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焦念志院士解析碳中和與海洋碳匯

2022-12-20 10:32     來源:中國科學院院刊      海洋碳匯碳達峰碳中和 碳捕捉封存
全球碳中和日程及對海洋碳匯的認識

目前,全世界已有85個國家提出碳中和目標,包括27個歐盟國家、58個非歐盟國家。這些國家的碳排放占全球排放超過40%。其中,有29個國家明確了碳中和時間表。不丹已經(jīng)實現(xiàn)碳中和;挪威、烏拉圭將在2030年實現(xiàn)碳中和;芬蘭、奧地利、冰島、瑞典分別將在2035年、2040年、2045年實現(xiàn)碳中和。還有20多個國家計劃2050年實現(xiàn)碳中和;其中,英國、德國、法國、西班牙、丹麥、匈牙利、新西蘭等國家以法律形式加以保障。

在中國、美國、印度、俄羅斯4個最大碳排放國當中,中國是第一個提出碳中和日程的國家。中國的這一重大舉措無疑會帶動其他碳排放大國加快減排進程。在不斷向碳中和目標邁進的過程中,中國將有機會增進與其他國家的相關交流與對話,進一步提升國際影響力;同時,在中國領先的減排和增匯領域與其他發(fā)展中國家展開經(jīng)濟技術合作,將實現(xiàn)互惠互利、合作共贏,推動人類命運共同體的構建。

早在2014年,《聯(lián)合國氣候變化框架公約》第20輪締約方會議(COP20)上,中國政府首次表示CO2排放量在2016—2020年間將控制在每年100億噸以下,并將在2030年左右達到峰值。

按當時的排放走勢,達峰時中國的CO2排放量最高可達到150億噸/年;而就當前的走勢看,達峰時將約為113億噸/年。即便是以達峰時排放為113億噸/年為依據(jù),如果要在達峰后“保持排放穩(wěn)中有降”,可考慮保持目前2/3—1/3的排放量,意味著中國每年還有約40億—80億噸的CO2當量需要依靠替代能源或者負排放來中和。

據(jù)美國科學家估計,即便充分利用了替代能源,中國達峰后每年仍有25億噸的負排放缺口。因此,要實現(xiàn)碳中和目標,必須同時采取減排和增匯措施。

以往的增匯主要靠陸地的植樹造林。由于農(nóng)田稀缺和未來人口增長對糧食的需求矛盾不斷凸顯,單靠陸地植被增匯已無法滿足全球碳中和需求。海洋是地球上最大的活躍碳庫,,是陸地碳庫的20倍、大氣碳庫的50倍。海洋每年吸收約30%的人類活動排放到大氣中的CO2,并且海洋儲碳周期可達數(shù)千年,從而在氣候變化中發(fā)揮著不可替代的作用。因此,海洋負排放潛力巨大,是當前緩解氣候變暖最具雙贏性、最符合成本-效益原則的途徑。

國際社會日益認識到海洋碳匯的價值和潛力。過去幾年里,保護國際(CI)和政府間海洋學委員會(IOC)等聯(lián)合啟動了“藍碳動議”(The Blue Carbon Initiative),成立了碳匯政策工作組和科學工作組,發(fā)布了《政策框架》《行動國家指南》《行動倡議報告》等一系列海洋碳匯報告。

美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)從市場機會、認可和能力建設、科學發(fā)展3個方面提出了國家海洋碳匯工作建議。印度尼西亞在全球環(huán)境基金(GEF)的支持下實施了為期4年的“藍色森林項目”(Blue Forest Project),建立了國家海洋碳匯中心,編制了《印尼海洋碳匯研究戰(zhàn)略規(guī)劃》。此外,肯尼亞、印度、越南和馬達加斯加等國已啟動鹽沼、海草床和紅樹林的海洋碳匯項目,開展實踐自愿碳市場和自我融資機制的試點示范。

中國海域自然碳匯潛力

中國領海面積約300萬平方公里,縱跨熱帶、亞熱帶、溫帶、北溫帶等多個氣候帶。其中,南海毗鄰“全球氣候引擎”西太平洋暖池;東??珀懠芪镔|(zhì)運輸顯著;黃海是冷暖流交匯區(qū)域;渤海則是受人類活動高度影響的內(nèi)灣淺海。中國海域內(nèi)有長江、黃河、珠江等大河輸入,外鄰全球兩大西邊界流之一的黑潮。這些自然條件不僅賦予了中國海域巨大碳匯潛力,也給我們提供了實施多種負排放的空間。

中國海岸帶藍碳的碳匯總量相對較小;其中,紅樹林、鹽沼濕地、海草床有機碳埋藏通量為0.36 Tg C·a−1,海草床溶解有機碳(DOC)輸出通量為0.59 Tg C·a−1 。相比之下,開闊海域碳匯量要大得多。據(jù)初步估算:中國陸架邊緣海的沉積有機碳通量為20.49 Tg C·a−1(陸源有機質(zhì)向中國陸架邊緣海輸入碳匯為17.8 Tg C·a−1);東海和南海向鄰近大洋輸送有機碳通量分別為15.25—36.70 Tg C·a−1和43.39 Tg C·a−1;中國大型養(yǎng)殖藻類的初級生產(chǎn)力(即固碳量)約為3.52 Tg C·a−1,移出碳通量0.68 Tg C·a−1,沉積和DOC釋放通量分別為0.14 Tg C·a−1和0.82 Tg C·a−1;此外,通過實施人工上升流工程可以使得養(yǎng)殖區(qū)域增加固碳0.09 Tg C·a−1,結合海藻養(yǎng)殖區(qū)實施可獲碳匯量在3.61 Tg C·a−1以上。

綜上,中國海域儲存及向大洋傳輸?shù)膬μ剂考s100 Tg C·a−1,相當于342 Tg CO2。顯然,單靠自然海洋碳匯不足以實現(xiàn)碳中和,必須研發(fā)海洋負排放方法技術。如果得以實施,則可成倍增加海洋碳匯儲量。

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