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二氧化碳是人类的宝贵财富(下)

发布时间:[2017-11-23]浏览次数:1970

  

五、二氧化碳是宝贵财富

碳是组成机体的重要元素,生命是碳循环创造的产物。在生物的器官、组织、细胞和有机物分子中,碳元素约占生物体干重的49%,从生命的开始到终结,CO2全程陪伴着我们,是人类最忠实的朋友和宝贵的资源财富。利用CO2载体通过光合作用获得物质与能量,是顺应自然规律,解决生存、发展与环境问题的生态文明之道,是人与自然和谐共存的不二选择,碳循环才有生命,碳循环就是财富,碳循环才可持续。只有顺应自然才能自然生存,这是人类应当具备的智慧。

1大气温室效应的“动碳”与“静碳”原理

动碳是指地球大气圈中能自由运动,产生温室效应的含碳物质及CO2当量物质;静碳是指大气圈、生物圈、水圈、岩石圈中不产生温室效应的含碳物质及CO2当量的前体物质。在一定的条件下,动碳静碳可以相互转化。动碳转化成静碳时,温室效应减弱;静碳转化成动碳时,温室效应增强。

根据动碳的不同来源,可分为自然动碳人为动碳。自然界释放的动碳自然动碳;人类生产、生活活动中释放的动碳人为动碳

根据动碳存在的时间长短,可分为暂时动碳长期动碳永久动碳。在10年内转化为静碳的物质称暂时动碳;在10100年内转化为静碳的物质称长期动碳;在100年以上转化为静碳的物质称永久动碳

根据静碳的不同来源,可分为自然静碳人为静碳。自然界存在的静碳自然静碳;人类生产、生活活动中形成的静碳人为静碳

根据静碳存在的时间长短,可分为暂时静碳长期静碳永久静碳。在10年内转化为动碳的物质称暂时静碳;在10100年内转化为动碳的物质称长期静碳;在100年以上转化为动碳的物质称永久静碳

2速生碳汇草捕碳固碳技术

通过对速生碳汇草将大气圈中动态的CO2气体转入生物圈中,形成静态的固体有机碳化合物的研究发明了速生碳汇草捕碳固碳的革命性技术,创造了碳的技术控制循环过程;创立了大气温室效应的动碳与静碳原理”光合作用的降温效应与储能效应原理”生物氧化的增温效应与释能效应原理”光合作用与生物氧化平衡原理”草比树大的碳汇原理”;使有限的森林碳汇变为无限的植物碳汇,改虚拟的碳排放量、放热量与耗氧量权“配额指标”交易为实物碳、热、氧量交易;首次提出综合开发利用大气碳资源,制造碳产品,形成碳产业,创造碳经济;主张“碳、热、氧”税支撑植物碳封存、热吸收与氧释放和发展新气候经济科学地协调发展“草、林、牧、副、渔业”,形成大自然、大生态、大碳汇的农业一体格局,不断地增加地球生物质总量和生物的种群数量,获得优质的生态产品,增强生态生产力;创建零碳发展模式,驾驭高碳,应对全球气候变暖;实现生态效益、环境效益、社会效益与经济效益的共赢。

3应对全球气候变化的策略

应对全球气候变化不能使用唯心的、主观的、孤立的、片面的、静止的、被动的、消极的态度与方法,不可盲目遵从和照搬西方国家提倡的“低碳经济发展模式”,要用唯物的、辩证的、系统的、全面的、发展的、主动的、积极的态度与方法,勇敢创新。采取多途径、多手段集成的符合我国国情的方法对待全球气候变化问题,应该以“动碳与静碳原理”为依据,以节能减排、治理污染为基础,以生态修复为措施,以发展新气候经济为主导,以实现封碳、降温、释氧与排碳、升温、耗氧总量的动态平衡为方向,以减少自然灾害维护生物多样性为目标创建“零碳区域”发展模式,实现全球零碳排放,是解决全球气候变化问题的正确道路。

1创立新气候经济

新气候经济学(The New Climate Economy TheoryNCET),是研究全球气候变化引起的科技创新、社会经济发展理念和方式变革的科学;是综合开发利用大气碳资源,制造碳产品,形成碳产业,创造碳经济的方法学;是研究生态效益、环境效益、社会效益和经济效益共赢的学说。

新气候经济包括育种种植经济、生态固碳经济、土壤固碳经济、植物产品固碳经济、渔业固碳经济、畜牧业固碳经济、碳封存经济、新能源经济、碳减排经济、碳循环经济等一切以实现全球净零碳排放和提高生态文明水平为目标的经济活动范畴

新气候经济是以光合作用为动力,以碳循环为载体,以生物质丰产为基础,以速生、耐干旱、耐贫瘠、耐高温、耐严寒的植物为主体,以增加碳汇为手段,以实现生态文明为目标的经济产业链。

研究掌握碳循环规律,对碳释放、碳转化、碳传递、碳封存、碳应用等碳循环过程实施技术控制、统筹和顶层设计,使人类能充分合理地利用没有国界、没有纷争的大气碳资源,获得可持续发展的大量物质财富,解决生态、环境、资源、经济与气候变化问题。

植物正常生长存活的温度为045℃,如不及早种植速生草本植物吸收大气中的CO2,降低温室效应,人类将失去拯救地球生态系统的机会,建议每年的36日设立为植草节,提高人类对草本植物重要性的认识。

2创建零碳新模式

从高碳到低碳,从低碳到零碳,是人类发展理念和方式的不断飞跃,零碳模式是可持续生存与发展的高级方式和终极目标。运用系统工程技术,规划、普查、核算、核查、统筹总减碳量与总排碳量。采用节能减排、绿色能源替代、碳产品封存、生态碳汇补偿及实体碳、热、交易等方法,使一个行政区划(或一个单位)边界范围内的总减碳量与总排碳量处于动态平衡(即光合作用吸收的CO2总量减去生物氧化排放的CO2总量等于零),称为零碳区域(包括零碳区域负碳区域生态零碳区域生态负碳区域)发展模式。创建零碳区域的方法是采取整体规划、全面统筹、分步实施策略,分阶段实现规划目标:一是实现单位GDP碳排放量的零增长负增长;二是实现年度碳排放总量的零增长负增长;三是实现CO2零排放负增长。通过创建零碳工厂零碳机关零碳学校零碳社区零碳村庄零碳乡镇零碳县(区),形成零碳负碳发展模式,然后复制和推广,逐步实现零碳国家零碳世界发展模式。

暂时碳汇是人类利用碳循环,获得、使用资源,创造财富的主要形式。一般指“应用用封碳”和“使用封碳”等方式。暂时碳汇是将碳循环与经济循环同步,在创造价值的同时,建立了一个人工的动态碳库,调节大气CO2浓度,控制全球气候变化。

长期碳汇是人类利用碳循环,获得、使用资源,创造财富的次要形式,一般指“成型封碳”。长期碳汇是人工控制碳循环,调节温室效应,控制全球气候变化的主流手段。

永久碳汇是人类远期利用碳循环,让子孙后代获得使用资源,创造财富的形式,一般指 “填埋封碳”。永久碳汇是人工控制碳循环,调节温室效应,控制全球气候变化的主流手段。

自然、大生态、大碳汇是创建新气候经济发展模式的重要条件。大气碳资源及CO2当量物质的综合开发利用,为人类创造了丰富的资源与财富,植物封存既是能源储藏,又是碳黄金储备。找到了全球经济危机时代新的经济增长点,可为成千上万的人提供新的工作岗位,可转化为巨大的社会经济效益。

3)平衡大气CO2CO2当量物质的方法

平衡大气圈中CO2CO2当量物质的方法,是通过人为干预使大气圈中CO2CO2当量物质保持动态平衡,调节温室效应和调控全球气候变化。其途径是:通过科技创新、设备改造来提高燃料能效、节约能源、减少碳排放;合理利用水体与土壤,促进水体与土壤中的碳源碳汇转化;通过种植、刈割、加工储存速生碳汇草,增加植物碳汇;采用光合作用的工业化技术,提高大气圈中CO2转变成有机碳化合物的速率;改变碳循环周期,控制光合作用产物分解速度及分解量;增加碳汇产品种类,调整碳汇产品数量;挖掘沙漠碳汇潜力;收集、转化、利用大气圈中CO2当量物质,减少大气圈中温室气体含量。

4)“人工碳库”与碳封存方法

“人工碳库”是采用技术措施人为干预碳循环过程,进行大气分碳,将大气圈中的动碳转移到地球的其他圈层形成静碳封存,可降低大气温室效应,具体方法包括应用封碳使用封碳成型封碳填埋封碳

应用封碳是指大气圈中CO2及其当量为275350 ppm时,用生物质生产食品、饲料、有机肥料、纸制品、生物质能源、化工产品等,可提高碳循环的经济总量;同时,增加了暂时静碳量,能延长碳循环过程和调节单位时间内的大气CO2浓度,是一种抑制大气圈中CO2浓度升高的方法。

使用封碳是指大气圈中CO2及其当量为350400 ppm时,用大量的生物质生产建筑材料、家具、农具、用具、工业品等,可提高碳循环的经济总量;同时,增加了暂时静碳量或长期静碳量,能延长碳循环过程和调节单位时间内的大气CO2浓度,是一种控制大气圈中CO2浓度升高的方法。

成型封碳是指大气圈中CO2及其当量为400450 ppm时,在使用生物质能源替代化石燃料的前提下,将生物质加工成一定形状和密度的碳产品进行封存,增加了暂时静碳量或长期静碳量。当大气CO2浓度稳定后,对储碳产品进行深度加工和综合利用(如生产食品、饲料、有机肥料、纸制品、生物质能源、化工产品、建筑材料、家具、农具、用具、工业品等),充分释放其价值,是一种限制大气圈中CO2浓度升高的方法。

填埋封碳是指大气圈中CO2及其当量达到了450 ppm以上,由升温引起的自然灾害十分严重时,在使用生物质能源替代化石燃料的前提下,将生物质进行填埋,增加长期静碳量或永久静碳量。当大气CO2浓度稳定后,将其用作生物质肥料、燃料,或将生物质长期填埋封存,任其在地层下转化成烃类化合物(煤炭、石油和天然气等),是一种遏制大气圈中CO2浓度升高的方法。

地球每年通过光合作用可产生约2200亿t生物质。当前,每年仅需收集填埋(或制造碳产品、替代化石燃料抵消碳排放量)约221亿t生物质(占总量的10.05%),吸收大气中约360亿t CO2,即可实现全球净零碳排放。

4氧实体交易

建议创立《国际碳封存量吸热量释氧量与碳排放量放热量耗氧量权交易新公约》,制定《植物碳封存量吸热量释氧量与碳排放量放热量耗氧量的技术标准》,用植物碳产品参与碳、热、交易,植物碳封存量吸热量释氧量收取碳排放量、放热量、耗氧权交易费,改虚拟的碳排放量、放热量与耗氧配额指标交易为实物碳、热、交易;植物碳产品理化性质稳定,填补了国际碳、热、交易产品不能准确计量的空白,必将成为全球碳、热、交易市场的主流;既能解决我国节能减排、改善环境的难题,又可解除西方国家要求减排和提高环境质量的巨大压力,使我国获得治碳、吸热、释氧的主动权、话语权与经济权,成为经济发展和应对全球气候变化的先锋。

世界上没有无用的物质,只有放错位置的资源。CO2导致的全球气候变化虽然给我们带来了严重的危机,但我们并非束手无策。CO2是放错了位置的资源,不是洪水猛兽,只要转换思路,其实CO2和氧气,水,阳光一样,是人类宝贵的资源财富。在各种CO2的捕获封存利用技术中,利用植物光合作用固碳是目前最好的方式目前,中国长沙县、娄底市、桃源县以作者发明的速生碳汇草捕碳固碳技术实现零碳区域发展模式的方法为支撑,编制《零碳发展规划》,创建全国首个零碳县零碳市负碳县。《泰晤士报》、《亚太日报》、《海峡时报》、《文汇报》、《人民日报》、《光明日报》、《经济日报》、《科技日报》、《半月谈》、《瞭望东方》、《中国能源》及《湖南日报》等媒体纷纷报道,引起了社会各界的高度关注和重视。在大力发展经济的同时兼顾环境保护,对CO2做到能放出去,也能收回来,真正实现温室气体排放与回收的代数和为零,化解温室危机,更好利用CO2这一宝贵的财富。

 

(作者:中南林业科技大学碳循环研究中心主任)

 

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