碳中和約束下綠色減排體系的構(gòu)建

田原宇，喬英云，張永寧

（中國(guó)石油大學(xué)（華東）化學(xué)工程學(xué)院，山東青島266580）

氣候變化是事關(guān)人類前途命運(yùn)的共同挑戰(zhàn)，盡管全球氣溫升高是人為活動(dòng)的結(jié)果或是自然周期變化尚在科學(xué)上存在不確定性，但氣候變化已是國(guó)際政治的核心議題，減排CO等溫室氣體既是國(guó)際潮流又是大勢(shì)所趨。2016 年175 個(gè)國(guó)家共同簽署的《巴黎協(xié)定》明確提出“到本世紀(jì)末，將全球平均溫升保持在相對(duì)于工業(yè)化前水平2℃以內(nèi)，并為全球平均溫升控制在1.5℃以內(nèi)付出努力，以降低氣候變化的風(fēng)險(xiǎn)與影響”后，越來(lái)越多的國(guó)家政府正在將其轉(zhuǎn)化為國(guó)家戰(zhàn)略，提出了無(wú)碳未來(lái)的愿景及其碳中和的目標(biāo)。2020 年9 月22 日，習(xí)近平主席代表中國(guó)莊嚴(yán)承諾“中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030 年前達(dá)到峰值，爭(zhēng)取在2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和?！敝袊?guó)的新氣候目標(biāo)和愿景彰顯了中國(guó)積極應(yīng)對(duì)氣候變化、走綠色低碳發(fā)展道路的堅(jiān)定決心，體現(xiàn)了中國(guó)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的責(zé)任擔(dān)當(dāng)，但如何準(zhǔn)確理解碳中和、選擇適合國(guó)情的碳減排方案成為破解我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展、生態(tài)文明建設(shè)和應(yīng)對(duì)氣候變化三贏難題的關(guān)鍵。

1 碳中和與溫室因子綠色減排體系解析

經(jīng)濟(jì)活動(dòng)只要消耗資源和能源，必然會(huì)產(chǎn)生碳排放，沒(méi)有絕對(duì)的零碳排放過(guò)程。工業(yè)化以前，自然界中碳循環(huán)過(guò)程基本平衡。大氣中所含的CO被陸地和海洋中的植物吸收，經(jīng)光合作用轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，并放出氧氣；然后有機(jī)物通過(guò)生物或地質(zhì)過(guò)程以及人類活動(dòng)消耗氧氣，又以CO的形式返回大氣中，基本達(dá)到了碳循環(huán)平衡。然而工業(yè)化以來(lái)，化石能源使用量劇增與使用效率低下，每年全球工業(yè)CO排放量增加至約300億噸，加之因人類活動(dòng)、森林和農(nóng)田退化，生物固碳量大幅降低，CO出現(xiàn)了約44%的過(guò)剩，自然界碳循環(huán)遭到破壞，逐年累計(jì)造成全球變暖。據(jù)測(cè)算，大氣中的CO濃度從工業(yè)化時(shí)期（1750 年）的277μL/L 增加到2019 年的415μL/L，聯(lián)合國(guó)政府間氣候?qū)ｉT委員會(huì)（IPCC）認(rèn)為由此產(chǎn)生的溫室效應(yīng)將為人類帶來(lái)海平面上升、冰川融化、熱浪侵襲、暴風(fēng)雨和水災(zāi)、干旱、疾病、經(jīng)濟(jì)問(wèn)題、沖突和戰(zhàn)爭(zhēng)、生物多樣化喪失、破壞生態(tài)系統(tǒng)等生存危機(jī)，CO成為世界各國(guó)亟待減排的溫室氣體。

然而CO又是光合作用必不可少的原料，每消耗22 噸CO將生產(chǎn)15 噸有機(jī)物和16 噸O；同時(shí)CO濃度增高有利于光合作用的進(jìn)行和作物產(chǎn)量的提高。有機(jī)物是人類吃穿住行的基石，包括石油、煤和天然氣等化石能源也是千萬(wàn)年前有機(jī)物的衍生物；氧氣又是人類生存的必需品。我國(guó)僅農(nóng)業(yè)方面，2020年我國(guó)糧食總產(chǎn)量66949萬(wàn)噸，加上秸稈的生物質(zhì)生產(chǎn)總量達(dá)到了16 億噸，生物固碳消耗的CO高達(dá)23.5 億噸，同時(shí)釋放出了17 億噸O。按目前我國(guó)中低產(chǎn)田占耕地總面積70%，未來(lái)通過(guò)有效開展耕地質(zhì)量保護(hù)與提升行動(dòng)，我國(guó)糧食總產(chǎn)量將達(dá)到10 億噸，確保了我國(guó)的糧食安全，屆時(shí)生物固碳量將達(dá)到35億噸CO。

因此，CO具有“既是亟待減排的溫室氣體，又是人類生存必不可少的可再生資源”的雙重性，決定了CO減排目標(biāo)應(yīng)是實(shí)現(xiàn)CO排放與吸收平衡的凈零排放（碳中和，carbon neutral），而不是CO禁排或“零碳排放”，同時(shí)不可能也不能達(dá)到零碳排放；未來(lái)綠色低碳能源體系必定是以新能源、可再生能源和儲(chǔ)能為主，煤、油和氣保障的多元能源生產(chǎn)體系。由于碳排放問(wèn)題實(shí)質(zhì)上主要是能源問(wèn)題，只有疏堵結(jié)合，才有可能積極穩(wěn)妥地破解世界性的碳減排難題。一方面需要通過(guò)能源供應(yīng)端綠色低碳化轉(zhuǎn)型，在確保能源安全前提下優(yōu)先大力發(fā)展新能源和可再生能源、減量低碳化發(fā)展化石能源，從而降低碳排放總量；再一方面，需要在能源消費(fèi)端通過(guò)全生命周期的節(jié)能提效降耗，降低能源消耗總量，從而減少碳排放總量；另一方面，需要在固碳端通過(guò)碳循環(huán)與捕集利用（carbon circle and capture utilization，3CU），從而消除必須排放的CO，高效低成本地實(shí)現(xiàn)碳中和。如果不計(jì)成本和效率、脫離實(shí)際，一味地強(qiáng)調(diào)碳減排，甚至向“無(wú)碳化”發(fā)展引導(dǎo)，那么不僅會(huì)破壞自然界中碳循環(huán)和氧循環(huán)的平衡，而且累積效應(yīng)會(huì)使氧濃度降低到人和動(dòng)物以及好氧生物不能承受的地步，從而引起更大的生態(tài)災(zāi)害。鑒于氫能為二次能源、體積能量密度過(guò)低、封閉空間安全性以及生產(chǎn)/儲(chǔ)運(yùn)/使用全生命周期低效性等，氫能應(yīng)做實(shí)基礎(chǔ)研究和強(qiáng)化技術(shù)研發(fā)儲(chǔ)備，慎重推廣應(yīng)用和發(fā)展。

另外，除了二氧化碳（CO?）外，能夠引起全球變暖和氣候變化的主要溫室氣體和氣溶膠還有水蒸氣（HO）、甲烷（CH）、氧化亞氮（N?O）、臭氧（O）、氫氟碳化物（HFCs）、全氟碳化物（PFCs）、六氟化硫（SF）以及霧、煙、塵埃等微粒物。水蒸氣是導(dǎo)致溫室效應(yīng)的首位溫室氣體，在大氣中其濃度高出CO近兩個(gè)數(shù)量級(jí)、溫室效應(yīng)是CO的4倍，水蒸氣所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)占整體溫室效應(yīng)的60%～70%；其次是CO，目前濃度約為415μL/L，大約占整體溫室效應(yīng)的26%；其他溫室氣體濃度更低，但能引起溫室效應(yīng)卻比CO作用大很多，其CO當(dāng)量見表1。

表1 溫室氣體的CO2當(dāng)量[2]

微粒物主要來(lái)源于工業(yè)生產(chǎn)、加工過(guò)程、各種鍋爐或爐灶排出的煙塵以及汽車排出的污染物及由它轉(zhuǎn)化成的二次污染物，其溫室效應(yīng)是二氧化碳的4000 多倍，而且黑碳類氣溶膠對(duì)冰川加速融化、暴雨和干旱等氣候變化標(biāo)志性現(xiàn)象產(chǎn)生的影響要遠(yuǎn)大于溫室氣體提高氣溫造成全球變暖的影響。2008—2017 年，本文作者帶領(lǐng)課題組在大雪降后放晴時(shí)連續(xù)10年利用學(xué)校體育場(chǎng)的室外乒乓球臺(tái)，通過(guò)雪面拋灑炭黑粉、窗玻璃吸附的塵埃、粉煤灰以及在雪層上設(shè)置利用紙箱和塑料薄膜制取的小型溫室，測(cè)試降雪的融化速度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果均證實(shí)，在同樣光照下，利用紙箱和塑料薄膜制備的溫室內(nèi)溫度比環(huán)境溫度高2～3℃，10cm 左右的雪層從早晨8點(diǎn)到下午16 點(diǎn)融化不到一半；拋灑炭黑粉、窗外玻璃吸附的塵埃、粉煤灰的雪層2～3h 均已融化，融化的雪水并不能帶走這些黑碳類固體顆粒。這與中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所徐柏青研究員等與美國(guó)國(guó)家宇航局科學(xué)家合作完成“隨雪花從天而降的黑碳加速了青藏高原冰川的融化；而且融化的雪水并不能帶走黑碳，世界屋脊的命運(yùn)將因黑碳的積累而不斷惡化；最近二十年，青藏高原冰川開始融化的時(shí)間明顯提前，而融化的持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)，這其中天生吸熱的黑碳難辭其咎的研究結(jié)論相似，黑碳‘破壞力’會(huì)隨著積雪消融而不斷增強(qiáng)，當(dāng)表層降雪流失殆盡，黑碳順勢(shì)滑入下一層積雪，繼續(xù)‘搞破壞’，并加速積雪的融化”。鑒于不同溫室因子來(lái)源、效應(yīng)、調(diào)控方式、環(huán)境影響與危害各不相同，因此構(gòu)建區(qū)別對(duì)待、分類處置、降污減碳的溫室因子綠色減排體系（見表2），避免碳中和概念的擴(kuò)大化，是積極、謹(jǐn)慎、穩(wěn)妥應(yīng)對(duì)全球氣候變化的適宜途徑。

表2 溫室因子綠色減排體系

由于現(xiàn)有應(yīng)對(duì)全球氣候變化的減排體系并不是以濃度最高、影響最大的首位溫室氣體水蒸氣為主要目標(biāo)，而是以濃度排在第二位的CO作為核心目標(biāo)，加之全球氣候自然周期變化的影響，使得國(guó)際碳減排行動(dòng)頗受爭(zhēng)議。但由于上述溫室氣體和微粒物主要來(lái)源于工業(yè)生產(chǎn)、加工過(guò)程、各種鍋爐或爐灶排出的污染氣體和煙塵以及汽車排出的污染物及由它轉(zhuǎn)化成的二次污染物，在碳中和約束下實(shí)施“污染溫室因子禁排、CO凈零排放、調(diào)控CH產(chǎn)生和排放”的綠色減排方案，不論未來(lái)碳減排措施對(duì)應(yīng)對(duì)氣候變化的效果是否有效，均能體現(xiàn)我國(guó)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的責(zé)任擔(dān)當(dāng)，強(qiáng)有力地促進(jìn)我國(guó)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和生態(tài)文明建設(shè)，確保社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展。

2 碳中和約束下綠色碳減排體系的構(gòu)建

實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和是一場(chǎng)廣泛而深刻的、從工業(yè)文明向生態(tài)文明邁進(jìn)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革，需要從國(guó)家宏觀層面強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)到各行各業(yè)微觀層面統(tǒng)籌規(guī)劃、依據(jù)區(qū)域和產(chǎn)業(yè)特性，實(shí)施疏堵結(jié)合、積極穩(wěn)妥的綠色碳減排，建設(shè)資源節(jié)約和循環(huán)型社會(huì)，確保實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展、生態(tài)文明建設(shè)與應(yīng)對(duì)氣候變化的三贏。

2.1 國(guó)家宏觀層面的碳減排措施

國(guó)家碳減排的相關(guān)政策體系、國(guó)家超級(jí)工程和行動(dòng)是全社會(huì)協(xié)同實(shí)現(xiàn)2060 年前碳中和的基石和保證，也為生態(tài)環(huán)境保護(hù)、能源綠色低碳轉(zhuǎn)型、生態(tài)文明建設(shè)等提供了法理依據(jù)。

國(guó)家制定的《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》《中華人民共和國(guó)可再生能源法》《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》《中華人民共和國(guó)清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》等系列法律、規(guī)范和條例，為我國(guó)實(shí)現(xiàn)“30·60雙碳目標(biāo)”提供了統(tǒng)一的行為標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。如鼓勵(lì)發(fā)展電動(dòng)汽車、光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、能源消費(fèi)總量和強(qiáng)度雙控以及《當(dāng)前國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄》《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》和《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的決定》等政策，為我國(guó)實(shí)現(xiàn)從煤炭時(shí)代向低碳電氣化時(shí)代跨越轉(zhuǎn)型提供了強(qiáng)勁的動(dòng)力，促進(jìn)了我國(guó)能源結(jié)構(gòu)由高碳型向低碳型升級(jí)，引導(dǎo)實(shí)現(xiàn)“30·60雙碳”目標(biāo)。在全國(guó)進(jìn)行碳排放權(quán)交易試點(diǎn)為生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值的實(shí)現(xiàn)提供了保障機(jī)制，也為“青山綠水就是金山銀山”的理念提供了依據(jù)，同時(shí)也是實(shí)施綠色碳減排的基石和保障。

基于我國(guó)區(qū)域和行業(yè)發(fā)展仍存在較大差距，為了確保經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展，今后“雙碳”工作應(yīng)著眼全局，從總體上算大賬：先確定我國(guó)現(xiàn)有農(nóng)業(yè)、林業(yè)、草業(yè)和海洋等的生物固碳量，預(yù)測(cè)未來(lái)5～40年可能增加的潛在生物固碳量；再有效預(yù)估我國(guó)在碳達(dá)峰時(shí)化石能源消費(fèi)量以及能源消耗總量，合理預(yù)測(cè)在碳中和時(shí)的化石能源消費(fèi)量及其能源消耗總量，設(shè)計(jì)構(gòu)建我國(guó)自主的多元綠色低碳能源體系的技術(shù)路徑；最后合理確定我國(guó)不同時(shí)期CO排放量上限，并根據(jù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求和低碳技術(shù)發(fā)展水平合理制定年度CO排放總量指標(biāo)和減碳任務(wù)。作為發(fā)展中大國(guó)，鋼鐵、水泥、石化、建材等高耗能高排放產(chǎn)業(yè)對(duì)我國(guó)產(chǎn)業(yè)鏈的安全具有不可或缺的重要地位，不能為了減碳而盲目地一刀切。只有落后技術(shù)，沒(méi)有夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，國(guó)家相關(guān)部門應(yīng)堅(jiān)持全國(guó)一盤棋通盤考量，統(tǒng)籌考慮不同地區(qū)、不同行業(yè)、不同企業(yè)發(fā)展實(shí)際，定期出臺(tái)各行各業(yè)的《國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展、限制和淘汰的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄》，引導(dǎo)各地按照區(qū)域資源特性分類施策，積極穩(wěn)妥推進(jìn)技術(shù)升級(jí)換代，做到產(chǎn)業(yè)上有保有壓，地區(qū)上有先有后，為西部地區(qū)預(yù)留一定發(fā)展時(shí)間和空間，與東部、中部地區(qū)實(shí)現(xiàn)梯度達(dá)峰，支持其發(fā)揮可再生能源豐富的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)承接?xùn)|中部地區(qū)高載能產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移以及延伸產(chǎn)業(yè)鏈、提高產(chǎn)品附加值等方式帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展，這也有助于保障國(guó)家能源安全，一二三產(chǎn)業(yè)平衡發(fā)展，確保產(chǎn)業(yè)鏈的供應(yīng)鏈安全。

國(guó)家超級(jí)工程是我國(guó)集中力量辦大事的體制優(yōu)勢(shì)，是從宏觀層面大時(shí)空、多方位、可持續(xù)實(shí)施綠色碳減排的關(guān)鍵和保障。三峽工程、高鐵及其鐵路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、西電東送及其特高壓輸送、南水北調(diào)、西氣東輸?shù)认盗谐?jí)工程不僅有助于能源綠色低碳轉(zhuǎn)型，而且從宏觀層面為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和生態(tài)環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展以及應(yīng)對(duì)氣候變化等提供了多方位的保證，利遠(yuǎn)大于弊。如規(guī)劃中的藏水入疆工程，不僅可以利用雅魯藏布江的水位差梯級(jí)發(fā)電，強(qiáng)化和調(diào)控流經(jīng)江河的水力發(fā)電能力，僅墨脫地區(qū)梯級(jí)電站為我國(guó)提供(6000～7000)萬(wàn)千瓦的優(yōu)質(zhì)、廉價(jià)和穩(wěn)定的低碳電力，按275g/kWh 標(biāo)煤計(jì)算，每年將減少煤電消耗(1.32～1.54)億噸標(biāo)煤，減少CO排放(3.30～3.85)億噸以及粉塵(231～269.5)萬(wàn)噸、SO(990～1155)萬(wàn)噸、NO(577.5～495)萬(wàn)噸，而且調(diào)水600億噸到西部地區(qū)，在改善送水沿途和接水地區(qū)的生活、生產(chǎn)和環(huán)境治理用水狀況的同時(shí)，通過(guò)蒸發(fā)和降雨的水循環(huán)途徑還提高了西北地區(qū)的年降雨量，改善西北地區(qū)干旱半干旱的不利氣候和環(huán)境，低成本快速解決西部地區(qū)干旱缺水、生態(tài)環(huán)境惡化、荒漠化等難題，使西北生態(tài)環(huán)境逐步恢復(fù)到唐漢以前的狀態(tài)；同時(shí)又能大幅度提高有效耕地面積、糧食/森林/牧草產(chǎn)量以及生物固碳量，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)文明建設(shè)和應(yīng)對(duì)氣候變化的三不誤。

2.2 微觀層面的綠色碳減排模式

目前各行各業(yè)只有通過(guò)源頭上避免高碳排放、過(guò)程中控制碳排放、末端強(qiáng)化碳循環(huán)與捕集利用的全過(guò)程碳減排方案，以節(jié)能降耗和生物固碳為抓手，疏堵結(jié)合，依靠能源綠色低碳轉(zhuǎn)型，才能高效、低成本、可持續(xù)地實(shí)現(xiàn)低碳化，滿足自然界的碳循環(huán)和氧循環(huán)的平衡，確保經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展、生態(tài)文明建設(shè)與應(yīng)對(duì)氣候變化的三贏。

2.2.1 加快能源綠色低碳轉(zhuǎn)型，選擇低碳原料和變革性低碳技術(shù)，從源頭上避免高碳排放

目前我國(guó)化石能源占一次能源消費(fèi)比重為85%，產(chǎn)生的碳排放約占全社會(huì)碳排放總量的87%。實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的關(guān)鍵是能源綠色低碳轉(zhuǎn)型，進(jìn)行現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)的“加減法”調(diào)整，使以煤為主的化石能源時(shí)代向低碳電氣化時(shí)代跨越。依據(jù)我國(guó)能源稟賦，進(jìn)行水能/光能/風(fēng)能/生物質(zhì)能和地?zé)崮艿瓤稍偕吞寄茉础U棄物循環(huán)能源以及儲(chǔ)能技術(shù)的擴(kuò)量提效降本，優(yōu)先大力發(fā)展（加法）；煤、油和天然氣等高碳化石能源穩(wěn)步減量低碳化和原料化，作為兜底與調(diào)峰能源（減法）；把合適的能源以合適的技術(shù)生產(chǎn)合適的產(chǎn)品用到合適的地方發(fā)揮合適的作用，構(gòu)建以非化石能源為主體的新型電力體系，實(shí)施能源結(jié)構(gòu)綠色低碳轉(zhuǎn)型，最大化地從源頭上降低碳排放，這是我國(guó)實(shí)現(xiàn)“2030 年前碳達(dá)峰和2060年前碳中和”目標(biāo)的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。

變革性低碳技術(shù)應(yīng)是著眼于原料低碳化以及技術(shù)全生命周期高效清潔化的突破性、顛覆性技術(shù)，能使能源利用效率大幅提高，有效降低原料和能源消耗，有助于從源頭上避免高碳排放。作為我國(guó)最大碳排放的煤電，采用基于相變儲(chǔ)移供熱供冷的煤電熱冷多聯(lián)供工藝，煤炭利用效率高達(dá)85%以上，與目前大規(guī)模使用的、利用效率僅為30%～42%的單純?nèi)济喊l(fā)電工藝相比，相當(dāng)于減少煤炭消耗50%以上，將帶來(lái)減少CO、SO、NO和微塵等排放50%的效果，同時(shí)也節(jié)約了運(yùn)行成本、土地和投資等。作為現(xiàn)代煤化工的龍頭，合成型煤粉氣流床氣化技術(shù)目前普遍存在高耗水、高耗能和高污染的缺陷，如果利用干法排渣、灰渣分離的煤粉Y型氣流床氣化技術(shù)改造現(xiàn)有合成型氣化技術(shù)，耗水降低80%以上，能耗降低20%，灰渣比1∶6，氣化率大于98%。氣化渣作為地聚合物材料，不僅實(shí)現(xiàn)煤炭資源全資化利用和碳減排，而且避免了同量水泥熟料生產(chǎn)的碳排放，同時(shí)減少了煤氣化和水泥煅燒的三廢污染。作為現(xiàn)代石油化工的龍頭，采用原油分級(jí)氣相毫秒脫氫裂解制大宗基本化工原料（三烯和三苯）工藝、催化劑和裝備技術(shù)，利用大慶原油熱態(tài)中試結(jié)果，即單程轉(zhuǎn)化時(shí)化學(xué)品收率62.6%（三烯46.3%、三苯16.3%）、生焦僅為3%、甲烷產(chǎn)率小于5%；相對(duì)現(xiàn)有乙烯生產(chǎn)裝置，生產(chǎn)70%左右的三烯（乙烯、丙烯和丁烯）和三苯（苯、甲苯、二甲苯）以及其他化工原料，噸低碳烯烴生產(chǎn)節(jié)能50%以上，投資降低40%以上。

同樣的技術(shù)，如基于快速熱解的低階煤分級(jí)分質(zhì)利用、中低階粉煤分級(jí)熱解氣化、鈣焦球團(tuán)分級(jí)氧熱法原位生產(chǎn)電石、煤和生物質(zhì)氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（IGCC）、粉煤和鐵礦粉氣流床原位氣化還原熔融煉鐵、超臨界CO高效發(fā)電、汽車電動(dòng)化等技術(shù)，與現(xiàn)有的對(duì)應(yīng)技術(shù)相比，均能大幅度消減污染、能耗和物耗，從源頭上避免了高碳排放。這是目前CO減排最有效的途徑，一方面需要通過(guò)國(guó)家政策和稅收、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級(jí)，以及合理的能源定價(jià)機(jī)制和能源產(chǎn)品價(jià)格來(lái)引導(dǎo)實(shí)現(xiàn)；另一方面需要持續(xù)不斷的技術(shù)創(chuàng)新，尤其是變革性、顛覆性技術(shù)創(chuàng)新的支撐。

2.2.2 提升現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)，強(qiáng)化節(jié)能降耗，過(guò)程中控碳排放

全過(guò)程節(jié)能降耗和提高終端產(chǎn)品利用率（效率、壽命和重復(fù)利用率等）都是有效的減排措施。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，每節(jié)約1kWh 電，就相應(yīng)節(jié)約了0.4kg標(biāo)準(zhǔn)煤，同時(shí)減少污染排放0.007kg 碳粉塵、0.997kg 二氧化碳、0.03kg 二氧化硫和0.015kg 氮氧化物。如農(nóng)業(yè)中使用腐殖酸緩控增效肥料，并采用相應(yīng)的耕作模式，在將化肥使用效率從目前的25%左右提高到40%以上的同時(shí)，又提高了作物產(chǎn)量和品質(zhì)，從而減少了肥料消費(fèi)量以及避免了生產(chǎn)這部分肥料所產(chǎn)生的CO排放。在建筑領(lǐng)域，合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選型可以節(jié)約大量的鋼材、水泥和石灰等高耗能高排放產(chǎn)品的消耗量。化工行業(yè)合理選擇高轉(zhuǎn)化率高選擇性的催化劑以及高效節(jié)能的分離、反應(yīng)、換熱和泵送裝備及其調(diào)頻技術(shù)等，均可大幅度降低能耗。

其他行業(yè)節(jié)能降耗的技術(shù)和產(chǎn)品更是不勝枚舉。這是目前CO減排最容易實(shí)現(xiàn)、成本最低并且具有較大收益的途徑，亟需在國(guó)家政策強(qiáng)制下加快推廣應(yīng)用減污降碳技術(shù)，通過(guò)企業(yè)自身調(diào)整和改造就可實(shí)現(xiàn)。

2.2.3 實(shí)施CO循環(huán)與捕集利用（3CU），從末端上減少碳排放

末端減少/消除碳排放是迫不得已和最終解決CO減排的方法，也是目前國(guó)內(nèi)外研究和開發(fā)的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。盡管CO捕集與封存（CCS）被宣傳為未來(lái)大規(guī)模減少溫室氣體排放、減緩全球變暖最經(jīng)濟(jì)可行的方法，但存在捕集封存成本高、技術(shù)尚不成熟、泄露的潛在風(fēng)險(xiǎn)等缺陷，同時(shí)又不利于自然界碳循環(huán)和氧循環(huán)的平衡，CCS 應(yīng)慎重發(fā)展和應(yīng)用。利用光合作用的生物固碳是自然界解決碳循環(huán)和氧循環(huán)平衡的最經(jīng)濟(jì)、最主要的模式，也是維護(hù)食物安全、生態(tài)安全和人類健康的保護(hù)傘。解決自然界人為排放的每年數(shù)以十億噸級(jí)CO的過(guò)剩難題，除了被動(dòng)減少CO產(chǎn)生量，更為積極、主動(dòng)的減碳措施應(yīng)該是3CU，而不是CCS或CCUS（CO捕集利用與封存）。碳循環(huán)末端減少碳排放的主要措施，即生物利用光合作用實(shí)現(xiàn)固碳從而加快碳循環(huán)，儲(chǔ)存了太陽(yáng)能，增加CO消耗量和O釋放量，主動(dòng)消減CO過(guò)剩，副產(chǎn)的固碳生物質(zhì)又是優(yōu)質(zhì)的可再生能源和用途廣泛的原材料，又能進(jìn)一步降低化石能源消費(fèi)量以及CO排放量，從而實(shí)現(xiàn)自然界碳循環(huán)和氧循環(huán)的平衡。其次是CO作為工質(zhì)化和原料化的捕集利用，即通過(guò)工質(zhì)化利用就是作為工作介質(zhì)發(fā)揮CO替代和節(jié)能降耗效應(yīng)，如CO驅(qū)采油、超臨界CO發(fā)電、超臨界CO印染、超臨界CO噴涂、超臨界CO萃取、超臨界CO清洗以及CO輔助注射成型、制造干冰等；CO原料化利用就是通過(guò)生產(chǎn)特定化學(xué)品實(shí)現(xiàn)CO固定，如生產(chǎn)尿素、碳酸二甲酯、納米碳酸鈣、碳酸丙烯酯、氨基甲酸酯、聚酮、聚脲等化學(xué)品以及設(shè)施農(nóng)業(yè)的氣肥等。

對(duì)于煤化工、鋼鐵、水泥和石灰等行業(yè)的高濃度CO（體積分?jǐn)?shù)大于60%）排放，采用CO捕集利用生產(chǎn)特定化學(xué)品或工質(zhì)化利用，是特定工礦企業(yè)減排成本和能耗較低、經(jīng)濟(jì)效益較好的末端減碳措施。

對(duì)于數(shù)量多、分布廣的如發(fā)電和中小鍋爐等低濃度CO（體積分?jǐn)?shù)小于16%）排放，工礦企業(yè)應(yīng)充分利用國(guó)內(nèi)碳交易機(jī)制，將CO減排與土地提質(zhì)和農(nóng)林業(yè)增產(chǎn)增收相結(jié)合，按照合理的CO減排量，將用于CO捕集利用的投資和操作費(fèi)用的一部分，依據(jù)碳交易機(jī)制納稅反哺農(nóng)業(yè)和林業(yè)，實(shí)現(xiàn)異地化低成本生物固碳，突破目前碳減排對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的負(fù)面影響，是實(shí)現(xiàn)低成本碳減排的積極有效途徑。另外，我國(guó)目前高達(dá)73 億畝的重金屬污染、鹽堿化、草場(chǎng)退化、沙化和荒漠化、水土流失等退化土地以及廢棄礦山等亟待生態(tài)修復(fù)治理，按僅有10%的退化土地種植固碳植物（如太空蘆竹、狼牙草等），年畝產(chǎn)干草5 噸以上，則每年可轉(zhuǎn)化CO53.5 億噸，生產(chǎn)生物質(zhì)36.5 億噸、O38.9 億噸，即可中和我國(guó)目前CO排放量的50%。同時(shí)這部分高含纖維素的固碳植物可擇優(yōu)大規(guī)模地用于造紙和飼料，生產(chǎn)工業(yè)纖維原料、再生纖維、可降解塑料、生物腐植酸環(huán)境修復(fù)材料和平臺(tái)化合物，達(dá)到長(zhǎng)期固定CO的要求；殘余固碳植物可用于氣化發(fā)電，又能代替部分煤炭，為實(shí)現(xiàn)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型提供支撐，同時(shí)退化土地種植固碳植物也為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展提供了可靠的能源和碳排放指標(biāo)以及巨大的發(fā)展空間，在滿足自然界碳循環(huán)和氧循環(huán)的平衡、確保經(jīng)濟(jì)社會(huì)良性發(fā)展和人民生活水平逐步提高的同時(shí)，兼顧解決國(guó)家能源安全、糧食安全、保護(hù)耕地與城鎮(zhèn)化、以工哺農(nóng)、三農(nóng)問(wèn)題和環(huán)境保護(hù)等戰(zhàn)略性難題，從而確保我國(guó)實(shí)現(xiàn)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、政府和社會(huì)的多贏，在2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和，進(jìn)而提高我國(guó)應(yīng)對(duì)全球氣候變化的國(guó)際地位。

3 結(jié)論

（1）基于對(duì)CO具有“既是亟待減排的溫室氣體，又是人類生存必不可少的可再生資源”雙重性的認(rèn)知，構(gòu)建了碳中和約束下的“污染溫室因子禁排、CO凈零排放、調(diào)控CH產(chǎn)生和排放”的溫室因子綠色減排體系，不論未來(lái)碳減排措施對(duì)應(yīng)對(duì)氣候變化的效果是否有效，均能強(qiáng)有力地促進(jìn)我國(guó)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和生態(tài)文明建設(shè)，確保社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展。

（2）在國(guó)家宏觀層面，相關(guān)減排政策體系、國(guó)家級(jí)巨型工程和行動(dòng)是實(shí)施綠色減排的基石和支撐體系，為我國(guó)實(shí)現(xiàn)“30·60 雙碳目標(biāo)”、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、能源綠色低碳轉(zhuǎn)型、生態(tài)文明建設(shè)等提供了法理依據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范；同時(shí)引導(dǎo)各地按照區(qū)域資源和產(chǎn)業(yè)特性，分類施策，產(chǎn)業(yè)上有保有壓，地區(qū)上有先有后，疏堵結(jié)合、綠色減排，高效、低成本、可持續(xù)地降污減碳，建設(shè)資源節(jié)約和循環(huán)型社會(huì)，保障國(guó)家能源安全、一二三產(chǎn)業(yè)平衡發(fā)展，確保產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全。

（3）在微觀技術(shù)層面，構(gòu)建全過(guò)程控碳排放的CO綠色減排模式，實(shí)施源頭上避免高碳排放、過(guò)程中控制碳排放、末端強(qiáng)化碳循環(huán)與捕集利用（3CU），依靠能源綠色低碳轉(zhuǎn)型，以節(jié)能降耗和生物固碳為抓手，疏堵結(jié)合，從而滿足自然界的碳循環(huán)和氧循環(huán)平衡的需求，高效低成本地實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量低碳化發(fā)展、生態(tài)文明建設(shè)與應(yīng)對(duì)氣候變化的三贏，確保我國(guó)實(shí)現(xiàn)2030 年前達(dá)到峰值和2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的愿景。