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    碳中和技術與前景
    江蘇歐爾潤生物科技有限公司  2022-12-19 10:56:18

    隨著化石燃料的大規模使用、森林砍伐和土地利用方式的變更,人類活動導致大氣中的溫室氣體濃度不斷增加,引起全球氣候變暖。為應對日益嚴峻的氣候挑戰,力爭在本世紀中期實現碳中和是全球共同的使命。實現碳中和的路徑是什么?實現碳中和的技術突破方向是什么?如何監測和計量碳排放?本文系統評述了碳中和技術及前景,為全球實現碳中和提供支撐。

    1. 可再生能源技術

    Technologies for renewable energy

    對標碳中和,實現一次能源有序減量替代,需大力發展可再生能源。可再生能源是一個完整的技術體系,不僅需要太陽能、風能、地熱能、海洋能等,更需要儲能技術的配合,形成真正的新能源體系。核能與氫能具有清潔低碳、綠色環保等優點,是實現碳中和目標的重要技術;生物質能也是實現能源結構調整的重要支撐。本文總結了可再生能源大規模應用中的關鍵核心技術,以及這些關鍵核心技術對實現碳中和目標的影響,同時對這些技術未來的發展進行了展望(圖2)。

     圖2 可再生能源技術

    2. 增強全球生態系統碳匯技術

    Technologies for enhancing C sink in global ecosystems

    為實現全球生態系統碳中和,迫切需要減少農業食物源溫室氣體排放和提高生物圈的碳固持量(圖3)。選育優良作物和家畜品種,農田精準灌溉、施肥與土壤增碳,優化家畜飼養和糞便管理,變革基于土地利用的動植食物生產等措施,以減少農業食物源溫室氣體排放;實施可持續管理森林草地生態系統,增強巖石風化作用和采用生物炭技術等措施提高陸地生態碳匯;通過保護濱海濕地與海洋生態系統,實施可持續海水養殖、人工涌升流和陸海一體化戰略,提升海洋生態系統碳匯能力。

     圖3 全球生態系統溫室氣體流通量、減排和吸收策略


    3. 解決全球廢棄物碳足跡問題

    Tackling the C footprint of global waste

    作為減少全球廢棄物碳足跡的有效策略,將固體廢棄物轉化為生物炭,能夠減少溫室氣體排放,實現碳封存,有利于促進循環經濟發展。大量有機廢棄物,如植物殘體、牲畜糞便、廚余垃圾、工業生物垃圾、動物尸體等,都可制備生物炭。生物質炭可用于土壤改良、環境修復、化學品生產、建筑材料和飼料配方(圖4)。

    圖4 零廢棄生物炭作為可持續發展的碳中和工具

    4. 碳捕集、利用和儲存的技術

    Technologies for C capture, utilization, and storage

    CCUS是捕集、利用和儲存CO2的技術,對實現碳中和至關重要。CCUS需要技術創新以實現低成本和近零能耗捕集,同時實現碳封存與地下資源開采協同和風險管理技術。未來的突破方向:化學鏈燃燒、多聯產、化石能源和可再生能源互補捕集CO2等技術。CO2轉化為燃料或者化工品也是碳減排的重要途徑(圖5)。

    圖5 工業體系二氧化碳捕集技術發展的路線圖


    5. 衛星對地觀測與數字地球技術

    C neutrality based on satellite observations and digital earth

    衛星對地觀測和數字地球技術是空天地一體監測碳循環的重要手段,能為碳中和研究提供高時空分辨率的基礎觀測數據和分析工具。碳衛星、多光譜衛星為監測溫室氣體濃度提供數據支撐;數字地球技術綜合全球植被、大氣、氣候數據,為自然生態系統碳收支提供時空分析與可視化展示。

    總結與展望 | Conclusions & perspectives

    世界正朝著碳中和邁進,未來需構建以清潔能源為主體的新型電力系統,實現一次能源有序減量替代和可再生能源的大規模應用;統籌生態系統保護和固碳功能,推進基于土地利用與食物生產變革,提高陸海一體生態碳匯;優化生物炭生產和生命周期過程,制定標準推進低碳產業發展;利用多聯產技術、化學鏈燃燒技術、化石燃料與可再生能源互補技術,解決CCUS技術推廣高能耗高成本障礙;發展新型衛星,全面監測溫室氣體排放和陸海碳匯,星地協同增強碳收支核算能力。全球須通力合作、技術共享,以早日實現碳中和與與可持續發展。

    轉自3060碳達峰碳中和


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