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未來二氧化碳還有哪些利用價值

圖文 更新时间:2024-11-28 21:42:00

最近,社會上最火的話題,除了三星堆,就要數“碳”了。三星堆是不是外星人留下的,科學家已經有了定論。但是對于這個“碳”,到現在,國際社會還吵的沸沸揚揚。這裡所說的碳,不是煤炭,而是二氧化碳。對一種氣體,為什麼争議那麼大,對我國又意味着什麼?今天我們就來聊一聊。

說到二氧化碳,給人的第一反應,它是個有害氣體,室内不能濃度太高,否則會讓人中毒甚至死亡。

晉朝時,有人就發現了它的存在,那時流行煉丹,什麼東西都要試着燒一燒,在燒白石,也就是石灰石的過程中,發現隻要遇到水,就會複燃,冒白煙,古人覺得非常神奇,就記錄在《博物志》中。這個白煙就是對二氧化碳最早的記載。

就是這個我們每天都接觸的,毫無存在感的氣體,從上世紀70年代起到現在,它竟然深刻影響了人類幾十年的政治,經濟和社會發展曆程。這是怎麼一回事呢?

未來二氧化碳還有哪些利用價值(全世界都在關注二氧化碳)1

這還要從200年前說起,當時有個法國人叫傅裡葉,他的經曆非常豐富,小時候是個孤兒,長大後跟着拿破侖南征北戰,後來還當了地方官。但他一直對物理非常癡迷,就在1820年,他通過研究,得出一個驚人結論,如果單靠太陽照射的熱量,地球的平均溫度應該在零下10幾度,常年冰封,不适宜人類生存。而現實是,地球的平均溫度在15度左右,這個結果明顯和計算不符。于是他做了許多大膽推測,其中一種認為,大氣層是隔熱屏障,能阻止地球的熱量向太空流失。這是國際公認的,對溫室效應最早的研究。

雖然還不精确,但方向找對了。按照現在的研究來看,事情是這樣的,地球吸收了太陽的熱量後,會向外放出長波熱輻射,而這些熱輻射,除了20%流失到宇宙外,剩下的80%都被大氣層吸收了。吸收了熱輻射的大氣層,反過來,又會向外散發熱量,其中的60%向下方,也就是朝地面散發。這樣一來,人類生活的低層空間就被地表和大氣層熱量,兩面夾攻,氣溫就這麼升高了,這就是溫室效應的由來。

這裡有一個關鍵問題,為什麼大氣會吸收熱量,因為有所謂的溫室氣體。大氣的組成非常複雜,其中氮氣和氧氣占絕大部分,但是他們并不會明顯吸收熱量。大量吸收熱輻射的,是水汽,二氧化碳,甲烷等,它們被統稱為溫室氣體。

順便說一下,推升氣溫最明顯的氣體,不是二氧化碳,而是水汽。占了整個溫室效應的60%以上,大家想想,夏天下雨前,那種悶熱的體感,就全明白了,就是空氣中的水汽太高了。可是水汽是自然形成的,也不好人為控制,畢竟很多地方還指望它下雨,所以就把重點放在了二氧化碳上。

二氧化碳占了溫室效應的30%左右,自從1880年第二次工業革命後,地球溫度就快速上升,到現在已經上升了1.1度,同時期,空氣中二氧化碳濃度上升了40%。有研究說,如果濃度翻一倍,氣溫将上升2-5度。

當年巴黎氣候大會,設定了一個目标,就是要将氣溫上升控制在2度以内。為什麼是2度,因為超過2度,南北極冰川的融化速度,就會指數級加快,緯度低一點的地方,比如格陵蘭地區的冰層将會全部融化,整個海平面上升7米,後果就是包括倫敦,上海,孟買等沿海城市會被海水倒灌。

這麼看起來,科學研究已經很充分了,還有什麼好猶豫的,全世界團結起來,節能減排吧,動作慢了,許多海景房就真的到海裡去了。

未來二氧化碳還有哪些利用價值(全世界都在關注二氧化碳)2

事情可沒那麼簡單,因為國際上有一部分人,壓根不信這套理論,認為這是個大陰謀。他們為什麼會這麼想,這個還要從上世紀70年代說起。

當時的氣溫可比現在要冷,事實上從40年代起,到70年代末,平均氣溫一直在下降。當時BBC這類媒體,整天播放的是,地球要進入下一個冰河期了。沒錯,當時的主流聲音是擔心全球氣候變冷。

前面提到,這次氣溫上升是從1880年前後開始的,但在這之前,人類剛經曆了長達400百多年的小冰河期,這段時期對人類來說,簡直不堪回首,全球性的普遍饑荒導緻人口銳減,其中最冷的時期,大約在1700年前後,平均氣溫比現在要低2度,可不要小看這2度,就拿我國為例,當時正處于明末清初,史學界一直有一種觀點,明朝的滅亡與小冰河期的極端天氣有直接關系。

明末氣溫降低,導緻雨水減少,天下大旱,旱災又帶來了蝗災,全國糧食大幅減少,據史料記載,崇祯皇帝繼位起,“崇祯元年,全陝天赤如血。五年大饑,六年大水,七年秋蝗、大饑,八年九月西鄉旱,略陽水澇,民舍全沒。九年旱蝗,十年秋禾全無,十一年夏飛蝗蔽天……十三年大旱……十四年旱"。

所有的天災都來了一遍,人都快餓死了就什麼都顧不上了,才有了李自成的造反。天災人禍,等到清初時,全國人口減少了一半。同時期的歐洲也爆發了一系列的大饑荒,人口銳減。所以,1970年代的持續降溫,讓大家擔心災難又要來了。

這時有個瑞典科學家叫博爾特·伯林,他小心翼翼的提出,因為人類大量燃燒化石能源,排放二氧化碳,氣溫在不久的将來,會不斷上升的。當時主流科學界根本不認可這種理論,甚至覺得不該讓他到媒體上胡說八道。

可是說來也巧,沒過多久,氣溫真的開始上升了,而且更重要的是,有人看中了他的理論,這人就是我們耳熟能詳的撒切爾夫人。當時撒切爾夫人的日子可不好過,國内,煤礦工人大罷工搞的她焦頭爛額,國際上,因為美國等西方國家支持以色列,中東石油國家對西方世界石油禁運,對英國經濟造成嚴重影響。撒切爾覺得既然石油和煤炭都不靠譜,那就大力發展核能吧。而全球變暖的理論正好符合她的要求,因為核能不會産生二氧化碳,不會對氣候造成影響。

于是她要求英國皇家學會全力研究這一方面,而一旦政治家參與進來,錢就會向這個領域源源不斷的流入,英國是最早發布大型報告,預測氣候變暖帶來災難的國家。慢慢的,這套理論在歐洲的影響越來越大,竟然發展成了一場社會運動,各類組織都加入進來,環保人士,反戰人士,甚至反資本主義的人都積極參與其中,因為在他們看來,二氧化碳是一種工業化氣體,是資本主義的象征。

未來二氧化碳還有哪些利用價值(全世界都在關注二氧化碳)3

正是因為有各種因素參與其中,反對這套理論的人認為,這已經不是單純的學術研究,已經變成了一場政治正确的運動,甚至發展成了一門産業,無數人靠此生财緻富。

他們認為導緻氣溫上升的,根本不是人為因素,而是頭頂的太陽。如果某一階段,太陽活動劇烈,地球溫度就會上升,反之則會下降。另外,就算說到二氧化碳,人類也遠遠不是最大排放者。動物每年産生1500億噸二氧化碳,是人類的幾十倍。而地球上最大的二氧化碳來源是廣闊的海洋。大海是個調節器,在氣溫上升時會釋放二氧化碳,在溫度下降時,又會溶解這些氣體。

所以在他們看來,減少溫室氣體排放是沒有用的,人類無法控制氣溫變化。現在雖然溫度上升了,可是過些年,太陽活動變化了,氣溫自己就降下來了。

以上就是懷疑者,看待全球氣候變暖的視角,可是他們忽略了最重要的一點,讨論氣候變化的初衷是什麼。讨論的目的是,如何緩解氣溫變化對人類的影響。

現在氣候變暖是客觀事實,這是由每年的氣象數據做依據的,這一點連懷疑論者也承認,他們所反對的是,氣溫升高到底是人為因素造成的,還是自然因素造成的。

他們歸結為自然因素,也就是太陽活動造成的。可就算是太陽活動造成的,誰也沒那麼大本事,去控制太陽的活動規律,所以懷疑論者,拿不出任何解決辦法,隻能被動的等待氣候變化。

客觀的講,氣溫上升肯定同時既有人為因素,又有自然因素,事物本身就是互相聯系,互相影響的。至于哪一方面更重要,并不妨礙解決方法的提出,因為我們能做的,隻有控制人為排放二氧化碳這一條,其他的因素,比如太陽活動,雲層,火山,厄爾尼諾等,我們都無能為力。

有人說,如果主要因素真的是自然形成的,人為的影響很小,那我們以犧牲經濟發展為代價,去控制溫室氣體又有什麼意義呢。

我想說的是,首先,人類的命運要掌握在自己手中。太陽的活動周期不可控制,我們不能單單指望幾年後,太陽活動就變了,氣溫就自然下降。如果這次的周期是幾百年,氣溫不斷上升,難道就一直被動等待嗎。這是在讨論,影響幾代甚至十幾代人的大問題,不能什麼都靠運氣。

對于氣溫上升對人類有多大影響的問題,也是一樣的,海平面會不會大幅上升,沿海城市會不會被淹,糧食會不會大幅減産,這些都是不能試錯的問題,如果真給淹了,難道還有辦法把海水再凍回去嗎。

其次,既然事物是相互聯系的,我們就必需要把影響氣溫的各種因素,作為一個整體來看待。

比如,人類大量排放溫室氣體,氣溫上升肯定更快,氣溫越高,海洋受熱後,釋放的二氧化碳就更多,更加加劇氣溫的上升。

又比如,天上的雲層是由水汽凝結而成,氣溫越高,雲層受熱後又會蒸發成水汽,雲層少了,太陽對地球的熱輻射就更明顯了,而且雲層消散後形成的水汽,本身就是一種溫室氣體,也會加劇氣溫的上升。

所以說,目前來看,人為減少二氧化碳排放,是抓住了問題的關鍵點。通過抓一點,來影響整體。

未來二氧化碳還有哪些利用價值(全世界都在關注二氧化碳)4

在來說說對于我國的影響。前不久,我國提出,力争在2030年前實現碳達峰,2060年前實現碳中和。最近股市中,漲得最好的股票就是碳中和概念股。

什麼意思呢,就是說,我國要在2030年前達到二氧化碳排放的最高值,之後就必須要不斷下降,不能再超過這個峰值了。

在2060年前,我國人為排放的二氧化碳,要通過植樹造林,節能減排能手段,相互抵消掉,實現“零排放”。

所以最近搞風能,太陽能的公司股票漲的特别好,就是這個道理,因為背後有個上萬億的大市場。

不得不說,我國在機遇的把握方面,抓的特别準。目前,碳中和在世界範圍内已經形成了趨勢,幾乎所有主要經濟體,都提出了碳中和的目标。這意味着一個時代的轉折,由化石能源慢慢轉變為綠色能源。

我國正好抓住這個契機進行能源轉型,擺脫石油大量進口的瓶頸。别的不說,太陽能就大有可為。

未來二氧化碳還有哪些利用價值(全世界都在關注二氧化碳)5

我國西部地區,原來給人印象,幹旱,炎熱,現在返到成了它的巨大優勢。那裡的太陽能資源極其豐富,尤其是青藏高原,海拔高,日照時間長,太陽能資源僅次于撒哈拉沙漠,排世界第二。另外,新疆,内蒙,甘肅等地也非常豐富。

據統計,我國太陽能資源最豐富的地區,占了國土面積的22%。在加上我國的光伏産業非常強大,占據了70%的國際市場,由于競争和規模優勢,太陽能發電成本已經和火力發電差不多了。

現在最大的問題是,光伏發電的“棄光限電”問題。簡單介紹一下,因為太陽能資源主要集中在西部,當地光伏發的電實在太多了,而那裡的工業基礎相對薄弱,根本用不完,又不好儲存,隻能把多餘的電力都放棄了,非常可惜。

那有人問,為什麼不直接輸送到東部來呢。因為這個又和太陽能發電的特性有關,它受天氣的影響太大,白天産生很多電,晚上又一點作用沒有,導緻光伏電站的輸出功率會有變化,通俗的講就是電壓,電流很不穩定,并網時會對電網有安全隐患,所以通常的做法是,當地發的電,當地自己消化。在電力過剩的情況下,電網經營單位出于安全考慮,就會限制,甚至拒絕光伏電力。

這個問題可以解決,就是通過再找一個發電來源,比如風電,水電等,與光伏形成互補,形成穩定的電力功率輸出,就能保障電網穩定運行,這就是“水光互補”,“風光互補”。

另外一個因素,就是電網的傳輸距離,目前我國長距離輸電,還是以500千伏的超高壓電網為主,這裡有個“經濟輸送距離”的問題,因為電網在傳輸過程中,本身會有損耗,距離太長,損耗太大就不劃算了,所以超高壓電網的傳輸距離通常在600-800公裡。而我國西部到東部,至少都要1-2千公裡,距離太遠。

好在我國技術實力雄厚,也有辦法解決,就是建造1000千伏的特高壓電網,傳輸距離可以達到1500公裡以上,1條特高壓線路抵得上5條超高壓線路的傳輸能力。總之,辦法總比困難多,問題都在逐步解決,棄光限電情況已經比前幾年好多了。

去年,一年内我國新增的,可再生能源發電設備規模,相當于120座核電站,可見我國對于控制碳排放的決心有多大,對于我們普通老百姓,如果想跟上這波紅利,或許買個光伏的龍頭股,一直放個3-5年,應該會有不錯的收益。

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