极端气候下的能源危机

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10月2日至6日，山西大部分地区出现极端强降水天气，彼时正值国庆假期，“山西暴雨”关键词登上微博热搜，洪涝灾害引发全国关注。山西省气象台两位专家对此进行了全面复盘，“极端、异常”成此轮山西降雨的关键词。降雨极端，雨量达10月常年平均降水量3倍以上。



7月20日，河南中北部出现大暴雨，郑州、新乡、开封、周口、焦作等地部分地区出现特大暴雨（250～350毫米），郑州城区局地500～657毫米；河南郑州、新乡、开封、周口、洛阳等地共有10个国家级气象观测站日雨量突破有气象记录以来历史极值。



此外，今年以来，北京20个国家站的累计雨量全线超过常年同期平均值，其中，海淀、石景山都是有气象记录以来首次突破1000毫米；河北省平均降水量705毫米，比常年同期多43%；山东省水文中心10月7日12时统计数据显示，今年以来全省平均降水量909.4毫米，较常年同期偏多48.3%。



今年夏秋季节，北方地区多地降雨量突破极值，从河南到山西，北方大省接连因汛情登上热搜，牵动人心。而在分析降雨原因的时候，有一个名称一定会被提及——拉尼娜现象。



1 碳排放引起的全球极端气候频发



400毫米降水线，是我国一条重要的地理分界线，它沿大兴安岭—张家口—兰州—拉萨—喜马拉雅山东南端一线，它同时也是中国的半湿润和半干旱区的分界线，森林植被与草原植被的分界线。



在中国古代修建的长城，其走向便与400毫米降水等量线高度吻合，作为“进攻支点”和“防御堡垒”的长城，正好隔开了2种文明：“农耕文明”与“游牧文明”，成为了名符其实的“农牧分界线”。



今年的降雨明显有些不讲武德，根据当前的气象数据表明，北方今年降水量大幅超过往年，尤其是河南，其省会城市郑州的降雨量目前已经突破1500毫米，同时仍在不断刷新北方城市降水量纪录，年降水量目前名列全国第三。



跟北方多雨一样反常的，是南方的高温干旱。但在去年，南方多地却曾爆发了破历史纪录性质的暴雨洪水，鄱阳湖、洞庭湖周边更是淹没了众多田地。



除了国内，世界范围内这几年的气候异常现象也在迅速增加，北美洲遭遇了罕见的高温热浪和暴雪寒潮；欧洲去年冬天的寒潮；澳大利亚的极端干旱以及南美洲因降雨失调导致的亚马逊雨林大面积失火等等。



近日，中国国家气候中心在10月新闻发布会上表示，根据最新监测，赤道中东太平洋海温为中性偏冷状态，预计未来3个月（10月至12月）冷水将进一步加强，并进入“拉尼娜状态”。



根据百度百科的解释：



拉尼娜现象就是太平洋中东部海水异常变冷的情况。东南信风将表面被太阳晒热的海水吹向太平洋西部，致使西部比东部海平面增高将近60厘米，西部海水温度增高，气压下降，潮湿空气积累形成台风和热带风暴，东部底层海水上翻，致使东太平洋海水变冷。



拉尼娜与厄尔尼诺现象 相反，随着厄尔尼诺的消失，拉尼娜的到来，全球许多地区的天气与气候灾害也将发生转变。总体说来，拉尼娜的性情并非十分温和，其气候影响与厄尔尼诺大致相反，其强度和影响程度不如厄尔尼诺，但它的到来也可能会给全球许多地区带来灾害



通俗来讲，拉尼娜及厄尔尼诺现象最直接的诱因就是空气中二氧化碳浓度的增加，由于人类工业的进步和不断发展，大量的二氧化碳也被排放到空气中。因此也造成了近年来全球气候的复杂多变。



在意识到碳排放不断增加所带来的的威胁后，全球主要的工业国家在1997年齐聚日本东京，共同商讨减排计划，并最终签订了《京都议定书》来限制各国的碳排放。



但随着美国与加拿大的先后退群，各国不得不在2016年重新商定并签署了《巴黎气候协定》，在协定书中，将长期目标定位于将全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在2摄氏度以内，并努力将温度上升幅度限制在1.5摄氏度以内。（根据NASA采集的全球温度数据，2016年比1880年全球地表温度高约1.2°摄氏度。）



几年前，美国一位气候专家根据数据模拟推算，如果全球气候变暖导致气温升高2摄氏度，将造成2.8亿居住的大片陆地被淹没，珊瑚礁将几乎完全消失；而如果平均气温升高4摄氏度，则会造成7.6亿人因家园被水淹没而无家可归。



如果在现有基础上全球平均气温上升5摄氏度，地球上将有高达95%的物种灭绝，残存的生物饱受频繁而致命的暴风雨和洪水所苦；硫化氢与甲烷不时引发大火，就像随时会爆发的原子弹一般；除了细菌之外，没有任何生物能够存活。



虽然遗憾的是特朗普政府在签订后不久再次宣布退群，但通过本次协定，可以看到各国政府对于治理碳排放的决心，如果再不进行干预，一旦最终导致了碳失衡，地球生态环境会通过系统性的全球性大灭绝来重建这个碳平衡。



2 救命稻草—碳中和



全球气候系统由于碳排放超量打破了临界状态，从而陷入了恶性循环阶段，简单来说就是温室效应加剧，导致了近地云层和两极冰面的萎缩，而这种萎缩减小了太阳光反射，使地球吸收了更多的热量，又反过来加剧了温室效应。



同时，两极冰川中含有大量的淡水，约占全球流入海洋淡水69%，冰川融化造成的淡水大量流入海洋也势必会引起全球气候模式的彻底改变。



海流或彻底被改变，欧洲温度或暴跌，两极或变热，异常天气不断，更强的风暴，洪水和飓风，地球也将会变成一片炼狱，当然这还不是最糟糕的情况。当世界所有的永久冻土融化后，有毒化学物质就会释放，比如二氯二苯基三氯乙烷或DDT，而融化而进入到河流，湖泊或地下水储备中，导致动物中毒。



近年来由于碳排放引起的环境恶化问题急剧加强，严重影响了整个人类的经济生产活动，加上即将面对更可怕的危机，所以节能减排也成为整个国际社会的高度共识。碳中和及碳达峰也成为了全球共同的话题。



中国和美国，分别是温室气体排放量第一和第二的国家，占全球温室气体排放量超过40%。气候变暖带来的两国土壤退化、极端气候事件频发、国土面积日益侵蚀等问题，对中美两国国家安全都造成了深刻影响与严重损失，两国都意识到了气候变暖问题的严重性。中美两国政府都在积极应对气候变化，并且表现出强烈的治理意愿。



美国方面：



2021年1月20日，拜登就任总统首日签署行政令，宣布美国将重新加入应对气候变化的《巴黎协定》。他还表示，气候问题将成为美国外交政策的重点之一。



2021年2月19日，美国国务卿布林肯宣布，已于当天正式重新加入《巴黎协定》。



布林肯和克里在不同场合都曾表示过，美国希望在气候变化领域与中国合作。就在4月8日，克里在接受印度媒体采访时还提到，希望在气候问题上与中国合作。



中国方面：



2020年9月22日，中国政府在第七十五届联合国大会上提出：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”



2021年3月5日，2021年国务院政府工作报告中指出，扎实做好碳达峰、碳中和各项工作，制定2030年前碳排放达峰行动方案，优化产业结构和能源结构   。这也是我国首次将碳达峰、碳中和写入了《政府工作报告》。



2020年11月23日，刚刚上任的美国总统拜登，宣布了一系列人事任命，任命原国务卿约翰·克里为美国总统气候问题特使，全职应对气候变化，同时进入美国国家安全委员会，直接向拜登汇报工作。



上任后的克里马不停蹄，首先在今年3月去往了欧洲，访问英国、欧盟总部和法国。欧洲媒体当时解读认为，克里欧洲行旨在推动美欧在气候变化问题上的合作。



并在4月份来到中国，与中国气候变化事务特使、原国家能源局局长解振华举行了会谈。



9月1日，国务委员兼外交部长王毅在天津，再次与克里进行了气候方面的会谈。



通过中美两国出台的相应政策以及谈判官员的级别不难看出，双方对于气候的谈判远比贸易方面的谈判要更容易达成共识。



3 真正的能源危机



碳达峰及碳中和最终的目的有两个，首先是减少人类活动所产生的的碳排放来解决目前的生存危机。第二，则是减少对碳资源的依赖，解决未来的能源供应问题。



在第一次工业革命之前，人类活动几乎无法影响到碳平衡，但随着1776年，英国人瓦特发明了蒸汽机后，人类经济的发展基本上跟它消耗的碳能源成正比，所以到了今天，不仅仅人类社会的经济发展到了空前的程度，对碳资源的消耗速度也达到了峰值，同时仍在不断增加。



从瓦特发明蒸汽机到现在为止超过两百年。在这两百多年间，一共经历了三次科技革命，地球的面貌都因此发生了翻天覆地的改变。



但在能源领域，人类始终没有取得丝毫的进步，第一次产业革命主要使用的能源是煤炭，到了两百多年后的今天依然如此。



虽然在近一百年中，人类发现并学会使用了可以太阳能、水能、风能、潮汐能、地热能以及核能等清洁能源，可以在生产和消耗过程都不产生碳排放，但是它们都没有成为最终取代传统化石类能源的使用。



因为能源革命相比产业革命难的太多了。



按照国际能源署（IEA）的报道，火力发电，尤其是其中的煤炭发电仍是全球最主要的发电类型，目前大约占全球总发电量的64%。



在清洁能源方面全球水力发电量占比约为16%，核电占比约为10%，风电占比约为5%、太阳能发电约为2%，其他可再生能源发电占比约为1%，另外还有约3%的生物质与垃圾发电。



目前，中国火电占比超过73%，而美国跟世界平均水平相差无几，将近64%；日本和印度火电占比则高达82%左右。



因此，真正的能源危机并非是现有资源的枯竭，而是现有碳资源的供应与经济生产需求的不匹配。



同时，为了实现碳达峰，人类需要在现有总需求量不断增加的前提下，降低化石能源的使用比例，去寻找新的可“替代能源”。



这也是最近我国各省市频频拉闸限电的根本原因。



4 未来的路会很长



到目前为止，人类可以找到的最直接减少碳排放的方式，就是交通工具的改革，由传统的燃油汽车向新能源汽车的方向变革。



全球的各大车企也纷纷相应号召，各自宣布了全面停产燃油车的时间表，但是这里我们要提出一个疑问，虽然新能源汽车不再使用化石类资源的石油为驱动力，改为汽车使用电力为驱动。但电力的来源又是如何呢？



如果这些新能源车它所使用的电能或者氢能，其上游都来自于清洁能源，那么它可以称之为新能源汽车；但如果上游是火电，那么这种新能源汽车就相当于“自欺欺人”。



根据我国公安部发布的统计数据显示，截至2021年9月，全国汽车保有量为2.97亿辆，其中新能源汽车保有量达678万辆，占汽车总量的2.28%。



可以看出，目前新能源汽车存量还处于萌芽期，清洁能源的发电量理论上完全可以满足这些汽车的需求，但是如果新能源汽车占比超过50%，那么清洁能源能否实现对这些交通工具的充足供应呢？而且我们不要忘了，清洁能源还要补充传统化石能源空出来的份额。



因此，能源革命在未来仍然有很长的一段路要走，但是留给我们的时间却不多了。可以预见的是，未来四十年内，碳中和、碳达峰将成为全球的第一议题，而所有的相关产业也注定会获得蓬勃的发展。



从某个角度来讲，能源问题是地球文明等级的一个标志性问题，我们能够掌握什么等级的能源，那就意味着我们的文明可以走多远。



而我们能做的也只是在摸索中前进，同时还要提防着这种摸索本身不会威胁我们的生存。