分都是碳酸钙,由此导致海洋的碳汇量巨大。相比之下森林的碳汇量则小得多,但是其对陆地生物多样性的贡献达80%。很多人倡导通过在城外农地上种树来提高碳汇,实际上这一方案碳收益很低,例如对于沿海的深圳市,与其花费大量的人力财力种树,不如把深圳近海的红树林培养好,单位面积的红树林(包括海洋生物)的固碳量比森林固碳能力高出数倍甚至数十倍。
其次,光伏发电综合减碳效应明显。除了自然固碳之外,还可以利用光伏进行减碳。一亩地的光伏板所减碳量和固碳量远高于一亩草原,在一些戈壁滩上建立光伏发电站,不仅能够利用光伏发电,还能挽救和改良生态,丰富物种多样性和有效阻止沙漠化蔓延。因为高原地区(昼夜)温差大,早晨的雾气可以凝结在光伏板上,使光伏板下的沙地得到滴灌,有了水后自然就会长草。
内蒙古磴口光伏治沙项目,电站规模5万千瓦,占地面积约1700亩,板间种植苜蓿等防沙植物800余亩。自2013年并网以来,电站周围植被覆盖率从建站前5%上升到2018年77%,配合外围防护林实现了沙丘全部固定,有效阻止沙漠化蔓延。项目每年通过生态治理可实现8556吨二氧化碳的固化。
太阳能光伏板的制造需要单晶硅原料的提炼,提炼后还需进行切割,不论是提炼还是切割都需要耗能,那么从全生命周期来看,是不是太阳能光伏板这种减碳方式并不合理?事实上,在十多年前这种顾虑是成立的,但是随着光伏技术的发展,现在的光伏板寿命和光能转化率比过去明显提升,而且全生命周期的能耗也因技术创新而成倍下降,根据当前光伏板转化效率和成本测算,一块光伏板在安装后3-5年发出来的电量就可以填补光伏板在生产过程中产生的全部能耗。
根据测算,北京地区每亩太阳能板减碳能力相当于15.4亩林地。太阳能光伏电站当前的标杆电价是0.3元每度电,而居民用电约为0.5元/度,工业用电约为0.7元/度。因此,只要光伏发电达到一定规模就有足够的利润。
再次,错误的植树造林反而会增加碳排放。不同品种、不同树龄的树林,产生的碳汇量都不一样。碳四类植物由于它的光合作用比一般碳三类植物高约一倍,例如玉米、高粱等,这些植物用同样的水灌溉,但在成长的过程中吸收的碳远超其它植物。世界上碳四植物约有50多种,如果将他们中的部分进行转基因培育,使其干茎生长更快,固碳效能更高,收割后利用余热碳化,固碳的成本也将大大低于传统的CCUS法。
此外,树木碳汇也要注意“碳负面清单”,如果采用负面清单上的方式进行种树,减碳效果不仅很少甚至会起到反作用。例如现在很多城市还在将深山老林的老树、大树移植到城市中来,其实老树大树的新增碳汇效果是比较小的,挖、运、植的过程中反而要排放大量二氧化碳。而将树木通过交通工具远距离运送,实行异地种树,也是一种高碳的行为。除此以外,还有一些非专业的种树等不仅不是低碳行为,反而会造成高碳排放。最需要注意的是不能在年降雨量小于500mm的地方植树,树木成长需要大量水份,北方许多城市用水都只能依靠南水北调,而这南水北调的水是实实在在的高碳水。特别是主张在沙漠种树种水稻这类事情,绝大多数是荒谬的,即使能种树,那也是依靠抽取大量地下水灌溉,这无异于饮鸩止渴。大家都知道胡杨的树根可以深深扎根到数十米深,这些依靠地下水灌溉的树木或水稻可能在前几年会长的很好,但是地下水水量非常有限,一旦抽取过度,水位下降,即使有着“沙漠卫士”的胡杨也无法幸免于难。
文章来源:《电站系统工程》 网址: http://www.dzxtgczz.cn/zonghexinwen/2021/0707/524.html