二氧化碳有效控制與構(gòu)建智慧的地球

徐國(guó)良 袁菊如 涂招秀 喻繼文

摘要：溫室效應(yīng)形成和危害的分析，要求加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推行低碳經(jīng)濟(jì)模式，發(fā)展新能源。國(guó)內(nèi)外科學(xué)家新技術(shù)研究的逢勃展開，正在努力構(gòu)建智慧的地球

關(guān)鍵詞：二氧化碳溫室效應(yīng)低碳經(jīng)濟(jì)石油植物智慧的地球

1、室效應(yīng)形成和危害[1]

溫室效應(yīng)有什么危害呢？主要表現(xiàn)在以下二個(gè)方面：

地球溫度上升，將導(dǎo)致寒帶和兩極的冰川大量融化，海平面因而會(huì)上升，從而淹沒地勢(shì)較低的沿海城市及河流三角洲，如：上海、香港、東京、倫敦以及紐約等大城市。

氣溫上升會(huì)使干旱的熱帶地區(qū)更加干旱，并使土地沙漠化的進(jìn)程加快，自然災(zāi)害的進(jìn)程加快，自然災(zāi)害也越來越頻繁，甚至?xí)?dǎo)致許多物種的加速滅絕。

全球二氧化碳排放量增長(zhǎng)超預(yù)測(cè) 年增加3.2％

EIA:2030年全球二氧化碳排放量預(yù)計(jì)增加51%

歐盟科學(xué)家在研究南極冰層后稱，空氣中二氧化碳含量比過去65萬年的最高水平還要多出1/3。

因此，必須有效地控制二氧化碳含量增加，控制人口增長(zhǎng)，科學(xué)使用燃料，加強(qiáng)植樹造林，綠化大地，防止溫室效應(yīng)給全球帶來的巨大災(zāi)難。

2、加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推行低碳經(jīng)濟(jì)模式[2]

更加令人擔(dān)憂的是，在未來的30年，我國(guó)的工業(yè)化、城市化和現(xiàn)代化仍處于加速推進(jìn)的階段，也是能源需求快速增長(zhǎng)的時(shí)期；13億人口生活質(zhì)量的進(jìn)一步提高，也會(huì)帶來能源消耗的快速增長(zhǎng)。那時(shí)全球?qū)⑦_(dá)70億人中，古資源的消耗是巨大而驚人的，化石燃料將日趨枯竭。

全面推行低碳經(jīng)濟(jì)，大力實(shí)施產(chǎn)業(yè)升級(jí)和結(jié)構(gòu)調(diào)整，發(fā)展清潔生產(chǎn)，努力減少碳源增加碳匯，進(jìn)一步加大碳中和、碳封存和碳捕捉的技術(shù)創(chuàng)新力度，以及全面實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)、清潔發(fā)展機(jī)制和提倡綠色消費(fèi)……

3、石油植物：未來能源希望[3]

能源植物有哪些？

中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)研究，列出60余種能源植物。森林能源的利用方法有兩種：通過干餾來提取煤氣、焦油和炭；直接進(jìn)行燃燒，石油植物也是近年來開辟的一個(gè)新領(lǐng)域。

歐洲和北美也大量種植多年生草本植物，作為燃料發(fā)電，如象草就是這樣一種植物。英國(guó)還查明，草原網(wǎng)草，大網(wǎng)茅和高沙草等植物的生長(zhǎng)速度快，是種植的重要能源植物。還有大戟科的大戟屬，紅雀珊瑚屬和海漆屬，也是理想的燃料植物。樹海桐，又叫石油果，是一種潛在的石油代用品。

巴西的香波樹，在樹上挖個(gè)洞，油就會(huì)流出來。美國(guó)的黃鼠草，西海岸的巨型藻，澳大利亞的叢粒藻等也能提煉出石油來。

我國(guó)也不乏石油植物，如海南的汕楠樹，還有桉樹，都能高產(chǎn)石油。經(jīng)科學(xué)家鑒定，有生產(chǎn)價(jià)值的能源植物，生長(zhǎng)在亞太地區(qū)的，就有10多種草本植物，18種灌木，23種喬木和18種灌木。

富含類似石油成分的能源植物，富含高糖、高淀粉和纖維素等碳水化合物，利用這些植物所得到的最終產(chǎn)品是乙醇。這類植物種類多，且分布廣，如木薯、馬鈴薯、菊芋、甜菜以及禾本科的甘蔗、高粱、玉米等農(nóng)作物都是生產(chǎn)乙醇的良好原料。富含油脂的能源植物。用于薪炭的能源植物。

4、發(fā)展二氧化碳為農(nóng)業(yè)增產(chǎn)服務(wù)是現(xiàn)代大農(nóng)業(yè)的戰(zhàn)略方向

轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，發(fā)展低碳現(xiàn)代農(nóng)業(yè)已是大勢(shì)所趨。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)時(shí)期，溫室氣體主要來源于牲畜腸道發(fā)酵、稻田、生物質(zhì)燃燒和糞肥處理。工業(yè)化農(nóng)業(yè)時(shí)期，化肥大量取代農(nóng)廄肥，高毒農(nóng)藥有效殺死害蟲的同時(shí)，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染及資源浪費(fèi)，釋放出大量的溫室氣體。工業(yè)化農(nóng)業(yè)所排放的溫室氣體，超過全球人為溫室氣體排放總量的30%，相當(dāng)于150億噸的二氧化碳。用碳經(jīng)濟(jì)的標(biāo)準(zhǔn)來衡量，工業(yè)化農(nóng)業(yè)屬于“高碳農(nóng)業(yè)”。

低碳現(xiàn)代農(nóng)業(yè)是以低能耗、低排放、低污染為基礎(chǔ)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。低碳現(xiàn)代農(nóng)業(yè)比生態(tài)農(nóng)業(yè)涵義更廣泛，不僅要像生態(tài)農(nóng)業(yè)那樣提倡多用有機(jī)肥、少施化肥，多用物理和生物方法、少用化學(xué)藥品防治害蟲，進(jìn)行高效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，保持生物的多樣性，提高農(nóng)業(yè)健康發(fā)展的后勁，而且在種植、運(yùn)輸、加工等環(huán)節(jié)，在保持現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對(duì)電力、石油和煤氣等能源需求適量增加的前提下，更加注重降低農(nóng)業(yè)整體能耗和溫室氣體排放。

農(nóng)業(yè)是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，不同的土地利用方式，對(duì)碳吸收與排放之間的動(dòng)態(tài)平衡影響甚大。發(fā)展低碳現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，就是要在盡量減少農(nóng)業(yè)自身溫室氣體排放的同時(shí)，充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)巨大碳匯系統(tǒng)的作用，依靠農(nóng)作物光合作用大量固碳，使土壤成為巨大的碳庫(kù)。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織估計(jì)，生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)可以消化掉80%因農(nóng)業(yè)導(dǎo)致的全球溫室氣體排放量。

發(fā)展低碳現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵在于，提高農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氣候變化的適應(yīng)性，并降低農(nóng)業(yè)發(fā)展對(duì)生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的影響，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)適應(yīng)全球變暖并減緩溫室氣體排放，維持生物圈的碳平衡，其根本目標(biāo)是促進(jìn)實(shí)現(xiàn)碳中和，即人為排放的二氧化碳與通過人為措施吸收的二氧化碳實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡。

5、我國(guó)實(shí)現(xiàn)二氧化碳共聚物產(chǎn)業(yè)化，為解決“白色污染”邁出一大步[4]

中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所在二氧化碳共聚物及其產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化開拓中取得國(guó)際領(lǐng)先水平的新成果，建成世界首條年產(chǎn)千噸級(jí)的二氧化碳共聚物生產(chǎn)線，開發(fā)出世界上唯一具有生物可降解性能的高阻隔薄膜材料，為解決“白色污染”問題邁出一大步。

863計(jì)劃新材料技術(shù)領(lǐng)域“全降解二氧化碳共聚物的合成關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”。

利用二氧化碳、生物合成產(chǎn)業(yè)化最新領(lǐng)域，可再生資源代替石油原料生產(chǎn)化學(xué)品。我們科技工作者必須用科學(xué)發(fā)展觀來進(jìn)行多方位戰(zhàn)略思考：加強(qiáng)與加快二氧化碳在工業(yè)和農(nóng)業(yè)方面應(yīng)用的研究與開發(fā)的力度，應(yīng)用現(xiàn)有的科技成果發(fā)展二氧化碳的循環(huán)經(jīng)濟(jì)使之產(chǎn)業(yè)化、集群化，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。

6、各國(guó)科學(xué)家研究的逢勃開展，正在努力構(gòu)建智慧的地球

美國(guó)找到二氧化碳捕捉新方法 離子液體作為吸收劑。美國(guó)科學(xué)家計(jì)劃循環(huán)使用二氧化碳生物谷生物環(huán)保環(huán)境生物技術(shù)“攻克”太湖污染內(nèi)湖的污染已成為癌癥的晚期，生物技術(shù)能為太湖帶來新的曙光？二氧化碳和水是汽油燃燒后的主要產(chǎn)物。使用太陽能，能不能將燃燒過程逆轉(zhuǎn)？這聽起來好像是天方夜譚，不過，美國(guó)科學(xué)家正在將它變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

建造“液體太陽燃料”工廠,美國(guó)核安全管理局所屬桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家正在建造一個(gè)模型，嘗試用聚焦的太陽能[5]。從空氣中“開采燃油”，液體燃料的應(yīng)用前景意義重大。

法開發(fā)出新型材料為大量吸附二氧化碳。法國(guó)國(guó)家科研中心宣布，該機(jī)構(gòu)科學(xué)家研制出一種名為MIL－101的新型材料，能夠大量吸附二氧化碳?xì)怏w，這種材料有望提升對(duì)抗全球變暖的能力。

韓國(guó)科研人員日前宣布，他們發(fā)明了一種可迅速過濾大量二氧化碳?xì)怏w的新型塑料薄膜，這種薄膜在溫室氣體減排方面應(yīng)用前景廣闊。

科學(xué)家將二氧化碳注入海洋的戰(zhàn)略面臨的主要挑戰(zhàn)就是解決如何使液態(tài)二氧化碳不會(huì)上升至海下300米的深度，因?yàn)樵诓煌臏囟群蛪毫ο乱簯B(tài)二氧化碳會(huì)在這個(gè)深度變成氣態(tài)。

科學(xué)家正在努力把危機(jī)重重的地球拯救出來，全世界都在關(guān)注，我們是要把握這個(gè)機(jī)遇，還是被動(dòng)地面對(duì)這一新的現(xiàn)實(shí)？它將會(huì)如何改變我們的儲(chǔ)蓄方式？改變我們的交易方式？改變我們的學(xué)習(xí)和教授方式？改變我們運(yùn)輸和旅行方式？改變我們的能源管理方式？改變我們的工作方式？

從個(gè)人轉(zhuǎn)向政治，智慧的地球?qū)?huì)如何改變地緣政治現(xiàn)實(shí)和我們統(tǒng)治自己的方式呢？越來越多的領(lǐng)導(dǎo)人和學(xué)者在對(duì)相關(guān)問題上的思考不謀而合。

未來總是不確定的。我們正處于一個(gè)重要的科學(xué)探索新紀(jì)元的黎明前夕，有許多事情有待被發(fā)現(xiàn)和理解——從物理學(xué)和材料科學(xué)到生物化學(xué)，再到數(shù)學(xué)和分析學(xué)。正如我前面所說，我們正在親眼目睹的發(fā)展現(xiàn)實(shí)，已經(jīng)向我們提出了更加令人生畏的問題。

我們要認(rèn)識(shí)到，智慧的地球的潛能不會(huì)自動(dòng)釋放出來。如果沒有領(lǐng)導(dǎo)力，沒有在商業(yè)（及公司）、政府（及特定機(jī)關(guān)和官員）、大學(xué)（及各學(xué)科的學(xué)者）、社區(qū)（及其中的公民）方面的重大變化——對(duì)他們自身采取了新式的領(lǐng)導(dǎo)力，這是不會(huì)發(fā)生的。

只要我們意識(shí)到重重危機(jī)，我們有信心勇于迎接挑戰(zhàn)，我們?cè)谶~入全球一體化經(jīng)濟(jì)、社會(huì)過程中，構(gòu)建智慧地球的時(shí)代！人類的未來充滿生機(jī)，充滿希望！

參考文獻(xiàn)

[1]王協(xié)琴.溫室效應(yīng)和溫室氣體減排分析.天然氣技術(shù),2008年06期第57-62頁+第83-84頁.

[2]奚震.推進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)立法刻不容緩.中國(guó)石化報(bào),2011-08-02第1-2頁.

[3]凌誠(chéng).林位夫國(guó)內(nèi)外石油植物的研發(fā)現(xiàn)狀及對(duì)我國(guó)石油植物發(fā)展的思考.熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué),2006年02期第81-86頁.

[4]持續(xù)創(chuàng)新,引領(lǐng)世界二氧化碳共聚物產(chǎn)業(yè)——中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所突破二氧化碳共聚物系列國(guó)際性難題.高科技與產(chǎn)業(yè)化,2009年05期第124-125頁.

[5]美國(guó)科學(xué)家計(jì)劃循環(huán)使用二氧化碳.發(fā)布時(shí)間:2007-12-25 10:53.來源:科技日?qǐng)?bào).