氣候變化與BECCS減排潛力的反饋機制
目前具有共識的是,大幅減少化石燃料的二氧化碳排放將減緩氣候變化。但在大多數情景下,仍需要在全球范圍內采用大規模負減碳技術將全球變暖限制在2°C以內。
而生物質能作為最具潛力的可再生能源,已成為僅次于煤炭、石油和天然氣的第四大能源。其中,生物質發電技術是目前最成熟、發展規模最大的現代生物質能利用技術。燃煤發電廠的改造是眼下的路徑之一。比如通過利用木質纖維素能源作物或殘余物中的生物質來替代化石燃料發電,這被認為是綜合評估模型(IAMs)中一種具有成本效益的選擇。
生態環境部部長黃潤秋在9月15日的“中國這十年”系列主題新聞發布會上介紹,十年來,我國碳排放強度下降了34.4%,扭轉了二氧化碳排放快速增長的態勢,
綠色日益成為經濟社會高質量發展的鮮明底色。
黃潤秋表示,十年來,我國穩步推進能源結構調整,不斷優化升級產業結構。煤炭消費占一次能源消費比重由68.5%下降到去年的56%,非化石能源消費占比提高了6.9個百分點,達到了16.6%??稍偕茉窗l電裝機增長了2.1倍,突破了10億千瓦,風、光、水、生物質發電裝機容量都是穩居世界第一的。
《“十四五”可再生能源發展規劃》也顯示,“十三五”期間,我國可再生能源實現跨越式發展。截至 2020 年底,我國可再生能源發電裝機達到9.34億千瓦,占發電總裝機的42.5%,風電、光伏發電、水電、生物質發電裝機分別達到 2.8、2.5、3.4、0.3 億千瓦,連續多年穩居世界第一。“十四五”期間,將穩步推進生物質能多元化開發,包括穩步發展生物質發電、積極發展生物質能清潔供暖、加快發展生物天然氣、大力發展非糧生物質液體燃料等。
然而,在發展生物質能及BECCS的進程中,何時大規模啟動實施是需要回答的關鍵問題。
王戎表示,作為清潔生物質能源的重要來源,獲取作物秸稈的重要性不言而喻,而伴隨著氣候變化,秸稈生物量的多少受氣候變化影響。而目前的綜合評估模型沒有考慮到的一點就是,如果推遲強有力的緩解氣候變化的行動,未來的作物產量可能會由于氣候變暖的有害影響而下降,從而降低BECCS的緩解能力。
為綜合評估減排效用,王戎等人創造性地將能源、技術、氣候、農業、貿易、社會經濟的相互作用納入綜合考慮范圍,首次將氣候變暖與BECCS減排潛力的反饋機制引入地球系統模型,使用全球觀測資料校準了農作物畝產量對生長季節平均氣溫、大氣CO2濃度、氮肥施肥強度和降水的響應關系,建立全球的未來社會經濟情景大數據集。
“負碳減排技術的反饋對未來氣候變化的長期趨勢存在顯著影響,由于受氣候變化的負面效應,糧食產量和BECCS減排潛力同時下降,可能導致到2200年都無法再實現巴黎協定的2°C目標,并威脅全球的糧食安全。”
王戎表示,他們的研究表明,當大規模BECCS的減排行動的啟動時間推遲到2060年時,在2200年是否考慮該反饋機制對全球增溫的效應將達到0.8°C。當全球變暖超過一定的臨界點,大規模的負碳減排技術的氣候行動很可能無法在2200年達到巴黎協定的溫控目標,并引發全球社會經濟系統的變革性變化。
其對澎湃新聞記者進一步解釋,例如,當BECCS從2040年推遲到2060年開始實施,可用于負碳生物質技術的農業秸稈和能源作物的畝產量受氣候變化影響下降,導致在2200年的全球增溫從1.7°C增加到3.7°C。“因此,通過理解農作物畝產量與氣候變化的正反饋機制,我們的研究主要是強調了早期減排技術(包括太陽能、風能)的重要性。”
農業反饋對全球增溫和糧食供應量的影響。該圖表示的是在2040年、2050年和2060年開始啟動減排時,2100年和2200年的全球變暖和人均每天卡路里的蒙特卡羅結果和不同敏感性試驗的結果,其中橫線表示的是中間的預測值,虛線表示不考慮氣候對農作物畝產量影響的情景下全球變暖的差異。研究發現從2050年開始實施減排時,在考慮農業-氣候反饋作用后,在2200年可以實現2°C氣候目標的幾率從47%下降到4%,表明認識氣候與農業的反饋增加了早期減排的緊迫性。
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