(新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究所，新疆烏魯木齊 830002)

0 引言

全球的氣候變化問(wèn)題已經(jīng)引起世界各國(guó)的重視和關(guān)注，雖然溫室氣體對(duì)全球氣候變化的影響機(jī)理尚不明確，但國(guó)際上普遍認(rèn)為，溫室氣體是造成當(dāng)前全球氣溫急劇升高最主要的影響因素［1］。溫室氣體包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、氫氟碳化物(HCFS)、全氟碳化物(PCFS)及六氟化硫(FS6)，其中 CO2是最主要的溫室氣體，大約占總量的60%以上［2］。因此，為減少溫室效應(yīng)引起的全球氣候變化帶來(lái)的危害，減少CO2的人為排放量起著至關(guān)重要的作用。

1 全球氣候變化趨勢(shì)分析

工業(yè)革命以來(lái)的一百多年中，迅速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)給人類(lèi)的生活帶來(lái)了巨大而顯著的變化，人類(lèi)能夠更加自由的利用和支配自然。但是在人民生活水平日益提高的同時(shí)，人類(lèi)也不得不為自身賴(lài)以生存的自然環(huán)境的惡化而擔(dān)憂(yōu)。其中由于溫室氣體的大量人為排放所引起的溫室效應(yīng)正引起人類(lèi)的廣泛關(guān)注。

由于CO2的人為排放，在過(guò)去的150年間已經(jīng)引起全球CO2增加了30%，并正以每年1．5%的速率增加。并且大量研究數(shù)據(jù)表明溫室效應(yīng)已引起全球平均溫度的升高，有科學(xué)家預(yù)測(cè)到2100年全球溫度將升高1℃ ～3．58℃，并呈現(xiàn)繼續(xù)惡化的趨勢(shì)［3］。據(jù)1995年IPCC發(fā)表的“business as usual”報(bào)告，全球CO2濃度將達(dá)到750 ppmv，是工業(yè)革命前的兩倍，并將持續(xù)不斷的增加［4］。

2 溫室氣體的減排方案

已有研究結(jié)果表明，CO2排放量與人口(P)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展(GDP)、產(chǎn)品耗能(E)、能源含碳量(C)和CO2匯存量(SCO2)有直接關(guān)系:

從上式可以看出，CO2的排放量增加的推動(dòng)力包括人口、人均GDP、單位經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量耗能、能源的富碳程度和CO2的碳匯量等，下面將分別從這五個(gè)方面探討CO2節(jié)能減排方案的制定。

1)控制人口。

從人類(lèi)的發(fā)展史可以看出，只有在經(jīng)歷了大的戰(zhàn)爭(zhēng)、瘟疫或?yàn)?zāi)害時(shí)，人口才會(huì)出現(xiàn)下降的趨勢(shì)，自然狀態(tài)下，即使采取計(jì)劃生育等措施，減少當(dāng)前世界人口仍然是一個(gè)不可能完成的任務(wù)，通過(guò)降低人口減少CO2排放量實(shí)施起來(lái)有較大困難。

2)降低人均GDP。

GDP是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志，在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)全球化的背景下，發(fā)展各國(guó)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)，提高自身經(jīng)濟(jì)地位成為社會(huì)發(fā)展的主旋律，通過(guò)降低國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)來(lái)減少CO2排放量顯然不會(huì)被各國(guó)所接受。

3)減少單位GDP耗能量。

單位GDP耗能量是衡量一個(gè)國(guó)家或地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分布是否合理的重要標(biāo)志。減少單位GDP耗能量就是要求提高能源利用效率，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、綠色經(jīng)濟(jì)，在不影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前提下最大限度地減少生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的CO2排放量，但以當(dāng)前的科學(xué)技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)完全的循環(huán)經(jīng)濟(jì)、綠色經(jīng)濟(jì)還有待出現(xiàn)技術(shù)上的突破。

4)能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。

能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變主要包括四個(gè)方面的內(nèi)容:a．從富碳燃料向富氫燃料的轉(zhuǎn)變，如以天然氣替換煤作為主要燃料;b．對(duì)礦物燃料進(jìn)行脫碳處理，該方法只有在具備了CO2收集和埋存的前提下實(shí)行，且使燃料成本很高，社會(huì)難以接受;c．使用可再生能源，如太陽(yáng)能、水能、熱能、風(fēng)能等，雖然世界上可再生能源的使用量近年來(lái)飛速增長(zhǎng)，但畢竟產(chǎn)能量有限，不足以完全替代化石燃料能源;d．使用核能，但由于核電站建設(shè)存在的潛在危險(xiǎn)，公眾對(duì)核電站的態(tài)度是核電站大規(guī)模建設(shè)最大的障礙，且核能屬于儲(chǔ)量有限的礦產(chǎn)資源。

5)增加碳匯量。

碳匯是指森林植物通過(guò)光合作用將大氣中的二氧化碳吸收并固定在植被與土壤當(dāng)中，從而減少大氣中二氧化碳濃度的過(guò)程。增加碳匯量無(wú)疑需要我們減少對(duì)森林植被的破壞，大力開(kāi)展植樹(shù)造林、退耕還林活動(dòng)。

6)其他方法。

通過(guò)上述討論，當(dāng)前切實(shí)可行的減排方法包括提高化石燃料的能源利用率、使用低碳或無(wú)碳的新興能源作為化石燃料的替代品或進(jìn)行CO2的收集和儲(chǔ)存。雖然前兩種方法均可達(dá)到減少CO2人為排放的目的，但在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，化石燃料仍將是社會(huì)發(fā)展最主要的推動(dòng)力，無(wú)法從根本上解決CO2向大氣中大量排放的事實(shí)。CO2地質(zhì)處置是將工業(yè)點(diǎn)源捕集回收的CO2運(yùn)輸至儲(chǔ)存場(chǎng)地，通過(guò)儲(chǔ)存使其長(zhǎng)期與大氣隔離，達(dá)到減少CO2向大氣中的排放量的目的。目前的主要研究為CO2地質(zhì)埋存的方法有:油田、不再開(kāi)采的煤層和深部咸水層等。目前國(guó)際上多個(gè)國(guó)家正開(kāi)展該領(lǐng)域的機(jī)理和工程實(shí)踐研究。且僅深部咸水層的CO2地質(zhì)埋存潛力就達(dá)到2005年～2050年間全球CO2排放總量的5倍以上。

3 結(jié)語(yǔ)

從上面的分析可以看出，通過(guò)減少人口和人均GDP兩種途徑降低CO2排放量是不可行的;通過(guò)提高能源利用效率降低單位產(chǎn)量耗能量、使用清潔低碳能源替代化石燃料和大力植樹(shù)造林增加碳匯均可一定程度上減少CO2的排放量，但無(wú)法從根本上解決CO2已經(jīng)對(duì)全球氣候變化帶來(lái)的潛在危險(xiǎn);CO2地質(zhì)儲(chǔ)存是一種新興的具有強(qiáng)大生命力的解決溫室氣體排放的有效方法。

［1］段振豪，孫 樞，張 馳，等．減少溫室氣體向大氣層的排放—CO2地下儲(chǔ)藏研究［J］．地質(zhì)評(píng)論，2004，50(5):92-93．

［2］徐 浚，張軍營(yíng)，潘 霞，等．二氧化碳儲(chǔ)存技術(shù)的研究現(xiàn)狀［J］．煤炭轉(zhuǎn)化，2005，28(3):80-86．

［3］劉延鋒，李小春，白 冰．中國(guó)CO2煤層儲(chǔ)存容量初步評(píng)價(jià)［J］．巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2005，24(16):2952-2974．

［4］谷麗冰，李治平，侯秀林．二氧化碳地質(zhì)埋存研究進(jìn)展［J］．地質(zhì)科技情報(bào)，2008，27(4):80-84．