为自己和子孙后代的身心健康，面对全球变暖我们能做些什么？ 第1页

你可以先收起“作为地球的主人”之类空话，减少不必要的误判。

在个人层面上，我国国民有钱的话可以出钱参与中国到2060年实现碳中和的计划，没钱有力的话可以出力从事相关行业，也没有的话，最起码可以在自己生活中按照国家的呼吁节约什么的。

你所指的“我们”泛指全人类的话，人类的科学技术足够遏制工业化以来的人为碳排放制造的变暖趋势，但我们过去根本就没有正经组织起来去遏制它。钱的问题带来步调缓慢。国际智库能源过渡委员会（ETC）在2020年9月16日发表的一份报告中估计，要实现到本世纪中叶净零排放的目标，全球还需要每年1万亿到2万亿美元的新投资，相当于全球GDP的1%~1.5%^[1]。同期，国际能源机构称，按照目前能源业朝无碳发电转换的速度，到2050年只能实现33%的减排目标。

• 考虑到钱的问题，国际能源署发布的2020年世界能源展望宣称“当前世界上最好的太阳能计划可提供历史罕见的便宜电力，在大多数国家会比煤炭还要便宜”。抽水蓄能、锂离子电池、各种其它电池和氢能源现在都想依靠太阳能产业。光伏太阳能电站目前的平均能源成本为每千瓦时3.7美分，陆地风电站为每千瓦时4美分，联合循环天然气电站为每千瓦时5.9美分。
• 2020年11月，国际能源署修改了对太阳能和风能发展速度的预计，认为其到2023年将会超越天然气，2024年超越煤炭。但预计全球有一半的燃料煤行业公司将在今后数年加大生产力度。

不过，由于新冠病毒的打击和新能源的发展，2020年，自火电厂诞生以来全球燃煤发电站规模首次萎缩，全世界退役的燃煤发电产能超过了新建成的。你个体挂机，也不会影响这个趋势。

清华大学刘竹副教授团队更新了关于2020年全年碳排放的研究数据。2020年上半年的全球二氧化碳排放量比2019年同期降低8.8%，2020年全年的全球二氧化碳排放量比2019年减少6.4%，约合23亿吨，相当于日本年排放量的2倍。

2020年，新冠病毒引起人类的化石燃料总产量减少了约7%，另一方面，随着技术进步，风电站和太阳能电站的价格在稳步下降，而且每座电站的预期寿命已经超过了30年。

• 太阳能和风能占了2019年全球新增发电量的三分之二以上，太阳能超越风能、成为全球第四大发电来源。
• 2010年，用于电动汽车的锂离子电池组的成本约为每千瓦时1110美元。到2020年，成本下降了89％，而且还有继续下降的空间。
• 美国国家可再生能源实验室的新研究显示，将浮动式太阳能电池板与水力发电相结合，可以包办全球16％至40％的电力需求。落基山研究所则讨论了在太阳能和风能发展起来之前用氢气作为燃气轮机燃料的可行性。

我国在对抗气候变化上的态度是积极的：

2020年底，中国多项研究预计，中国将在2030年之前达到温室气体排放峰值，开始减排并在2060年实现碳中和^[2]。一些中国学者提出了到2050年就能实现碳中和的预测路线。

由于中国正在减少燃煤发电，排放到大气的二氧化硫减少，意味着对太阳光的反射规模下降，估计到2100年这会造成0.01摄氏度的全球平均气温上升。
如果中国、美国、欧洲都实现各自的环境承诺，2100年全球升温幅度可能被控制在比工业化前高0.2~0.3摄氏度。

研究结果表明，2010~2016年，中国陆地生态系统年均吸收约11.1亿吨碳，是同时期中国人为碳排放的45%，报告发表在自然杂志并被BBC报道：

• “这是中国近40年来对恢复天然森林植被、加强人工林培育的巨大投入取得的成果。”
• “一段时间以来，中国森林的日益茂盛显而易见。近几十年来，数十亿棵树被种下，以解决荒漠化和土壤流失，并建立充满活力的木材和造纸工业。”

中国将推动大规模的碳捕集项目^[3]，并追踪化石燃料产业的甲烷排放量。

而且，你有许多减排以外的方法去处理二氧化碳。

例如：

撒石粉——谢菲尔德大学的一项新研究指出，将采矿业和钢铁工业产生的硅酸盐颗粒撒到农田等处的土壤里，可以像自然界的岩石风化那样吸收大量的二氧化碳^[4]。世界上本来就经常用石粉改善农田土壤的pH，该计划不需要多少特殊转变。

此方法可能帮助印度、美国、中国这样土地面积大的国家每年多吸收十亿吨二氧化碳，并可能帮助人均排放量小而人均耕地面积大的印度尼西亚和巴西将净碳排放进一步压低。

扩核——超高热的核裂变反应堆可以只凭热量将水或二氧化碳解体。

• 3000开尔文可以将40%的二氧化碳分子变为一氧化碳和氧离子。
• 3600开尔文会造成50%的分解率。
• 3800开尔文以上会让一氧化碳开始分解。
• 4000开尔文下分解1千克二氧化碳需要12兆焦的热。将1千克二氧化碳从室温加热到4000开尔文需要4.4兆焦的热。

核反应堆很擅长制造热，1965年设计的能用卡车运载的堆芯就能产生上千兆瓦的热功率，每天解体数千吨二氧化碳并输出产品。这东西当然也可以分解水来提供氢燃料。

• 目前我们手中最耐热的陶瓷是TaHfC陶瓷，熔点4488开尔文。它可以容纳4000开尔文的液态铀，无需主动冷却，并会因黑体辐射而发出强光。将高纯度的液态二氧化碳多段加热直到通过这灼热物体上方的空间，即可将其解体。
• 此后，让混合气体通过超音速膨胀喷嘴急剧降温到一氧化碳和碳的着火点以下，即可阻止氧气和它们重新反应。4000开尔文·10巴压强的气体在通过膨胀比10的喷嘴后会降到400开尔文·1巴，峰值速度2300米每秒，温度变化时间短于1毫秒。
• 你可以通过喷油来沉降碳粉，将其过滤、干燥、做成产品，包括用这反应堆的热将其造成石墨砖。
• 电磁分离可以代替超音速膨胀喷嘴，作用于超高温气流的磁流体装置可以朝外供电。

在核工业全开、核废料被循环利用的场合，每年抵消目前人类文明的碳排放需要约7200吨燃料级铀或钚——人类目前的铀燃料产量是每年66500吨。

在用扩核实现碳中和的过程中产生的钚可以拿出一部分纯化并造成核武器来维护世界和平、拦截飞向地球的小行星什么的。
当然，你也可能支持“用一切手段降低西方的排放量”乃至“炸平西半球”等特别激进的环保方案，那样你需要大量的核武器。

显而易见的是，只看环境效益，扩核不一定优于“让全世界掏钱买中国的钢铁和硫酸，往海里散播硫酸铁·硫酸亚铁肥料”。不过，依靠淡水冷却的核电站被担忧难以在未来的全球变暖和人类用水增加下维持峰值产能，一部分发电能力甚至会被迫关闭，不需要冷却的反应堆会有特别的优势。

地球工程——朝平流层散播二氧化硫或粉尘来反射阳光，朝海面散播铁肥引起藻类大量繁殖并沉降，种植大量速生植物并将其制成不易意外排放的形式，将沙漠大面积涂白，给冰川盖上高反射隔热层，设置大量依靠新能源的碳捕集机器，诸如此类。

上述方法各有一些问题，但一部分问题对中国来说是有利的。例如：

朝平流层散播二氧化硫或粉尘来反射阳光的方案需要的钱比传统的碳捕集方法少得多，但其造成的全球平均气温降低是不均匀的，一部分地方（尤其是南亚的城市）会变得更加干燥、炎热，另一些地方则异常变冷。这可能对印度造成严峻的气候危机，并可能导致重庆等地的雾天增加。

朝海面散播铁肥可能引起巨大规模的赤潮、批量杀死海洋脊椎动物。但目前的全球海水升温和酸化本就在批量杀死海洋脊椎动物，珊瑚礁正走向崩溃，水母和海绵则大量繁殖。我们再等个几十年的话，赤潮可能没什么东西可杀了。

种植大量树木，可能被落雷等意外引起野火，也可能出现大面积的植物传染病或虫害。历史经验证明，林业往往达不到其宣传的环境好处。而且，一项新研究利用大分子速率理论（MMRT）分析得出，陆生C3植物和陆生C4植物的光合作用能力分别在18摄氏度和28摄氏度达到阈值。在气温超过阈值后，植物的光合作用会减缓，而呼吸作用会指数式加快。现在只有不超过10%的陆生植物生活在各自的阈值温度之上，但基于目前的碳排放量，研究人员估计，到2040年至少一半的陆生植物将处于阈值温度之上，从而大大降低吸收二氧化碳的能力^[5]，亚马逊雨林还可能在退化为稀树草原的过程中朝大气释放巨量的二氧化碳。

此外，随着气候变化和生活水平改善，全世界对空调和冰箱的需求不断增长，估计到2050年世界上制冷设备的规模将是2020年的3倍，泄漏的制冷剂和用来给制冷设备供能的化石燃料将成为重大的温室气体来源并破坏臭氧层，需要新的制冷方案，例如：

涂白——加利福尼亚大学洛杉矶分校的科研团队开发出一种对阳光反射率98%的白色涂料，有望涂在建筑物顶部反射阳光来帮助夏天室内降温^[6]。

此前市面上基于氧化钛的白色涂料对阳光的最大反射率约85%。
新涂料的原料包括硫酸钡和粉末状聚四氟乙烯。

反射——加利福尼亚大学洛杉矶分校的材料科学家使用含铜和银的纳米技术薄膜将热辐射最大化，该薄膜对光的反射率超过99%，其红外辐射的波长适合直接穿透地球大气。即使在正午的阳光下，这东西也可将包裹的物体的温度降低到比气温冷10摄氏度。

这可以在没有电力和燃料供应的情况下冷却火箭、管道、各种面板和建筑物。其条件就是对准晴朗的天空。这种纳米材料也可加入涂料，粉刷到建筑物上。辐射冷却可以产生温度梯度并拿来发电。

参考

1. ^ 为将本世纪全球平均温度升幅控制在1.5摄氏度以内，就必须达到温室气体净零排放的目标。为此，风能和太阳能的年平均增长速度需要在2019年基础上再增加400%~500%。这看起来非常不切实际，但实际需要的钱并不多。
2. ^ 这可能总共支出约30万亿人民币
3. ^ 如果全世界都靠机械吸气-地下储存式的碳捕集工厂来中和碳排放、维持化石燃料的发展趋势，到2075年人类会拥有一个每年吃钱超过1万亿美元、消耗全球发电量14%的碳捕集产业。
4. ^ https://www.nature.com/articles/s41586-020-2448-9
5. ^ https://advances.sciencemag.org/content/7/3/eaay1052
6. ^ https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(20)30179-3