科普在線

編輯/ 田宗偉 任 紅

什么是碳排放？

碳排放（carbon emissiont）主要指的是二氧化碳和其它溫室氣體的排放，《京都議定書(shū)》附件中強(qiáng)調(diào)了六種溫室氣體，除二氧化碳外，還有甲烷（CH4）、氧化亞氯（N2O）、氫氟碳化物 ( HFCS）、全氟化碳（PFCS）、六氟化硫（SF6），這些氣體被認(rèn)定是導(dǎo)致全球氣候變暖的“幫兇”。

通常通過(guò)GWF（全球變暖因子）換算來(lái)測(cè)量這些氣體釋放熱量的能力，也即將二氧化碳的全球變暖因子設(shè)為1，其它溫室氣體以此為標(biāo)準(zhǔn)單位來(lái)?yè)Q算，例如甲烷的全球變暖因子是21，氧化氬氮是310，全氟碳化物的全球變暖因子在5000到14000之間，它們的溫室效應(yīng)均比二氧化碳大。

碳對(duì)地球極其重要，人類體重18%都是碳，如果沒(méi)有碳，不光我們?nèi)祟?，任何?dòng)植物以及地球上的其它生命體都無(wú)法生存。一個(gè)碳原子和兩個(gè)氧原子結(jié)合將生成二氧化碳（CO2），這種數(shù)量最大的無(wú)色溫室氣體是人類新陳代謝過(guò)程中必需的部分，也是地球碳循環(huán)中的重要一環(huán)。我們呼出二氧化碳，植物、細(xì)菌和藻類則吸收它，這是光合作用關(guān)鍵性的步驟。

與此同時(shí)，二氧化碳又有另外一面：當(dāng)人類生產(chǎn)活動(dòng)所產(chǎn)生的過(guò)量二氧化碳被排入地球大氣時(shí)，就會(huì)引起空氣和海洋溫度升高，在影響氣候的溫室氣體中，二氧化碳的比率至少占60%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，工業(yè)革命之前大氣層中的二氧化碳共有290ppmv，而1999年就有350ppmv，年增長(zhǎng)率達(dá)到0.3－0.4%，而且由于二氧化碳是化學(xué)惰性氣體，不能通過(guò)光化學(xué)或化學(xué)作用去除，于是，過(guò)量的二氧化碳成為了當(dāng)前全球變暖的“罪魁禍?zhǔn)住薄?/p>

溫室氣體對(duì)環(huán)境的害處是什么呢？最大的害處就是因?yàn)樗训厍蛳衩扌跻粯拥陌饋?lái)了，使地球升溫。地球升溫會(huì)怎樣？會(huì)造成南極北極冰層融化，海平面上升，物種加快滅絕，沿海城市被淹沒(méi)，極端氣候頻發(fā)?？茖W(xué)家已經(jīng)觀察到很多直接證據(jù)，比如北極的永久冰層已經(jīng)消失殆盡了；海平面的上升已經(jīng)讓世界名城威尼斯處于危險(xiǎn)中，旅游圣地馬爾代夫有滅國(guó)的危險(xiǎn)；近一點(diǎn)，我國(guó)東部沿海臺(tái)風(fēng)越來(lái)越厲害，還有像2008年的南方雪災(zāi)，這些都跟溫室氣體有很大關(guān)系。

碳排放分為可再生碳排放和不可再生碳排放兩種。前者指在地球表面的各種動(dòng)植物正常的碳循環(huán)，也包括使用各種可再生能源的碳排放；后者指從地下把幾億年前沉積下來(lái)的礦物能源開(kāi)發(fā)出來(lái)，燃燒后產(chǎn)生的碳排放。無(wú)論具體碳排放的數(shù)值大小如何，不可再生碳排放將地下的碳元素釋放出來(lái)，其積累產(chǎn)生的溫室效應(yīng)都比可再生碳排放更大，對(duì)于環(huán)境造成的影響也更加嚴(yán)重。

什么是碳排放強(qiáng)度?

碳排放強(qiáng)度是指每單位國(guó)民生產(chǎn)總值的增長(zhǎng)所帶來(lái)的二氧化碳排放量。

該指標(biāo)主要是用來(lái)衡量一國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)同碳排放量增長(zhǎng)之間的關(guān)系，如果一國(guó)在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)，每單位國(guó)民生產(chǎn)總值所帶來(lái)的二氧化碳排放量在下降，那么說(shuō)明該國(guó)就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)低碳的發(fā)展模式。

與整體碳排放目標(biāo)不同，碳排放強(qiáng)度指標(biāo)是一個(gè)相對(duì)的指標(biāo)，它是相對(duì)于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)來(lái)說(shuō)會(huì)減少多少，而整體碳排放目標(biāo)是一個(gè)絕對(duì)的指標(biāo)，是一個(gè)國(guó)家在一定的時(shí)間里碳排放量應(yīng)控制在什么水平。

中國(guó)政府2009年11月26日公布了控制溫室氣體排放的行動(dòng)目標(biāo)，決定到2020年全國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%至45%。

什么是碳封存、碳捕集？

所謂碳封存（Carbon Sequestration），指的是以捕獲碳并安全存儲(chǔ)的方式來(lái)取代直接向大氣中排放CO2的技術(shù)。碳封存研究開(kāi)始于1977年，但只是到了最近，才有迅速的發(fā)展。

這一設(shè)想包括：（1）將人類活動(dòng)產(chǎn)生的碳排放物捕獲、收集并存儲(chǔ)到安全的碳庫(kù)中；（2）直接從大氣中分離出CO2并安全存儲(chǔ)。由此，人們將不再是通過(guò)CO2減排，而是通過(guò)碳封存的方法，同時(shí)結(jié)合提高能源生產(chǎn)和使用的效率以及增加低碳或非碳燃料的生產(chǎn)和利用等手段來(lái)達(dá)到減緩大氣CO2濃度增長(zhǎng)的目標(biāo)。

陸地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)CO2的吸收是一種自然碳封存過(guò)程。陸地植物在其生長(zhǎng)過(guò)程中，需要利用CO2合成有機(jī)物，它們能夠在一定的濃度范圍內(nèi)吸收CO2，從而節(jié)省了將其分離、提純等技術(shù)的花費(fèi)。因此以森林再造、限制森林砍伐等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的碳封存被認(rèn)為是最具經(jīng)濟(jì)效益的方式。而保護(hù)和優(yōu)化陸地生態(tài)系統(tǒng)則有利于碳封存的維持和擴(kuò)增。

針對(duì)定點(diǎn)源的人類排放，如油井、化學(xué)工廠、火力發(fā)電廠等，碳封存技術(shù)的開(kāi)發(fā)著重點(diǎn)是捕獲和分離CO2，然后將其注入到海洋或是深地質(zhì)結(jié)構(gòu)層中。由于某種需要，工業(yè)生產(chǎn)中也伴隨有一些碳封存過(guò)程。例如在石油開(kāi)采時(shí)，CO2常會(huì)跟天然氣一起由地底下噴射出來(lái)，通常CO2在從油井沖出來(lái)后便釋放到空氣中。但是，在同時(shí)開(kāi)采石油及天然氣的過(guò)程中，CO2常會(huì)被重新注入到油井內(nèi)，以便能保持所需壓力而抽取更多的石油，而這項(xiàng)所用的花費(fèi)可以由所增加的石油產(chǎn)量來(lái)補(bǔ)償。在美國(guó)，每年能因此封存3200萬(wàn)噸CO2。而位于距挪威海岸240km的北海中部的Sleipner海上鉆井平臺(tái)從1996年起就將油井生產(chǎn)中的CO2收集并注入到1000m以下的富含鹽水的砂巖層。這個(gè)海上鉆井平臺(tái)之所以這樣做，是因?yàn)閺?996年以來(lái)挪威對(duì)工業(yè)排放CO2征收50美元/噸的排放稅，而將CO2注回到巖石層中與之相比則要便宜得多。在存儲(chǔ)方面，則采用了以下一些方法，如向尚未開(kāi)采的煤層中注入CO2，從而回收甲烷；將CO2制成干冰，投擲到海洋中；利用固定的管道或是輪船拖曳管道將CO2泵入深海等。

通過(guò)對(duì)海洋的增肥也是利用生態(tài)系統(tǒng)來(lái)達(dá)到碳封存目標(biāo)的方法。這方法思路是，向海洋投放微量營(yíng)養(yǎng)素（如鐵）和常量營(yíng)養(yǎng)素（如氮和磷），由此加速?！吧锉谩边^(guò)程，增加海洋對(duì)大氣CO2的吸收和存儲(chǔ)。這主要是通過(guò)增長(zhǎng)浮游植物的光合作用增加其產(chǎn)量，然后借助生物鏈擴(kuò)增CO2向有機(jī)碳的轉(zhuǎn)化，再通過(guò)有機(jī)碳的重力沉降、礦化等機(jī)理來(lái)實(shí)現(xiàn)碳封存。大范圍的海洋增肥能夠增加漁業(yè)產(chǎn)量，從而帶來(lái)商機(jī)，這也引起了一些商業(yè)團(tuán)體的關(guān)注。

什么是碳排放交易？

碳交易（即溫室氣體排放權(quán)交易）也就是購(gòu)買合同或者碳減排購(gòu)買協(xié)議（ERPAs），其基本原理是，合同的一方通過(guò)支付另一方獲得溫室氣體減排額。買方可以將購(gòu)得的減排額用于減緩溫室效應(yīng)從而實(shí)現(xiàn)其減排的目標(biāo)。

通常來(lái)說(shuō)，碳交易可以分成兩大類：其一是基于配額的交易。買家在“限量與貿(mào)易”體制下購(gòu)買由管理者制定、分配（或拍賣）的減排配額，譬如《京都議定書(shū)》下的分配數(shù)量單位（AAU）, 或者歐盟排放交易體系(EU ETS)下的歐盟配額（EUAs）。其二是基于項(xiàng)目的交易。買主向可證實(shí)減低溫室氣體排放的項(xiàng)目購(gòu)買減排額。最典型的此類交易為CDM以及聯(lián)合履行機(jī)制下分別產(chǎn)生核證減排量和減排單位(ERUs)。世界銀行和國(guó)際排放貿(mào)易協(xié)會(huì)（IETA）去年10月發(fā)布的《2006 年碳市場(chǎng)發(fā)展?fàn)顩r與趨勢(shì)分析》顯示，無(wú)論就其市場(chǎng)價(jià)值或是成交量來(lái)說(shuō)，截至2006年9月，EU ETS都是全球最大的碳市場(chǎng)，其成交額達(dá)到189億美元，占全球碳市場(chǎng)總規(guī)模的87%，而同期CDM的成交額僅為碳市場(chǎng)總規(guī)模的11%。

實(shí)際上，早在《京都議定書(shū)》生效的同年，歐洲氣候交易所（ECX）就上市了EU ETS下的二氧化碳排放權(quán)期貨。除了ECX外，芝加哥氣候交易所（CCX）芝加哥氣候期貨交易所（CCFX）也交易著相似現(xiàn)貨和期貨合約。此外，法國(guó)的Powernext Carbon是主要的歐盟二氧化碳排放配額現(xiàn)貨交易市場(chǎng)。

除了排放權(quán)買家多集中在歐洲的因素外，適宜的場(chǎng)內(nèi)交易機(jī)制為EU ETS框架下的溫室氣體排放權(quán)交易創(chuàng)造了良好的條件。事實(shí)上，對(duì)于歷史上大多數(shù)大宗商品而言，標(biāo)準(zhǔn)化的場(chǎng)內(nèi)交易都是推動(dòng)該品種成交量上升的重要?jiǎng)恿?。而在為排放?quán)市場(chǎng)提供了充足的流動(dòng)性及定價(jià)參考的同時(shí)，場(chǎng)內(nèi)交易也為交易所本身帶來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)利益。各地希望上市排放權(quán)相關(guān)品種的舉動(dòng)也正基于對(duì)溫室氣體排放更為有效的控制以及相關(guān)經(jīng)濟(jì)利益的考慮。

碳金融

為從碳減排權(quán)中獲得能源效率和可持續(xù)發(fā)展的收益，全球開(kāi)始建立碳資本與碳金融體系，碳排放權(quán)進(jìn)一步衍生為具有投資價(jià)值和流動(dòng)性的金融資產(chǎn)。目前碳排放權(quán)的“準(zhǔn)金融屬性”已開(kāi)始顯現(xiàn)，并成為繼石油等大宗商品之后又一新的價(jià)值符號(hào)。

碳稅

碳稅是一種污染稅，排放的碳越多，付出的成本就越高。政府部門會(huì)先為每噸碳排放量確定一個(gè)價(jià)格，然后通過(guò)這個(gè)價(jià)格換算出對(duì)電力、天然氣或石油的稅費(fèi)。由于征稅使得使用污染燃料的成本變高，會(huì)促使公共事業(yè)機(jī)構(gòu)、商業(yè)組織以及個(gè)人減少燃料的消耗及提高能源使用效率。

碳關(guān)稅

與碳稅不同，它指對(duì)在生產(chǎn)和使用過(guò)程中有大量溫室氣體排放的產(chǎn)品在貿(mào)易中征收關(guān)稅。發(fā)達(dá)國(guó)家總是擔(dān)心發(fā)展中國(guó)家在減排中出工不出力，如果發(fā)展中國(guó)家沒(méi)達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家的要求，就對(duì)其出口產(chǎn)品征收額外關(guān)稅。這很容易變成阻礙全球商品流動(dòng)性的新貿(mào)易壁壘。

碳政治

所謂“碳政治”，又可以稱之為“氣候政治”，是指各國(guó)圍繞溫室氣體排放問(wèn)題所形成的國(guó)際政治，而國(guó)際上關(guān)于溫室氣體排放又按照二氧化碳來(lái)計(jì)算，故稱之為“碳政治”。