碳匯的“負(fù)面清單”
首先,森林的
碳匯能力遠(yuǎn)沒有人們所想象般巨大。我國曾公布到2020年森林面積比2005年增加4000萬公頃,木材蓄積量增加13億立方米。即每年凈增加不足1億立方米,約等于每年削減幾億噸二氧化
碳排放,與我國每年超百億噸的排放量相比,收效甚微。
對各種碳匯進行比較,單位海域生物固碳能力是森林的10倍、草原的200倍。而森林每立方米蓄積量約吸收1.83噸CO2,釋放1.62噸O2。
海洋生物碳匯過程中,大量的貝類如牡蠣能夠?qū)⒍趸挤獯婧筠D(zhuǎn)化為牡蠣的甲殼,固碳期幾乎無限,可達(dá)數(shù)千甚至上萬年,屬于自然固碳。大自然中大量的貝殼甲殼化學(xué)成分都是碳酸鈣,由此導(dǎo)致海洋的碳匯量巨大。相比之下森林的碳匯量則小得多,但是其對陸地生物多樣性的貢獻達(dá)80%。很多人倡導(dǎo)通過在城外農(nóng)地上種樹來提高碳匯,實際上這一方案碳收益很低,例如對于沿海的
深圳市,與其花費大量的人力財力種樹,不如把深圳近海的紅樹林培養(yǎng)好,單位面積的紅樹林(包括海洋生物)的固碳量比森林固碳能力高出數(shù)倍甚至數(shù)十倍。
其次,光伏發(fā)電綜合減碳效應(yīng)明顯。除了自然固碳之外,還可以利用光伏進行減碳。一畝地的光伏板所減碳量和固碳量遠(yuǎn)高于一畝草原,在一些戈壁灘上建立光伏發(fā)電站,不僅能夠利用光伏發(fā)電,還能挽救和改良生態(tài),豐富物種多樣性和有效阻止沙漠化蔓延。因為高原地區(qū)(晝夜)溫差大,早晨的霧氣可以凝結(jié)在光伏板上,使光伏板下的沙地得到滴灌,有了水后自然就會長草。
內(nèi)蒙古磴口光伏治沙項目,電站規(guī)模5萬千瓦,占地面積約1700畝,板間種植苜蓿等防沙植物800余畝。自2013年并網(wǎng)以來,電站周圍植被覆蓋率從建站前5%上升到2018年77%,配合外圍防護林實現(xiàn)了沙丘全部固定,有效阻止沙漠化蔓延。項目每年通過生態(tài)治理可實現(xiàn)8556噸二氧化碳的固化。
太陽能光伏板的制造需要單晶硅原料的提煉,提煉后還需進行切割,不論是提煉還是切割都需要耗能,那么從全生命周期來看,是不是太陽能光伏板這種減碳方式并不合理?事實上,在十多年前這種顧慮是成立的,但是隨著光伏技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在的光伏板壽命和光能轉(zhuǎn)化率比過去明顯提升,而且全生命周期的能耗也因技術(shù)創(chuàng)新而成倍下降,根據(jù)當(dāng)前光伏板轉(zhuǎn)化效率和成本測算,一塊光伏板在安裝后3-5年發(fā)出來的電量就可以填補光伏板在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的全部能耗。
根據(jù)測算,
北京地區(qū)每畝太陽能板減碳能力相當(dāng)于15.4畝林地。太陽能光伏電站當(dāng)前的標(biāo)桿電價是0.3元每度電,而居民用電約為0.5元/度,工業(yè)用電約為0.7元/度。因此,只要光伏發(fā)電達(dá)到一定規(guī)模就有足夠的利潤。
再次,錯誤的植樹造林反而會增加碳排放。不同品種、不同樹齡的樹林,產(chǎn)生的碳匯量都不一樣。碳四類植物由于它的光合作用比一般碳三類植物高約一倍,例如玉米、高粱等,這些植物用同樣的水灌溉,但在成長的過程中吸收的碳遠(yuǎn)超其它植物。世界上碳四植物約有50多種,如果將他們中的部分進行轉(zhuǎn)基因培育,使其干莖生長更快,固碳效能更高,收割后利用余熱碳化,固碳的成本也將大大低于傳統(tǒng)的CCUS法。
此外,樹木碳匯也要注意“碳負(fù)面清單”,如果采用負(fù)面清單上的方式進行種樹,減碳效果不僅很少甚至?xí)鸬椒醋饔谩@绗F(xiàn)在很多城市還在將深山老林的老樹、大樹移植到城市中來,其實老樹大樹的新增碳匯效果是比較小的,挖、運、植的過程中反而要排放大量二氧化碳。而將樹木通過
交通工具遠(yuǎn)距離運送,實行異地種樹,也是一種高碳的行為。除此以外,還有一些非專業(yè)的種樹等不僅不是低碳行為,反而會造成高碳排放。最需要注意的是不能在年降雨量小于500mm的地方植樹,樹木成長需要大量水份,北方許多城市用水都只能依靠南水北調(diào),而這南水北調(diào)的水是實實在在的高碳水。特別是主張在沙漠種樹種水稻這類事情,絕大多數(shù)是荒謬的,即使能種樹,那也是依靠抽取大量地下水灌溉,這無異于飲鴆止渴。大家都知道胡楊的樹根可以深深扎根到數(shù)十米深,這些依靠地下水灌溉的樹木或水稻可能在前幾年會長的很好,但是地下水水量非常有限,一旦抽取過度,水位下降,即使有著“沙漠衛(wèi)士”的胡楊也無法幸免于難。
不同種植物在成長過程中所需水量不同,對植物所澆的水,植物只可能吸收0.5%-1%用于固碳,而其它99%的水都蒸發(fā)掉了。針葉樹產(chǎn)生1公斤生物量所需的水分最多,但水份足時,針葉樹的蒸發(fā)量成倍增長、但水分少時也可以存活。而闊葉樹則是水多水少都會蒸發(fā),水少的話甚至還會死掉,綜合表現(xiàn)來看,桉樹表現(xiàn)的最好,所需水量最少但在北方地區(qū)無法存活。
總結(jié)一下,通過推廣光伏治沙項目,可以實現(xiàn)既治沙又發(fā)電,而且通過凝結(jié)的水蒸氣還可以進行沙漠綠化。另一方面還可以推廣的項目是發(fā)展風(fēng)光電-水-土-林-匯模式,通過采取擴大人工造林和增加土壤固碳潛力兩個措施來進行固碳。目前在美國等一些發(fā)達(dá)國家正專注于發(fā)展碳捕捉技術(shù),這是固碳的有效辦法,但綜合其收益與成本來看,并不值得廣泛普及,當(dāng)前我們不能盲目學(xué)習(xí)推廣美國高成本、高耗能的碳捕捉技術(shù),而是應(yīng)該促進生物質(zhì)自然碳捕集與封存發(fā)展。