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杜祥琬:应对气候变化为中国发展带来机遇

爱美绿·Lovinggreen 2012-2-23 Bookmark and Share

  说起应对气候变化,人们首先会想到节能减排、减少温室气体排放,而减少以二氧化碳为主的温室气体排放,制约着化石能源的使用。

  在我国目前以化石能源为主的能源结构下,在工业化快速发展、能源消耗总量继续增加的阶段,限制化石能源似乎就会限制经济发展。

  因而,人们很容易地把应对气候变化和制约发展联系起来。甚至有人把气候变化问题,视为是发达国家为了限制发展中国家经济发展而人为制造出来的伪科学,认为低碳是一个陷阱。不错,国际上的确有人企图要我们承担过分的减排义务,以此限制中国的经济发展。人家设陷阱并不奇怪,不往里跳就是了。重要的是,节能减排并不是源自国际气候谈判的舶来品,而是建设“资源节约型环境友好型社会”的必然要求,是中国自身健康发展的内在需求,何况气候变化本身是一个现实而严肃的科学问题。必须从国家乃至全球科学发展的战略高度,来认识节能减排和应对气候变化的重要意义。

  应对气候变化,为加快转变经济发展方式带来机遇

  气候变化是一个全球性的重大环境和发展问题。应对气候变化已成为可持续发展的重要内容,将对各国的能源资源战略产生直接影响,催生新的经济增长点,并涉及经济社会发展的一系列战略选择,推动国家乃至人类发展方式的转变。

  过去的30年,中国快速发展,成就巨大,举世瞩目,但也积累了“不平衡、不协调、不可持续”的深层次矛盾,资源、环境的压力持续增大,中国经济已走到了一个必须“转型发展”的阶段:由比较粗放的发展转向科学发展,由资源的低效高消耗转向资源的节约高效利用,由牺牲环境转向环境友好,由低端产业的规模扩张转向高质量、高附加值的发展,由投资、出口驱动转向内需、创新驱动。必须“坚持以科学发展为主题、以加快转变经济发展方式为主线”谋划今后的发展。

  推动我国实施绿色低碳能源战略 “十五”以来,我国能源消费总量增长过快,十年增长2.2倍,对资源环境带来巨大压力。2010年,我国GDP占世界生产总值9.5%,但能源消耗已占全球的19.5%,能源排放的污染气体居世界之首,温室气体占世界的近四分之一。我国煤炭的年产量已达30亿吨,其中只有一半符合科学产能的标准。单位GDP的能耗、污染排放和碳排放都过高。这既和发展阶段、产业结构有关,又和能源系统效率不高有关。

  靠着掠夺全球资源,在二百多年间美国达到了相当高的现代化水平,但同时也养成了过高的人均能耗,美国的人口不到世界总人口的5%,每年的能耗却占到世界总能耗的20%,如果世界各国都达到这个水平,就需要四五个地球才能养活,那将是人类的灾难。

  简单的数据表明:中国只能以显著低于美国等发达国家的人均能耗实现现代化,这就是为什么我国要走“新型工业化道路”,而不能走美英工业化道路。显然,中国的科学发展呼唤绿色、低碳能源发展道路,它的三个要素是:节能;化石能源的高效、洁净化利用;发展非化石能源。这些战略要素既导致绿色,又导致低碳,这个能源战略是经济——环境双赢的战略,是中国可持续发展的内在需求。

  与此同时,全球应对气候变化的主流战略也要求各国走绿色、低碳的发展道路。应该说,出于我国内在需求的战略客观上顺应了应对气候变化的要求,后者又反过来促进着我国自身需要的绿色、低碳发展,是转型发展的推动力和战略机遇。无论对气候变化有多少质疑,这个绿色、低碳发展战略都应该是稳定的、坚定的。

  应对气候变化还推动我们对中国能源的长期战略作深入的前瞻性研究,并促使我国科学地把握资源消耗和环境容量的边界。

  节能将成为我国转型发展的一个标志 目前我国单位GDP的能耗比世界平均水平高一倍多。我国对降低单位GDP能耗和碳排放作出承诺,首先是自身转型发展的需要。

  在降低单位GDP能耗的同时,应该理智地控制化石能源的总量。我国能源需求不应长期保持高速增长,经济发展不能长期依靠初级生产力要素的高投入,而应注重发展的质量和效益。根据我国煤炭科学产能的实际能力,并考虑到其他能源的实际供给能力,将2015年我国的能耗总量控制在40亿吨标煤左右是必要和可能的,并应成为我国经济转型发展的一个标志。

  化石能源的高效、洁净化利用和发展非化石能源是两个重要的战略方向 目前我国的一次能源结构中,化石能源约占90%,仅煤炭就占70%左右。在相当长的时间内,煤炭的高效洁净化利用必然是节能减排工作的一个重点。整体煤气化联合循环(IGCC)具有大幅提高能效和减排二氧化碳的明显优势,而以煤气化为核心的煤基多联产是高效协同利用煤炭的重要途径。煤炭与可再生能源的协同利用,也有不小的潜力。石油是重要的交通燃料和化工原料,我国石油的对外依存度已高达55%,必须大力节油、发展替代、用好国内外两个资源。天然气是化石能源中相对洁净的能源,提高其在我国一次能源结构中的比重,应是我国能源战略的一个亮点,也是应对气候变化国家战略的组成部分。

  非化石能源包括可再生能源和核能。推动可再生能源的战略地位由目前的补充能源逐步上升为替代能源乃至主导能源之一。在安全的条件下,积极稳妥地发展核电是我国经济——环境双赢的战略选择,核能以其清洁和能量密度高而具明显优势,福岛等核事故留下了宝贵的经验教训,必将促进核电技术和管理的进步。我国核电需高度重视全产业链各环节的平衡、协调发展。我国非化石能源在总能源中的比重,目前不到10%,预计“十二五”末将达到11.4%,2020年应达到我国已承诺的15%,而2050年有望达到40%左右,为优化能源结构、减少温室气体排放作出重大贡献。

  适应气候变化的农业 农业是国民经济的基础,十三亿人口的国家必须把解决好“三农”问题放在经济的首位。气候变化对农业的影响是复杂的,变暖对农业可能有正、负两方面的影响,但如果是发散性的变暖趋势,反常气候和灾害天气增多,则可能对农业带来灾难性的影响。研究这些影响、研究可能的适应和减缓措施(例如,充分利用高浓度二氧化碳的肥效作用就是一种思路),为农业决策提供科学依据,显然是十分重要的。

  减缓气候变化的林业 中国的可持续发展、人民对环境宜居的诉求,要求保护和发展林业,这和应对气候变化要求发展碳汇的方向完全一致,我国已承诺的2020年提高森林覆盖面积和森林积蓄量的目标,体现了这个一致性,也体现应对气候变化对国家绿色发展的促进作用。推而广之,林业发展战略还可进一步扩大到对中国的生态风险进行分析评估,提出适应策略和长期战略设计。

  促进垃圾分类资源化 农林废弃物和生活垃圾的就地焚烧和简单填埋,是温室气体和可吸入颗粒物的重要排放源。必须在全社会倡导垃圾的无害化处理,根本出路是作好源头分类和资源化处理,其中有相当一部分是生物质能的利用,这将带动一系列技术进步,甚至培育出一个很大的产业。是落实“资源节约型、环境友好型”社会的重大举措,也应看作是应对气候变化国家战略的重要组成部分,而且对提高全民科学素质具有深远的意义。

  创新城市化模式 我国正处在快速城市化的阶段,但什么样的城市化才是科学的、以人为本的、可持续的?这是一个值得深思的问题。应对气候变化也为我们提供了一个思考的视角。全球有一半人口居住在城市里,城市消耗了全世界75%的能量、排放出全球约80%的温室气体,城市、尤其是大型城市同样是全球变暖和环境恶化的始作俑者和牺牲品。目前我国的城市化存在着贪大求快,低成本扩张倾向,对环境容量缺乏全局性、前瞻性评估,基础设施滞后,公共服务缺失,社会保障不强,对生态环境投入不足、追求表观靓丽、而内在脆弱。宜居的城市使生活更美好,不宜居的城市也会使生活更苦恼。城市化的同时,不能把农村的进步抛在后面,只有乡村也变得宜居,城乡和谐,生活才能真正美好。因此,中国的城市化不宜把重点放在几个大都市的发展,而应以建设宜居的中小城镇群为重点,以利于人与自然和谐,城乡和谐和应对灾害,并使人们有可能得到尽可能公平的公共服务。走出中国特色的循序渐进、科学发展的新型城市化道路。

  应对气候变化,推动国家基础设施建设的完善

  气候变化对现有基础设施的可用性和适应性提出了新的挑战和改进的思路;也为新的基础设施和基础能力的建设提供了新的视角。

  完善水安全基础设施是重大战略 气候变化可能对中国的水安全提出新的挑战:变暖和反常气候变化可能导致干旱和洪涝更为频繁;降雨模式的改变会导致城市饮用水的可获得性发生改变,这将影响城市的增长模式。需要在气候变化环境下,更深入研究水资源的可供性,允许的水消耗和供需的可持续性。由此提出加强水安全基础设施建设的策略群:节水工程,确立以科学供应满足合理需求的供需模式和相应的政策,包括各级的水需求管理,以避免最恶劣气候条件下出现水荒和水灾的不利后果;加强城市排水排污、排涝系统的规划和建设,建设源头控制、强化下渗、蓄滞结合的内涝防治体系,要“从住宅、公共建筑的雨水收集利用着手,削减雨水冲击负荷;多建下凹式绿地和公共空间、透水路面等,增加雨水的蓄滞和渗透能力,减少地面径流。”大力推进雨污分流,建立新的内涝防治标准。留水工程,让天然降水更多留存下来,减灾增供,潜力很大;水利工程,包括科学论证引水工程、农田水利工程、海水淡化工程以及由于海平面升高和台风等灾害天气增多提出的海岸带工程;水资源保护和水污染治理更具重要性,以便为国家和子孙后代的持续发展提供水安全的保障。

  解决好与水有关的防灾、减灾、水安全和水环境问题,必须城乡统筹,逐步加强农村的基础设施建设,城乡共建是解决好水安全问题的长远大计。

  环境与气候监测体系的完善 国家需要建立完善的对污染排放的监测,对温室气体的监测,对气候的监测和生态、环境的监测。

  这个监测系统可利用的手段有:地基观测网站体系并逐步建立天基观测体系:利用多种技术手段,对大气参数的变化进行监测,利用多种人造卫星的星座,监测地球表面温度、大气温度、大气中温室气体及污染物的浓度,“改进从地表至太空各垂直高度上的观测”,监测海洋、冰盖、森林等的变化,与理论模拟结果进行比较,校正理论模型。并可用来监测灾害的发生发展,研究各种“地球工程”干预气候变化的可能性与科学性。

  完善这个监测体系对我国的可持续发展提供自然环境及其趋势的信息,也可更主动地应对国际MRV(可监测、可汇报、可核查)的磋商。

  将气候变化因素纳入环境评价体系 随着国家的进步和人民生活水平的提高,人们的环境观念也在进步,对改善环境的诉求不断提高,环境建设已成了社会安定和生活幸福的要素和基本建设之一。面对现实存在的环境欠账,中国科学院有关专家的分析表明:2020年,如果要保持2000年的环境质量,单位GDP的环境影响要降到2000年的1/4;如果要求环境质量有更明显的改善,则单位GDP的环境影响要降到2000年的1/10。可见环境问题的严重程度,大气、水、土壤等三大污染问题都已相当尖锐。因此,在新的发展阶段,必须把环境质量作为科学发展的重要指标,也必须把环境质量作为各级政府政绩考核的重要指标。将PM2.5列入空气质量报告,将同时有助于减少污染排放和温室气体排放。将气候变化因素纳入环评指标的相关研究,在此基础上考虑制定新的环评指南。制定相关环境经济政策时,要对二氧化碳予以考虑,运用经济手段达到节能减排和减少温室气体排放的多赢效果。

  广义智能能源网建设 电网是国家的重要基础设施,随着新能源的发展、信息技术、特高压技术的进步,使建设一个安全可靠、经济高效、对新能源友好的智能电网成为必要和可能。我国国情的特点(如能源资源和用户分布极不均衡)也必然给我国的智能电网带来中国特色。考虑到气候变化以及风能和太阳能的比重会逐步提高,我国智能电网除提高对电源侧和用户侧的实时监测、智能调节、风险防控和应急处置能力外,也宜考虑把气象、气候监测网与电网联动起来,发挥它对天气的“侦察”功能,也发挥它对太阳能、风能电源侧的预测、预报功能,以及对灾害天气的预测、预报功能。电网与气象网结合,形成“测、报、防、控、抗、救”完整的防灾减灾体系链。更进一步地可使电网、天然气网、供热(冷)网、水网和气象网协同起来,形成一个高效、互动的广义智能能源网,成为一个现代化的国家基础设施。

  基础数据库的形成和发布能力建设 科学发展离不开“心中有数”,完整、准确地掌握事关可持续发展的准确数据,是科学评估和决策的基础。如能源、环境、生态、生物多样性、资源、气候、健康……的系统性的数据。支撑基础数据的工作包括实际观测、理论计算、收集整理和评估编纂。在部门和地方工作的基础上,形成国家的数据库很有意义。还应逐步做到对全球有关数据的掌握,进行科学的分析评估,并有能力作必要的全球发布。这一基础工作的完善和能力的提高,不仅会增强我国在气候变化和在国际领域中的话语权,也是国家进步的重要标志之一。

  应对气候变化,将有力地带动国家基础研究的进步,推动创新型国家的建设

  围绕人类生存环境的可持续性,认识和应对气候变化提出了广泛而丰富的基础研究课题,可有力地带动国家基础研究水平的提升,促进原始创新和学科交叉,支撑科学发展,引领未来,并强化我国在国际科学界的话语权。

  基于大气科学的可持续地球综合模拟 气候变化的复杂性在于其物理因素众多、密切相关、且存在非线性行为。气候建模本身就是一个复杂的工作,不仅包括了大气、陆地、海洋、植被、冰川及大气化学等因素,也计入了与人类活动有关的全球碳循环、气溶胶等,太阳的作用是作为一个重要的输入。气候模式不仅包括求解有关的方程组,更离不开大量的物理参数,越精细求解,计算量越大,也可称为气候云计算体系。发展气候模式与空气污染模式相耦合的模式,建立共同预报和风险评估的科学基础,更完整地把人类的群体行为纳入气候建模中,是一个有难度和特点的工作。大气科学研究的一个具体目标,就是建立高置信度的气候系统模式,求解这样的气候模式,将使人们深入理解人类与气候的相互作用,以及是否存在人类影响气候变化的临界点。反之,也将进一步认识气候变化对人类活动可持续性的制约。

  地理工程学 包括气候在内的全球和地区性的多种变化,提出了许多涉及跨学科的对策研究课题。它又会使人们进一步深化对工业化和城市化应有的科学模式和可持续性的认识。同时,地下空间也被用作二氧化碳封存和工业废弃物及核废物地质储存的场所,这些事情必须与水资源保护、食物生态系统维护、土壤保护、国防安全等关联起来,进行综合研究。尤其重要的是,只有在这种综合研究的基础上,才能提出可持续发展的地下基础设施建设的科学方案。这是涉及地学、力学、生物学、机械、材料及信息技术等交叉学科的工作。人类是否有可能实施一些全球尺度的“地球工程”,不对生存环境带来负面效应,又能遏制气候变化的不利影响甚至改变气候,也属于这一研究领域。

  海洋与气候学 海洋不仅有巨大的吸收CO2的能力,而且海洋吸收和储存能量的能力可以缓冲极端气候变化;另一方面,海洋表面温度和洋流对大气有重要影响,而海洋表面的蒸发是地球上大部分降水的来源;海洋溶解过多的CO2,会导致海洋酸性增加,从而打破海洋的化学平衡,破坏海洋生态系统(含鱼类);气候变化会改变海平面的高度和海洋盐度,海洋温度上升可能使海底天然气水合物融化,释放甲烷,后者又会反过来导致温度进一步上升,而天然气水合物(可燃冰)是重要的能源资源。海洋与气候学的研究不仅对认识气候变化十分重要,而且对人类认识、保护和利用海洋生物和资源具有重大意义。

  冰雪研究的多重意义 冰雪和气候变化是互相影响的重要因素,覆盖陆地面积约10%的冰和雪通过对太阳辐射的反射,影响着日地之间的热交换,极地海冰覆盖状况的变化是气候变化的先兆者、指示剂,又是气候变化的驱动者。2011年11月15日我国发布的《第二次气候变化国家评估报告》指出,近60年间,我国陆地表面温度上升导致大部分冰川面积缩小一成。三江源地区绝大部分冰川表现为后退。这些明确的结论值得引起高度重视并深化规律性的研究。冰的形成和融化会影响海洋的温度、盐度和海水面的高度。冰川积累和融化模式受到全球气温和天气模式变化的直接影响,又影响着人类淡水供应这一重大问题。高海拔地区雪线的变化影响着该地区的生态系统和生物多样性的变化,而北极海冰的变化可能会引起生物链的连锁反应,乃至引发自然界和社会性的重要后果。

  陆地与气候的相互作用 气温上升会引起冰川储水融化、湖泊淡水更快蒸发,从而严重破坏饮用水的供应。陆地上的森林是重要的碳汇,但碳汇作用的大小可能与气候带有关:热带森林的碳汇作用可能强于北纬地区。人类对土地的利用方式会影响碳循环和气候,这个影响包括生物地球物理作用和生物地球化学作用,研究会有助于评估和预测土地利用变化对气候的影响,促进政府有关决策的科学化。气候变化会导致森林和农作物生长带的转移,动物的迁徙,物种分布的改变,引起生态系统和水文循环的变化,这些对人类的生存环境意义重大。变暖使陆地上的永冻土融化,导致向大气排放温室气体,但升温又会导致苔藓的生长,而后者有吸收CO2的作用,需要弄清楚哪个作用更强。

  气候变化中的生命和生态系统 气候变化可能打破生态系统中各物种间原有的平衡,影响植物的生长和动物的繁衍,甚至影响到人类的生存。而动植物有机体不仅为人类提供衣、食、住的资源,还调节着地球村的温度、湿度和呼吸所需的氧气,生物调节着大气的成分,参与碳循环,从而影响气候。研究已经表明了气候变化对生物多样性的影响,北极熊和红树林受到威胁是例证。研究在气候变化下生物的进化、遗传以及生物的适应能力显然很有意义。气候变化诱发的变化(如新植被的生长)又会反过来影响气候,这个反馈是正反馈还是负反馈,将决定这个过程是收敛还是发散(灾变)。人类作为一种特殊的生命存在,既可能是气候变化的责任者之一,又承受着气候变化的后果。同时,人类也可能作出自己的努力,去适应、缓解或改变气候变化的进程。

  结 语

  应对气候变化限制落后产能,推动技术进步;限制粗放发展,促进科学发展;限制环境污染,推动生态文明。

  应对气候变化的行动可归结为“减缓”和“适应”两大类,应对气候变化为转变发展方式带来机遇,促进国家基础设施建设的完善,进而推动国家一系列基础科学和基础技术的课题,提高国家基础研究水平。这表明,应对气候变化与科学发展,在方向上是一致的。全球气候变化提出的挑战,实质上是对国家乃至人类发展方式的挑战,应对气候变化带来的机遇正是转变发展方式、走向可持续发展的机遇,必将为国家和人类创造更为健康的发展道路作出贡献。

 

原文链接:杜祥琬:应对气候变化为中国发展带来机遇


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