系统科学视角下的碳中和-

【导语】如何应对全球气候变化问题，深刻影响人类命运共同体的未来。在这种全球重大问题上，中国一向有责任、有担当。2020年9月22日，在第七十五届联合国大会上，习近平总书记做出庄严承诺，中国要采取更加有力的政策和措施使二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现中和。总书记的承诺吹响了向“碳达峰与碳中和”目标进攻的号角，也引发了全国相关领域科技工作者的积极响应。中国系统工程学会“漫谈系统”广播对此话题也高度重视，已经在2021年第二季节目中邀请了副理事长范英教授谈能源转型系统工程、常务理事周鹏教授谈碳达峰与碳中和与系统工程、常务理事陆元昌教授谈人工林系统工程。本期“漫谈系统”广播节目我们邀请到了第六届青年科技奖获得者、中国科学院大学段宏波教授，继续跟我们聊这个重要话题。

各位听众朋友大家好，很高兴受邀来参加我们中国系统科学科学协会的漫谈系统科普系统的广播活动。我今天给大家分享的主题是时下比较热点的问题，那就是系统科学视角下的碳中和。碳中和问题，我想大家近几年一定是在不同的媒体上面听说过，那么我们今天从更加专业一点的角度跟大家来谈一谈碳转化的问题。

那么首先什么是碳中和？中和是来自于化学的概念。碳中和中的碳顾名思义是二氧化碳，那么二氧化碳的中和是什么？我想含义是差不多的。那么最简直观的理解就是一边是二氧化碳排放，一边是二氧化碳的吸收或者去除，所以当两边相等的时候，我们就实现了中和。

实际上联合国气候变化框架委员会下面有一个组织叫政府间气候变化的专门委员会，简称ABC，他曾经给出一个应该说是权威的定义。

他指出碳中和是一个组织在一年之内将它的二氧化碳通过所谓的碳去除技术来实现平衡。

那么这样的技术我们说涉及到了两大类，第一大类是能源技术，比如说我们燃烧煤炭会产生温室气体二氧化碳，那么如果我们把这些煤炭产生的能源用可再生能源，风和光伏这样的可再生能源来替代的话，那么就会大幅地降低去除原本由煤炭产生的碳排放，那么这是很大的一部分。

另一部分碳去除的技术是指类似于碳汇。碳汇包括自然碳汇和人为碳汇。自然碳汇就是森林、海洋，人为碳汇是比如直接空气捕获 DAC这样的技术，从空气中捕碳。自然碳汇实际上吸收率是有限的，目前来看潜力也就是110亿吨每年，大概占到我们总量400亿吨的27%左右。那么由此可以看到我们绝大多数的将来要实现中和，那么依赖的技术依然应该是能源技术，依赖能源的替代来实现。

第二个部分是从系统科学的视角，我们来看为什么要实现碳中和。当然最重要的原因是由于温室气体排放人为的碳排放每年在急剧得增长，带来了我们的全球平均温度升高了，较工业革命以前升高了1.1摄氏度。那么继续接下去的话，我们到本世纪末可能会升高4摄氏度甚至是6摄氏度。

特别要注意的是，温度的升高分布全球不均。很多地方可能会超过10摄氏度。鉴于如此大的温升幅度一定会带来很大的影响，它的影响是系统性的，涉及到了很多方面。系统性指的是涉及到自然系统、经济系统、社会系统，当然还有我们的人类健康系统。

气候变化或者叫全球变暖会导致极端天气洪涝，像加州的山火这样的频繁的出现，会影响我们的经济发展，加剧全球区域经济的发展的不平等、收入的不平等，还会加剧我们的全球饥饿状况，比如人为因素导致的气候变化会降低21%的全球的农业的生产率，另外会影响我们的健康系统增加热相关的死亡率。

研究显示全球37%与高温相关的死亡都可归结于气候变暖，而且这些气候变暖很大程度都是由我们温室气体和碳排放所产生的，并且随着我们老龄化的加剧，那么这个影响会更加增强，负影响会更加增强，因此我们需要去实现碳中和。

那么怎样去实现？显然离不开我们各个层级的工作，正因为碳排放是一个系统性的问题，因此采取行动我们去应对也是需要有一个系统性的方案。

目前来看，从国际层面我们成立了刚才说的IPCC这样的机构，每年会联合全球所有的国家去召开全球气候变化的会议，来共同协商他的行动，那么代表性的行动就是签订了190余个国家签订了巴黎协定，各个国家承诺自己要实现实质性的碳减排。

还有一个行动就是2020年中国带头，应该说在发展中国家中间比较率先的去承诺实现碳中和。接下来有很多发达国家发展中国家陆续也承诺了碳中和。目前应该有138个国家以上的国家都承诺了在不同的时间段去实现碳中和，包括40年、50年、60年甚至70年。这意味着各个国家都会匹配实质性的行动来去应对这样的碳中和实现的挑战。

对我们学者而言，我们需要开发强有力的工具去研究这样的系统性的问题，比如涉及到了气候系统、经济系统，还有我们的能源系统。有一个方法叫做综合评估模型，英文简称是IAM。它是研究这类问题的非常有力的工具。我们希望有更加强的团队，更多的学者来进行模型的投入的开发、模型技术的研究，然后提供更多维度的这样的新发现，来给我们的决策者提供支撑，更加有效地来实现我们的碳中和。

个人层面当然也有很多工作可以去做，尤其是加强我们的低碳宣传，强化我们对碳中和的认识。最重要的是要从个人的观念上去转变，从小事做起，助力我们的碳中和实现。

好了，以上就是今天广播的主要内容，谢谢大家，再会。

作者简介：段宏波，中国科学院大学经济与管理学院教授、博导，长期从事资源与环境经济学、能源-经济-环境（3E）复杂系统集成建模、碳大数据与金融研究，是全球和中国碳中和综合评估模型E3METL、CE3METL的领衔开发人，主导研发了宏愿3E碳中和公益平台。以第一作者或通讯作者在Science、Nature及其子刊、Cell子刊、EARE、《管理世界》、《经济研究》等国内外重要期刊上发表论文数篇。主持国家自然科学基金委杰出青年基金等项目，获中国系统工程学会第六届“系统科学与系统工程科学技术奖”青年科技奖等。