在氣候問題成為政治正確的許多歐洲國家，碳幾乎成了一只人人喊打的過街老鼠。在“低碳、減碳、去碳、零碳”的輿論環境下，不僅是環保組織強烈反對任何含碳化石能源的生產和消費，一些大型跨國石油公司也在自己的“零碳”戰略中主動減少油氣產量，實現生產過程的零排放，承諾要將銷售給終端客戶產品的碳足跡也降到零，并將碳捕獲與地質封存作為碳中和的主要技術手段。

 

挪威與荷蘭，歐洲這兩大天然氣生產大國已在討論禁用天然氣。歐洲投資銀行決定，除了天然氣加CCS（碳捕獲與封存）或生物質制氣項目，從今年起不再給天然氣項目貸款。

 

歐洲許多研究機構提出，能源系統的低碳轉型路徑要以零碳電力代替化石能源，一些難以減排的領域（如重卡、船舶、石化、水泥和鋼鐵）則以零碳電力制取的綠氫來代替化石能源。國內有些機構也沿著這樣的思路在開展國家、企業和地方的碳中和路徑研究。然而，這些研究沒有正確認識碳的重要性，也忽略了能源系統不僅提供能量還提供化工原材料這一事實。

 

碳是自然界最普遍的元素之一，是地球上能夠形成生命的最核心要素，沒有碳，就沒有生命。碳與我們日常生活息息相關。鉛筆的筆芯由碳組成，鉆石也是。米飯蔬果都是以碳為基本元素的化合物組成，衣服和日常用品也全是碳化合物產品。在人類的發展歷史上，碳不僅是食物的來源、能量的來源，更是材料的來源。

 

原英國石油（BP）公司首席執行官約翰.布朗勛爵退休后寫了好多書，其中一本書叫《七個改變了世界的元素》。七個元素分別是鐵、碳、金、銀、鈾、鈦和硅， 碳就是其中之一，位居鐵之后的第二位。在布朗勛爵眼里，碳如鋼鐵，是幫助人類建成了今天現代社會的“七大元帥”之一，功不可沒。

 

隨著科技的進展，碳材料將扮演越來越重要的角色。由二維碳材料組成的石墨烯（Graphene）是一種革命性的材料，具有優異的光學、電學、力學特性，在包括材料、能源、化工、生物醫學、航空航天等多個領域具有廣闊的應用前景。由碳原子組成的納米碳材料（碳納米管，碳納米纖維，納米碳球）在硬度、光學特性、耐熱性、耐輻射特性、耐化學藥品特性、電絕緣性、導電性、表面與界面特性等方面都比其他材料優異，對未來科技的發展將起到重要的支撐作用。

 

所以，問題不在于碳，而在于CO2。但從嚴格意義上來說，CO2本身也不是問題。沒有CO2，都零碳了，植物靠什么來進行光合作用呢？問題的核心是自工業革命以來，化石能源的大量燃燒帶來的CO2 過量排放。隨著大氣中CO2濃度的增加，越來越多地吸收地面反射的紅外線，使得大量進入大氣層的太陽輻射能保留在地面附近的大氣中，從而使地球表面變得更暖，類似于溫室截留太陽輻射，這一過程被稱為溫室效應。溫室效應導致氣候變化，而氣候變化的后果十分嚴重，包括極端天氣、干旱、颶風、洪澇、森林大火、冰川消融、永久凍土層融化、珊瑚礁死亡、海平面上升、農作物歉收、生態系統改變、致命熱浪、以及更廣泛的健康危害等，威脅人類在地球上的生存和發展。

 

因此，需要以控制地表溫度上升為目的，控制溫室氣體在大氣中的濃度，使得全球氣候處于適合人類居住的范圍內。

 

但是，能夠產生溫室效應的氣體除了CO2，還有甲烷（CH?）、氧化亞氮（N2O）、以及氫氟碳化物（HFCs），含氯氟烴HCFCs、六氟化硫（SF6）等人造氣體。據美國環境署統計，2015年全球溫室氣體排放由CO2 (76%)，CH?（16%），N2O（6%）和其他氣體（2%）構成。

 

由于CO2在所有溫室氣體中占有絕對優勢，它就成為了控排和減排的主要對象。“碳中和”就是把某個實體（如一個企業、一個城市、一個國家等）在某一時期的CO2排放量減到最低限度，實在無法減少的則通過對沖手段來中和，使得人類活動往大氣中排放的CO2總量為零，而“氣候中和”則包括所有的溫室氣體，比“碳中和”更進一步。

 

能源系統一直有兩個重要的職能：一是為人類活動提供所需要的能源服務，這些服務包括電力、熱力和交通移動力；二是通過能源化工，提供人類生活與生產活動所必需的原材料，如塑料、化肥和各種化纖材料。國際能源署在2018年發布的《石化行業的未來》報告中指出，為人類生活提供各類必需品（塑料、化肥、包裝、衣服、醫療器具、洗衣粉、汽車輪胎等碳基化合物）的石化行業已經是全球能源行業的重要組成部分，分別占全球石油消費的14%和天然氣消費的8%。然而，因為它提供的是化工產業的原材料而不是能源產品，一直被能源界所忽視。同理，在討論能源轉型時，人們往往只關注能源服務部分，而忽略后者的存在。

 

在中國，現代煤化工行業已經占到煤炭消費總量的3.9%并還呈增長趨勢。

 

在未來的人類發展進程中，我們不僅擺脫不了對碳的依賴，相反，隨著人口的增加和生活水平的提高，人類對碳基材料與產品的需求會與日俱增，即使在未來實現碳中和的年代，人類對碳基材料的需求還會保持在高位。因此，正確處理能源系統的能源服務和碳基材料兩重性對于能源轉型的路徑設計尤為重要。

 

碳中和的挑戰正在于，既要滿足人類不斷增長的能量需求、碳素需求和持續經濟增長需求，又要把CO2的排放降到最低，實在無法減排的部分，再通過碳循環利用和封存來進行對沖。 本`文-內.容.來.自：中`國^碳`排*放*交^易^網 ta np ai fan g.com