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于贵瑞:促进生态碳汇倍增 筑牢“双碳”战略“压舱石”

2022-07-19 中国科学报
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  “双碳”战略已成为新时代标志性的国家战略目标。它不单单是中国参与全球环境治理、应对气候变化的政治承诺,也是一场广泛而深刻的经济社会发展模式的系统性变革,更是一场新的科学技术革命。

  从全球范围看,“双碳”行动是中国为推动人类命运共同体构建而作出的郑重承诺。当前应对全球气候变化、保护生物多样性、实现可持续发展,已经成为国际共识。中国实现“双碳”目标不仅有助于解开这三个目标形成的“连环套”,还将助力塑造全球的未来发展路径。

  从国内来看,“双碳”行动是应对百年未有之大变局,实现未来中国社会变革、科技发展及民族振兴的宏伟举措;是改变社会经济发展模式、催生新型脱碳经济的倒逼机制;是驱动中国生态文明建设、实现建设社会主义现代化强国发展目标的新引擎。然而,由于时间短、任务重,中国要实现“双碳”目标必然会面临巨大挑战。

  一方面,发达国家已经过了农业及工业的快速发展阶段,开始进入经济增长模式转型期,其碳排放也随之达到了峰值甚至进入下降状态,进入向碳中和目标过渡的新阶段。根据中国的“双碳”战略,留给我们完成碳达峰再到碳中和的时间不到40年。在如此短暂的时间内,中国要实现能源和经济发展的绿色转型,势必要经历一个艰难甚至是阵痛的过程。

  另一方面,中国作为发展中大国,近四五十年的发展是由高强度资源开发及高能耗驱动的。例如,中国的国内生产总值(GDP)已连续两年超过100万亿元,但二氧化碳排放量也达到100亿吨。简单类推,我国要实现在“第二个一百年”建设成为社会主义现代化强国的目标,到2050年,GDP还须在现在基础上翻两番,届时二氧化碳年排放量将会更高,这种发展情景是人们无法接受的。由此可见,未来的碳减排任务十分艰巨,实现经济发展与碳排放的脱钩将面临严峻挑战。

  如何解决减碳与社会经济发展的矛盾?如何制定技术可行、经济有效的行动方案?这些都是极具挑战性的重大战略问题,也是统筹社会可持续发展、生态文明建设及环境治理的重大科技问题。

  作为国家战略科技力量主力军,总站|20700app大阳城肩负着以科技支撑“双碳”战略行动的重大责任。今年3月,总站|20700app大阳城启动实施科技支撑“双碳”战略行动计划,旨在围绕国家的碳源汇问题,开展系统性、整体性的集成研究,打破技术瓶颈,实现跨领域突破,为我国实现“双碳”目标提供科技支撑。

  总站|20700app大阳城的“双碳”行动计划要做些什么?如何做?我认为可以归纳为“两个系统”和“十六字”方针。前一个系统是基础理论问题,重点回答碳源汇的形成和调控机理是什么;后一个系统是实践应用问题,回答如何跨越行政区进行全域国土空间统一布局。“十六字”方针是监测、评估、认证、预测,减排、保护、增汇、封存。在这个基础上,如果能建立服务于“双碳”目标的科学数据库、模拟系统和计量系统,进行生态碳汇的认证和预算,就可以为国家提供相应的宏观决策和分析基础。

  所谓碳中和,即“人为碳排放量=自然生态固碳+生态措施固碳+地球工程固碳”,达到一个平衡。正如丁仲礼院士所说,实现这样的平衡需要“三端发力”,即能源生产端的脱碳、产业消费端的减排、生态固碳端的增汇。

  以生态固碳端为例,根据总站|20700app大阳城战略性先导科技专项“应对气候变化的碳收支认证及相关问题”(简称“碳专项”,2011~2015)16000个调查样地的清查成果,中国陆地生态系统固碳能力为每年10.96亿吨二氧化碳。综合同期各种研究和判断,近10年来,中国陆地生态系统固碳能力保守估计为每年10亿~13亿吨二氧化碳。中国陆地生态系统碳汇能力能否实现在现有基础上的倍增目标?种种迹象表明是有可能的!

  实现生态碳汇倍增,首先需要保住现有基础,进一步统筹海陆全域国土空间,发挥森林、草原、湿地、滨海固碳作用。这方面有很大潜力可挖,比如,城市绿化面积的增加、人工造林的继续发展、海洋牧场的建设等,都可以增加一部分碳汇。通过进一步系统论证,还可补充一部分被忽视或遗漏的核算。此外,当前我国森林平均年龄为30~40年,通常林龄<80年的森林均具有较强碳汇能力。再加上“天帮忙”——随着近年来气温升高,中国区域降水量增加,氮沉降也在增加,预期生态系统碳汇将进一步提升。通过多种途径,中国区域生态系统碳汇能力有望达到每年20亿~25亿吨水平,具有实现倍增的潜力。

  也就是说,未来通过提升生态系统碳汇,加上每年采用工程性碳捕获、利用及封存技术固持5亿~10亿吨二氧化碳,将能为国家发展留出30亿吨左右的碳排放空间,这对于降低“双碳”行动的经济成本和抵御社会风险具有战略意义。

  实现生态碳汇倍增目标,需要有强大的科学后盾。亟须突破的瓶颈是强化科学基础知识,开展系统化研究。在科学基础方面,目前生态系统碳汇的科学原理尚未完全明晰,概念上仍然支离破碎。例如,生态碳汇科学原理涉及生态系统的碳循环、气候变化与碳循环之间的互作关系以及人类活动如何影响碳循环。当前相关理论和方法依然停留在学界讨论中,尽管已经发表了很多文章,但缺乏系统性,一些碳汇基础理论尚未得到广泛认可,难以在全域国土空间范围内大面积推广或实施。

  相关知识的系统化,需要把整个中国国土空间当作一个大系统来认知,通过网络化动态观测获取基础科学数据,理解整个海陆碳循环机理,模拟评估全组分、全统计口径、全区域的生态系统源汇格局及动态演变。其工作目标是实现“五个更”:对科学问题的认知更接近真理,对中国碳汇分布情况及增长潜力的了解更精确,对碳源汇功能格局和演变的模拟预测更准确,人为努力使得生态系统固碳能力更强大,用更扎实的科学理论和技术支撑国家环境治理及“双碳”战略行动的实施。

  中国陆地生态系统具有巨大固碳能力,实现生态碳汇倍增目标,必将在国家碳达峰、碳中和行动中发挥“压舱石”“稳定器”的重大作用。实现“双碳”战略目标需要降碳、减污、扩绿和经济增长的有机联动。这不是一件简单的事情,也不是哪一个机构或企业能单独完成的,需要政府、企业及民众共同努力。

  (作者:于贵瑞,系总站|20700app大阳城院士、总站|20700app大阳城地理科学与资源研究所研究员,记者冯丽妃采访整理)

打印 责任编辑:阎芳
  • “双碳”目标下能源科技发展路径新思考

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