城市如何实现碳达峰碳中和

2021-6-25 15:37 来源: 第一财经 |作者: 仇保兴

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。

不同种植物在成长过程中所需水量不同,对植物所浇的水,植物只可能吸收0.5%-1%用于固碳,而其它99%的水都蒸发掉了。针叶树产生1公斤生物量所需的水分最多,但水份足时,针叶树的蒸发量成倍增长、但水分少时也可以存活。而阔叶树则是水多水少都会蒸发,水少的话甚至还会死掉,综合表现来看,桉树表现的最好,所需水量最少但在北方地区无法存活。

总结一下,通过推广光伏治沙项目,可以实现既治沙又发电,而且通过凝结的水蒸气还可以进行沙漠绿化。另一方面还可以推广的项目是发展风光电-水-土-林-汇模式,通过采取扩大人工造林和增加土壤固碳潜力两个措施来进行固碳。目前在美国等一些发达国家正专注于发展碳捕捉技术,这是固碳的有效办法,但综合其收益与成本来看,并不值得广泛普及,当前我们不能盲目学习推广美国高成本、高耗能的碳捕捉技术,而是应该促进生物质自然碳捕集与封存发展。

最新评论

碳市场行情进入碳行情频道
返回顶部