无可逃避的变局：全球气候变化

作者：陈鹏

      全球气候变化无疑是当今最热门的话题之一。即使在当下冲突、竞争态势的世界格局中，它仍是主要大国之间为数不多的合作议题。因为，全球气候变化影响着这个蓝色星球下的每一个国家、每一个民族，谁都无法独善其身。

      谈及全球气候变化，大家最重要着眼的是全球气候变暖，也就是全球平均气温的升高。关于这一点，有许多质疑者，比如美国的前总统特朗普，他们怀疑气候变暖只是地球气候正常的波动，或者是长周期变化的一个阶段。

Source:NOAA Climate.gov, Data:SOTC 2020

      但是全球温升应该是毋庸置疑的，至少我们已经切身感受到。笔者从自身的经历，以及采访其他人都得到一致的认识：气候确实变暖了。笔者生活在浙江东南沿海，小时候冬天寒冷，冬天下雪10cm以上，河面上能结数公分的冰层。但现在冬天最低气温很少突破零度，几乎不再下雪。

      就在今年，2021年诺贝尔物理学奖颁给了三位科学家，他们的主要贡献就在于提出了可靠的全球变暖证据。他们从科学的角度也证明了全球气温确实在升高。根据有记录的气象统计数据，从1860年到今天的全球平均气温曲线显示，到2020年全球平均气温已经比1900年以前的平均气温上升了1.2℃。这说明全球气候变暖，已经是现实。曲线还显示从1980年代开始，最近这40年之间正是气候上升最为迅速的阶段，这与全球经济发展最为迅速的时间段是契合的。

Source：IPCC, 2018: Global Warming of 1.5°C

      很多人以为，全球均温升高1-2℃，似乎并没有什么明显的感觉，因为我们一天内的气温波动就不止2℃。但实际情况并不是这样，上升2℃会对我们人类社会产生显著的影响，上升3-5℃就会造成人类社会的崩溃或者灭亡。

      根据气候模型数据显示，全球温升体现在不同区域和不用季节时，是非常的不均衡的。当全球平均温升2℃的时候，在南北极的温度波动可达10℃。这种区域、局时的极端恶化，必将带来很多极端的天气灾害，将对全球大部的人口都产生影响。

      全球温升带来诸多危害，例如冰川融化、极端高温、寒潮、洪水、干旱等，严重威胁人类的生存与发展。比如全球温升导致大气可以吸收更多的水汽，这将造成土壤水分挥发的增加，导致干旱；输送更多的水汽，导致大洪水等。

      在2020年中国东南沿海长时间干旱，澳洲大火；2021年中国郑州、美国纽约等地的极端暴雨，这些极端气候大概率是全球气候变暖的体现。气候导致的干旱将会导致社会的动荡，叙利亚的内乱就是由干旱诱发的。难怪比尔盖茨会说，“在下一个10年或20年，气候变化对经济造成的破坏相当于每10年爆发一次与新冠肺炎规模相当的流行病。”

      世界各国在2015年巴黎签订了《巴黎协议》，协议的核心目标就是将是全球平均气温升幅控制在比前工业化水平增加2℃以内，并努力控制在1.5℃以内。如今我们离1.5℃的限制只剩下0.3℃的差距了，形势已经非常紧迫。采取措施延缓温度继续上升，对全人类来讲已经刻不容缓。

      那么为何导致全球变暖呢？正是因为地球的温室效应。温室效应本身对人类是有益的，温室气体可以吸收大量太阳辐射的热量，让地表维持在适宜的温度，让地球变得宜居，从而孕育丰富的生命物种。

      如果没有温室效应，我们的地球将是寒冷的冰球。可见温室效应本身并不是洪水猛兽，不需要谈之色变。问题点在于：人为排放的温室气体，增强了温室效应，打破了原有的平衡，其中这部分增加的温室效应，将导致全球平均气温升高。

      在温室气体中，最主要的是水蒸气，但它是动态平衡的，并不会造成负面的影响。主要的影响因素在于人为排放的温室气体，包括二氧化碳、甲烷、含氯氟烃、氮氧化物等。这些温室气体按照在大气层中的稳定性可分为长期温室气体和短期温室气体。

      二氧化碳是非常稳定的温室气体，它在大气中不被分解或转化缓慢，因此它的累积效应显著。甲烷是另一种显著的温室气体，其单位体积的温室效应比二氧化碳强10倍以上，但它在大气层中在一定时间内会逐渐分解。我们可以粗略地说，二氧化碳就是全球温度升高的罪魁祸首。二氧化碳分子的振动，对应着其在红外波动的吸收。二氧化碳分子的舞动，却改变了这个世界。

source: NASA GISS, NOAA NCEL, ESRL

      科学家将有记录以来的大气中二氧化碳的浓度与全球平均气温的曲线放在一起，发现两者是强相关的，如上图所示。图中曲线清晰可见：二氧化碳与全球温升的关联。从中我们还可以推演未来，并测算出全球温升1.5℃时的二氧化碳可排放量。

      根据计算，当我们继续向大气层排除4000-6000亿吨二氧化碳时，全球大概率温升将达到1.5℃。而近年全球每年向大气层排放的二氧化碳（甲烷折算进内）达到510亿吨，也就是说按照目前的排放速率，2030年前后全球温升将突破1.5℃。可见，二氧化碳排放量余额已经告急！！！

      联合国秘书长古特雷斯急迫地呼吁道：“2050年前实现碳中和是当今世界最为紧迫的使命”。目前已有137个国家承诺到2050年将实现碳中和，占全球碳排放总量的73%。各国已经意识到这个问题的急迫性。但是采取的行动呢？我们都亲身经历，也拭目以待！

      那如何实现减碳呢？人们提出的思路包括几个方面：提高能源利用效率、转变绿色生活方式、降低化石能源的使用、电力清洁化、发展可再生能源、碳捕获技术和保护我们的森林等待。

      在上面思路中，核心关键在于能源供应的转变。根据国际能源署基于2050年实现碳中和场景下的测算，各种能源生产电力的演变如下图所示。当前仍旧是基于化石能源（煤炭、天然气）为主的火力发电，占比超过60%，光伏和风能加在一起约仅占全球电力生产的10%。而到2050年将彻底转变为以光伏和风能为主体的清洁电力，两者将达到电力生产的70%以上，成为电力来源的绝对主力！

Source：IEA，Net Zero by 2050

      针对于光伏能源，我们仔细分析了国际能源署、国际可再生能源署、政府间气候变化专门委员会的数据，综合这些机构预测的均值，测算光伏累计装机数据为：

      2021年超700 GW；

      2030年约 4000 GW；

      2050年 约达15000 GW。

      这意味着未来30年全球光伏的投资将达到40万亿元以上！这对我们人类来说是巨大的挑战，但其中又何尝不是孕育着大机遇呢？

      全球气候变化的影响已来，我们无法回避。如果继续保持即有的发展轨道，可以预见的是人类必将面临最大的不确定性，甚至是生存或毁灭的境遇。但是如果我们清醒认识、协心面对，或许我们还能抓住最后的窗口。

      危机，危中有机，人类已经掀起了一场清洁能源的革命。这场革命将在未来30年，由全球所有国家共同完成，这将是人类为地球和可持续发展将完成的一项壮举！

      我们亲历其中，危哉，幸哉！