系統(tǒng)科學(xué)視角下的碳中和

【導(dǎo)語】如何應(yīng)對全球氣候變化問題，深刻影響人類命運(yùn)共同體的未來。在這種全球重大問題上，中國一向有責(zé)任、有擔(dān)當(dāng)。2020年9月22日，在第七十五屆聯(lián)合國大會上，習(xí)近平總書記做出莊嚴(yán)承諾，中國要采取更加有力的政策和措施使二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)中和?？倳浀某兄Z吹響了向“碳達(dá)峰與碳中和”目標(biāo)進(jìn)攻的號角，也引發(fā)了全國相關(guān)領(lǐng)域科技工作者的積極響應(yīng)。中國系統(tǒng)工程學(xué)會“漫談系統(tǒng)”廣播對此話題也高度重視，已經(jīng)在2021年第二季節(jié)目中邀請了副理事長范英教授談能源轉(zhuǎn)型系統(tǒng)工程、常務(wù)理事周鵬教授談碳達(dá)峰與碳中和與系統(tǒng)工程、常務(wù)理事陸元昌教授談人工林系統(tǒng)工程。本期“漫談系統(tǒng)”廣播節(jié)目我們邀請到了第六屆青年科技獎獲得者、中國科學(xué)院大學(xué)段宏波教授，繼續(xù)跟我們聊這個重要話題。

各位聽眾朋友大家好，很高興受邀來參加我們中國系統(tǒng)科學(xué)科學(xué)協(xié)會的漫談系統(tǒng)科普系統(tǒng)的廣播活動。我今天給大家分享的主題是時下比較熱點(diǎn)的問題，那就是系統(tǒng)科學(xué)視角下的碳中和。碳中和問題，我想大家近幾年一定是在不同的媒體上面聽說過，那么我們今天從更加專業(yè)一點(diǎn)的角度跟大家來談一談碳轉(zhuǎn)化的問題。

那么首先什么是碳中和？中和是來自于化學(xué)的概念。碳中和中的碳顧名思義是二氧化碳，那么二氧化碳的中和是什么？我想含義是差不多的。那么最簡直觀的理解就是一邊是二氧化碳排放，一邊是二氧化碳的吸收或者去除，所以當(dāng)兩邊相等的時候，我們就實(shí)現(xiàn)了中和。

實(shí)際上聯(lián)合國氣候變化框架委員會下面有一個組織叫政府間氣候變化的專門委員會，簡稱ABC，他曾經(jīng)給出一個應(yīng)該說是權(quán)威的定義。

他指出碳中和是一個組織在一年之內(nèi)將它的二氧化碳通過所謂的碳去除技術(shù)來實(shí)現(xiàn)平衡。

那么這樣的技術(shù)我們說涉及到了兩大類，第一大類是能源技術(shù)，比如說我們?nèi)紵禾繒a(chǎn)生溫室氣體二氧化碳，那么如果我們把這些煤炭產(chǎn)生的能源用可再生能源，風(fēng)和光伏這樣的可再生能源來替代的話，那么就會大幅地降低去除原本由煤炭產(chǎn)生的碳排放，那么這是很大的一部分。

另一部分碳去除的技術(shù)是指類似于碳匯。碳匯包括自然碳匯和人為碳匯。自然碳匯就是森林、海洋，人為碳匯是比如直接空氣捕獲 DAC這樣的技術(shù)，從空氣中捕碳。自然碳匯實(shí)際上吸收率是有限的，目前來看潛力也就是110億噸每年，大概占到我們總量400億噸的27%左右。那么由此可以看到我們絕大多數(shù)的將來要實(shí)現(xiàn)中和，那么依賴的技術(shù)依然應(yīng)該是能源技術(shù)，依賴能源的替代來實(shí)現(xiàn)。

第二個部分是從系統(tǒng)科學(xué)的視角，我們來看為什么要實(shí)現(xiàn)碳中和。當(dāng)然最重要的原因是由于溫室氣體排放人為的碳排放每年在急劇得增長，帶來了我們的全球平均溫度升高了，較工業(yè)革命以前升高了1.1攝氏度。那么繼續(xù)接下去的話，我們到本世紀(jì)末可能會升高4攝氏度甚至是6攝氏度。

特別要注意的是，溫度的升高分布全球不均。很多地方可能會超過10攝氏度。鑒于如此大的溫升幅度一定會帶來很大的影響，它的影響是系統(tǒng)性的，涉及到了很多方面。系統(tǒng)性指的是涉及到自然系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、社會系統(tǒng)，當(dāng)然還有我們的人類健康系統(tǒng)。

氣候變化或者叫全球變暖會導(dǎo)致極端天氣洪澇，像加州的山火這樣的頻繁的出現(xiàn)，會影響我們的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，加劇全球區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展的不平等、收入的不平等，還會加劇我們的全球饑餓狀況，比如人為因素導(dǎo)致的氣候變化會降低21%的全球的農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)率，另外會影響我們的健康系統(tǒng)增加熱相關(guān)的死亡率。

研究顯示全球37%與高溫相關(guān)的死亡都可歸結(jié)于氣候變暖，而且這些氣候變暖很大程度都是由我們溫室氣體和碳排放所產(chǎn)生的，并且隨著我們老齡化的加劇，那么這個影響會更加增強(qiáng)，負(fù)影響會更加增強(qiáng)，因此我們需要去實(shí)現(xiàn)碳中和。

那么怎樣去實(shí)現(xiàn)？顯然離不開我們各個層級的工作，正因?yàn)樘寂欧攀且粋€系統(tǒng)性的問題，因此采取行動我們?nèi)?yīng)對也是需要有一個系統(tǒng)性的方案。

目前來看，從國際層面我們成立了剛才說的IPCC這樣的機(jī)構(gòu)，每年會聯(lián)合全球所有的國家去召開全球氣候變化的會議，來共同協(xié)商他的行動，那么代表性的行動就是簽訂了190余個國家簽訂了巴黎協(xié)定，各個國家承諾自己要實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)性的碳減排。

還有一個行動就是2020年中國帶頭，應(yīng)該說在發(fā)展中國家中間比較率先的去承諾實(shí)現(xiàn)碳中和。接下來有很多發(fā)達(dá)國家發(fā)展中國家陸續(xù)也承諾了碳中和。目前應(yīng)該有138個國家以上的國家都承諾了在不同的時間段去實(shí)現(xiàn)碳中和，包括40年、50年、60年甚至70年。這意味著各個國家都會匹配實(shí)質(zhì)性的行動來去應(yīng)對這樣的碳中和實(shí)現(xiàn)的挑戰(zhàn)。

對我們學(xué)者而言，我們需要開發(fā)強(qiáng)有力的工具去研究這樣的系統(tǒng)性的問題，比如涉及到了氣候系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，還有我們的能源系統(tǒng)。有一個方法叫做綜合評估模型，英文簡稱是IAM。它是研究這類問題的非常有力的工具。我們希望有更加強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)，更多的學(xué)者來進(jìn)行模型的投入的開發(fā)、模型技術(shù)的研究，然后提供更多維度的這樣的新發(fā)現(xiàn)，來給我們的決策者提供支撐，更加有效地來實(shí)現(xiàn)我們的碳中和。

個人層面當(dāng)然也有很多工作可以去做，尤其是加強(qiáng)我們的低碳宣傳，強(qiáng)化我們對碳中和的認(rèn)識。最重要的是要從個人的觀念上去轉(zhuǎn)變，從小事做起，助力我們的碳中和實(shí)現(xiàn)。

好了，以上就是今天廣播的主要內(nèi)容，謝謝大家，再會。

作者簡介：段宏波，中國科學(xué)院大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院教授、博導(dǎo)，長期從事資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)、能源-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境（3E）復(fù)雜系統(tǒng)集成建模、碳大數(shù)據(jù)與金融研究，是全球和中國碳中和綜合評估模型E3METL、CE3METL的領(lǐng)銜開發(fā)人，主導(dǎo)研發(fā)了宏愿3E碳中和公益平臺。以第一作者或通訊作者在Science、Nature及其子刊、Cell子刊、EARE、《管理世界》、《經(jīng)濟(jì)研究》等國內(nèi)外重要期刊上發(fā)表論文數(shù)篇。主持國家自然科學(xué)基金委杰出青年基金等項(xiàng)目，獲中國系統(tǒng)工程學(xué)會第六屆“系統(tǒng)科學(xué)與系統(tǒng)工程科學(xué)技術(shù)獎”青年科技獎等。