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焦念志院士解析碳中和与海洋碳汇

2022-12-20 10:32     来源:中国科学院院刊      海洋碳汇碳达峰碳中和 碳捕捉封存
全球碳中和日程及对海洋碳汇的认识

目前,全世界已有85个国家提出碳中和目标,包括27个欧盟国家、58个非欧盟国家。这些国家的碳排放占全球排放超过40%。其中,有29个国家明确了碳中和时间表。不丹已经实现碳中和;挪威、乌拉圭将在2030年实现碳中和;芬兰、奥地利、冰岛、瑞典分别将在2035年、2040年、2045年实现碳中和。还有20多个国家计划2050年实现碳中和;其中,英国、德国、法国、西班牙、丹麦、匈牙利、新西兰等国家以法律形式加以保障。

在中国、美国、印度、俄罗斯4个最大碳排放国当中,中国是第一个提出碳中和日程的国家。中国的这一重大举措无疑会带动其他碳排放大国加快减排进程。在不断向碳中和目标迈进的过程中,中国将有机会增进与其他国家的相关交流与对话,进一步提升国际影响力;同时,在中国领先的减排和增汇领域与其他发展中国家展开经济技术合作,将实现互惠互利、合作共赢,推动人类命运共同体的构建。

早在2014年,《联合国气候变化框架公约》第20轮缔约方会议(COP20)上,中国政府首次表示CO2排放量在2016—2020年间将控制在每年100亿吨以下,并将在2030年左右达到峰值。

按当时的排放走势,达峰时中国的CO2排放量最高可达到150亿吨/年;而就当前的走势看,达峰时将约为113亿吨/年。即便是以达峰时排放为113亿吨/年为依据,如果要在达峰后“保持排放稳中有降”,可考虑保持目前2/3—1/3的排放量,意味着中国每年还有约40亿—80亿吨的CO2当量需要依靠替代能源或者负排放来中和。

据美国科学家估计,即便充分利用了替代能源,中国达峰后每年仍有25亿吨的负排放缺口。因此,要实现碳中和目标,必须同时采取减排和增汇措施。

以往的增汇主要靠陆地的植树造林。由于农田稀缺和未来人口增长对粮食的需求矛盾不断凸显,单靠陆地植被增汇已无法满足全球碳中和需求。海洋是地球上最大的活跃碳库,,是陆地碳库的20倍、大气碳库的50倍。海洋每年吸收约30%的人类活动排放到大气中的CO2,并且海洋储碳周期可达数千年,从而在气候变化中发挥着不可替代的作用。因此,海洋负排放潜力巨大,是当前缓解气候变暖最具双赢性、最符合成本-效益原则的途径。

国际社会日益认识到海洋碳汇的价值和潜力。过去几年里,保护国际(CI)和政府间海洋学委员会(IOC)等联合启动了“蓝碳动议”(The Blue Carbon Initiative),成立了碳汇政策工作组和科学工作组,发布了《政策框架》《行动国家指南》《行动倡议报告》等一系列海洋碳汇报告。

美国国家海洋和大气管理局(NOAA)从市场机会、认可和能力建设、科学发展3个方面提出了国家海洋碳汇工作建议。印度尼西亚在全球环境基金(GEF)的支持下实施了为期4年的“蓝色森林项目”(Blue Forest Project),建立了国家海洋碳汇中心,编制了《印尼海洋碳汇研究战略规划》。此外,肯尼亚、印度、越南和马达加斯加等国已启动盐沼、海草床和红树林的海洋碳汇项目,开展实践自愿碳市场和自我融资机制的试点示范。

中国海域自然碳汇潜力

中国领海面积约300万平方公里,纵跨热带、亚热带、温带、北温带等多个气候带。其中,南海毗邻“全球气候引擎”西太平洋暖池;东海跨陆架物质运输显著;黄海是冷暖流交汇区域;渤海则是受人类活动高度影响的内湾浅海。中国海域内有长江、黄河、珠江等大河输入,外邻全球两大西边界流之一的黑潮。这些自然条件不仅赋予了中国海域巨大碳汇潜力,也给我们提供了实施多种负排放的空间。

中国海岸带蓝碳的碳汇总量相对较小;其中,红树林、盐沼湿地、海草床有机碳埋藏通量为0.36 Tg C·a−1,海草床溶解有机碳(DOC)输出通量为0.59 Tg C·a−1 。相比之下,开阔海域碳汇量要大得多。据初步估算:中国陆架边缘海的沉积有机碳通量为20.49 Tg C·a−1(陆源有机质向中国陆架边缘海输入碳汇为17.8 Tg C·a−1);东海和南海向邻近大洋输送有机碳通量分别为15.25—36.70 Tg C·a−1和43.39 Tg C·a−1;中国大型养殖藻类的初级生产力(即固碳量)约为3.52 Tg C·a−1,移出碳通量0.68 Tg C·a−1,沉积和DOC释放通量分别为0.14 Tg C·a−1和0.82 Tg C·a−1;此外,通过实施人工上升流工程可以使得养殖区域增加固碳0.09 Tg C·a−1,结合海藻养殖区实施可获碳汇量在3.61 Tg C·a−1以上。

综上,中国海域储存及向大洋传输的储碳量约100 Tg C·a−1,相当于342 Tg CO2。显然,单靠自然海洋碳汇不足以实现碳中和,必须研发海洋负排放方法技术。如果得以实施,则可成倍增加海洋碳汇储量。

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