碳中和：理念与实现方法

碳是生命物质中的主要元素之一，是有机质的重要组成部分，并以CO2、有机物和无机物的形式贮存于地球的大气圈、陆地生态圈、海洋圈和岩石圈中。碳元素通过碳固定和碳释放的方式，在地球的大气圈、陆地生态圈、海洋圈和岩石圈中进行循环。碳固定是指植物的光合作用吸收CO2、海水溶解大气中的CO2、干旱区盐碱土吸收CO2、含碳元素岩石的形成，以及利用人工技术将CO2转化为化学品或燃料等。碳释放主要指植物和动物的呼吸作用、化石燃料的消耗、岩石圈中含碳元素岩石的分解等。

自人类进入工业化时代以来，化石燃料消耗急剧增加，岩石圈中化石能源的碳释放到大气圈中，导致大气圈中CO2的浓度不断增加，地球的碳循环平衡被破坏。因此，碳中和的主要目的是降低大气圈中碳含量，逐步恢复绿色地球碳循环平衡，保护人类赖以生存的生态环境。

联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布的《全球升温1.5℃特别报告》指出，碳中和是指一个组织在一年内的CO2排放通过CO2消除技术达到平衡，亦可称为净零CO2排放。碳中和的首要任务是到21世纪末将全球气候变暖控制在1.5℃，这不仅是控制气候变化的措施，也是人类保护生态环境的根本措施，有助于保护生物多样性和生态系统。截至2021年，全球已有28个国家实现或承诺实现碳中和目标。在2020年第七十五届联合国大会上，中国正式提出：“将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，争取在2060年前实现碳中和。”碳中和意味着一个以化石能源为主要能源的时代即将结束，一个向非化石能源过渡的时代已经走来。作为碳排放大国和煤电大国，中国承诺实现碳中和，无疑为提振全球气候行动信心、提升碳中和行动影响力做出了重要贡献。(www.xing528.com)

减少碳排放、实现碳中和的主要途径可以分为碳替代、碳减排、碳封存、碳循环四种。碳替代主要包括用电替代、用热替代和用氢替代等。用电替代是利用风电、光电、生物质发电等“绿色电源”替代火电，用热替代是指利用“绿色热源”替代化石燃料供热，用氢替代是指用“绿色氢燃料”替代传统化石燃料。碳减排主要包括节约能源和提高能效。碳封存是指将大型火力发电厂、炼钢厂、化工厂等产生的CO2收集后，利用技术手段长时间将其与大气隔离封存。碳循环包括人工碳转化和生物碳汇。人工碳转化是指利用化学或生物手段将CO2转化为有用的化学品或燃料，包括CO2合成甲醇、CO2电催化还原制备CO或轻烃产品等。生物碳汇是指植物通过光合作用将大气中的CO2吸收并固定在植被与土壤中，减少大气中CO2浓度。整体上，随着新能源技术逐渐发展成熟，“绿色能源”碳替代将成为碳中和进程中的中坚力量，预计到2050年，贡献率占全球碳中和的47%，碳减排、碳封存和碳循环贡献率分别占21%、15%和17%。