#千萬IP創(chuàng)科普 #省級三等獎：《零碳之都》

編輯：南江雪 校對：高 瑞 審核：楊鵬斌

第二屆寧夏中學生科普科幻作文大賽獲獎作品

中衛(wèi)市 中寧縣第一中學 2022級 虎玉國 指導老師：孫娟

全球變暖是人類的行為造成地球氣候變化的后果。“碳”就是石油、煤炭、木材等由碳元素構(gòu)成的自然資源?！疤肌焙挠玫枚?，導致地球暖化的元兇“二氧化碳”也制造得多。隨著人類的活動，全球變暖也在改變（影響）著人們的生活方式，帶來越來越多的問題。

2002年，南極洲一塊面積為3250平方公里的冰架脫落，并且在35天內(nèi)融化消失；并且根據(jù)美國宇航局的最新數(shù)據(jù)顯示，格陵蘭島平均每年要融化掉221立方公里的冰原，是1996年融冰量的兩倍。

所以實現(xiàn)碳中和目標刻不容緩，碳中和一般是指國家、企業(yè)、產(chǎn)品、活動或個人在一定時間內(nèi)直接或間接產(chǎn)生的二氧化碳或溫室氣體排放總量，通過植樹造林、節(jié)能減排等形式，可以抵消自身產(chǎn)生的二氧化碳或溫室氣體排放量，實現(xiàn)正負抵消，達到相對“零排放”。而碳達峰指的是碳排放進入平臺期后，進入平穩(wěn)下降階段。碳達峰與碳中和一起，簡稱“雙碳”。

減少二氧化碳排放量的手段，一是碳封存，主要由土壤、森林和海洋等天然碳匯吸收儲存空氣中的二氧化碳，人類所能做的是植樹造林；二是碳抵消，通過投資開發(fā)可再生能源和低碳清潔技術(shù)，減少一個行業(yè)的二氧化碳排放量來抵消另一個行業(yè)的排放量，抵消量的計算單位是二氧化碳當量噸數(shù)。一旦徹底消除二氧化碳排放，我們就能進入凈零碳社會。

實現(xiàn)碳中和的對策大概分為4種路徑：碳替代、碳減排、碳封存、碳循環(huán)。

碳替代：就是用清潔能源來替代傳統(tǒng)的化石能源。所替代的能源形式包括用電替代、用熱替代和用氫替代等。用電替代是指利用水電、光電、風電等“綠電”替代火電；用熱替代是指利用光熱、地熱等替代化石燃料供熱‘用氫替代是指用“綠氫”替代“灰氫”。比如國家重點研發(fā)項目的高溫氣冷堆榮成示范項目，其主要功能之一就是以核熱替代煤熱。碳減排：對于尚未實現(xiàn)替代的某些領(lǐng)域，減少排放、節(jié)約能源、提高能效就成為主要的途徑。比如建筑、基礎(chǔ)建設(shè)、交通等行業(yè)，在建材和鋼材的生產(chǎn)中減少碳排放，同時利用分布式測控系統(tǒng)等智慧樓宇技術(shù)，提高設(shè)備能效，協(xié)同電熱氣等能源統(tǒng)籌，使用更加高效低碳的能源動力系統(tǒng)。從源頭減少“黑碳”的排放量。碳封存：在一些集中碳排放的場景，比如大型火力發(fā)電、煉鋼廠、化工廠，在二氧化碳集中收集后，利用技術(shù)手段使碳以其他的形式與大氣隔絕并封存，徹底將這部分碳隔絕在大氣碳循環(huán)之外。目前地質(zhì)封存是碳封存的主要形式，封存場所主要為油氣藏、地下深部咸水層和廢棄煤礦等。使得化石能源的碳最終回歸地層。

碳循環(huán)：利用化學和生物手段實現(xiàn)大氣中的二氧化碳吸收，并讓這部分二氧化碳產(chǎn)生作用。主要包括人工碳轉(zhuǎn)化和森林碳匯。人工碳轉(zhuǎn)化是指利用化學或生物手段將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有用的化學品或燃料。森林碳匯是指植物通過光合作用將大氣中的二氧化碳吸收并固定在植被與土壤中，減少大氣中二氧化碳濃度。發(fā)揮“灰碳”可再利用的作用。

最近科學家發(fā)現(xiàn)地球內(nèi)部深處有一套機制，能夠吸收大量來自大氣和地表的碳排放，并把這些碳長期鎖在地心深處，達到減碳的效果。這項發(fā)現(xiàn)有助于科學家修正“氣候暖化"模型的各種評估和預測。

在此之前，科學家以為大氣和地表的碳排放被地球的碳循環(huán)機制帶入地下后，通過火山噴發(fā)的形式全部會再回到地面。上來。其中高達大約三分之一的碳元素會被地下深處的某種機制鎖住，被長期地留在地球內(nèi)部，在短期內(nèi)不會回到地面或大氣中。

研究稱，確切了解地球的碳循環(huán)機制，對碳排放后果的預測才比較準確，在此基礎(chǔ)上進行的“氣候暖化”議題的研究才合理?！澳壳拔覀儗Φ乇淼奶純Υ媪亢土髁康那闆r比較了解，但是對地球內(nèi)部存碳的機制不怎么了解。地球內(nèi)部的碳循環(huán)時間可長達數(shù)百萬年。”

研究介紹說，地殼板塊俯沖或地殼板塊之間彎曲變形這些板塊的變化，會把地表的碳帶到地下深處。在這個過程里，大量含碳的物質(zhì)，比如生物體的殘骸、貝殼這些物質(zhì)，都會被卷入地下深處。這是碳遷移的方式之一。此外，大氣中的二氧化碳也會通過海洋沉積物的途徑，沉入海底進入地下。這是碳遷移的另一個重要方式。

這份研究認為，大部分的碳酸鹽會沉到地下更深的地方，與來自大氣層的、通過海洋沉積物的途徑沉到地下的碳結(jié)合，最終變成鉆石。研究發(fā)現(xiàn)這些礦物質(zhì)非常穩(wěn)定，絕對能夠鎖住來自大氣的二氧化碳，把它們變成堅固的礦物質(zhì)形態(tài)，達到減碳的效果。

在全球氣候變暖已成為威脅人類生存和可持續(xù)發(fā)展的嚴峻挑戰(zhàn)，新冠肺炎疫情仍在世界范圍內(nèi)蔓延肆虐的重要時刻，“碳中和”“碳達峰”已經(jīng)成為世界各國未來幾十年發(fā)展的核心課題之一。 由于每個國家的實際情況不同，實現(xiàn)“碳中和”路線的側(cè)重點也不太一樣，中國提出了2030年和2060年兩個重要的時間節(jié)點，未來，碳達峰、碳中和將成為我國“十四五”乃至更長時間污染防治攻堅戰(zhàn)的重要目標。