碳排放来源是？如何实现碳中和？
碳排放来源是?如何实现碳中和? “碳达峰、碳中和”中的“碳”是什么?习近平总书记在宣示中国将提高中国国家自主贡献时提出“双碳”目标。显然“双碳”是在联合国气候变化框架公约(UNFCCC)框架下的碳，其有明确的定义和涵盖范围。UNFCCC定义的气候变化是指“除在类似时期内所观测的气候的自然变异之外，由于直接或间接的人类活动改变了大气的组成而造成的气候变化”，强调的是人类活动。
政府间气候变化专门委员会(IPCC)在《全球升温1.5ºC特别报告》中给出了“气候中性”的定义，即人类活动对气候系统没有净影响的状态，要达到这种状态就需要实现二氧化碳净零排放。二氧化碳净零排放是指在一段时期内，人为排放的二氧化碳全部通过人为手段清除，使产生量与清除量平衡。二氧化碳净零排放也称为碳中和。净零排放则是指当人为排放到大气中的温室气体在一段特定时期内被人为清除量所平衡，净排放为零，这一概念中强调的是“人为”，即人类活动的影响。
UNFCCC第4条及第12条规定，所有缔约方都有义务“用缔约方大会确定的可比方法编制、定期更新、公布并向缔约方会议提供关于《蒙特勒尔议定书》未予管制的所有温室气体的各种源的人为排放和各种汇的国家清单”，《京都议定书》中给出了公约管控的温室气体包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物(HFCs)、全氟化碳(PFCs)、六氟化硫(SF6)。此外，2012年《京都议定书》的多哈修正案又将三氟化氮(NF3)纳入管控范围。因此，“双碳”中的碳是指UNFCCC管控的7种温室气体。
“碳”的排放源有哪些?
为了给缔约方提供可比的碳排放清单编制方法，IPCC温室气体清单特设工作组(TFI)从1991年起由IPCC第一工作组(WGI)与经济合作与发展组织(OECD)和国际能源机构(IEA)密切合作编制完成了《1994年IPCC国家温室气体清单指南》，并于1996年进行了修订完成出版了《1996年国家温室气体清单指南修订版》，在综合国际使用该指南积累的经验和优良做法的基础上，IPCC于2000年和2003年先后出版了《2000国家温室气体清单优良做法和不确定性管理》和《2003土地利用土地利用变化和林业好的做法指南》两份特别报告，IPCC于2006年编制出版了《2006年国家温室气体清单指南》，成为目前各个缔约方计算国家温室气体清单的主要方法。2013年IPCC又针对湿地出版了《2006年国家温室气体清单增补报告：湿地》进一步完善了温室气体排放计算。2019年IPCC组织全球科学家再次对2006年国家温室气体清单指南进行了修订和完善，出版了《2019年精细化2006年IPCC国家温室气体清单指南》。IPCC指南充分考虑了部门之间的交叉、重复，给出了解决跨部门的交叉、重复的方法，从而避免了重复计算和遗漏。图2-6给出了IPCC 2006年国家温室气体排放清单指南的各个部门，以及每个部门下不同排放源及其排放的温室气体。
目前所谈的“碳”实际上就是指温室气体。IPCC 2006年指南给出了温室气体排放源的部门和类别，包括能源、工业过程和产品使用(IPPU)、农业林业和其他土地利用(AFOLU)、废弃物四个部门。每个部门下又包含若干个子类别。如能源部门包括燃料燃烧和燃料的逃逸排放两个子类;工业过程和产品使用(IPPU)包括采矿业、化学工业、金属工业、电子工业、其他生产、碳卤化合物和六氟化硫生产、碳卤化合物和六氟化硫的消费等等;农业、林业和其他土地利用部门(AFOLU)包括畜牧、土地、土地上累积源等;废弃物部门包括固体废弃物填埋处理、生物处理、焚烧和露天燃烧、废水处理等等。
从碳排放来源可以看出，能源活动和工业活动，占据了整个碳排放的90%以上，只要抓住这两个关键点，碳中和目标就基本可以得到解决。
能源替代和工业重建是关键
解决思路简单一点说，其实就两方面，一个是能源替代，用非化石能源和可再生能源替代煤炭、石油和天然气等化石能源，另一个是工业结构的再造和重建，一系列工艺过程需要重新建立。用远景科技集团CEO张雷的话来说，就是需要开启一场绿色工业革命。
中国每年的能源消耗大概在50亿吨标煤左右，其中煤炭占比接近70%。
所以丁仲礼认为，最大的替代就是电力和热力供应端，要以煤为主改造发展为以风、光、水、核、地热等可再生能源和非碳能源为主;工业活动方面，即建材、钢铁、化工、有色等原材料生产过程中的用能以绿电、绿氢等替代煤、油、气;交通用能、建筑用能以绿电、绿氢、地热等替代煤、油、气。
能源消费端要实现这样的替代，一个重要的前提是全国绿电供应能力几乎处在“有求必应”的状态。要达此目标，我国电力装机容量要成倍扩大。目前的发电装机容量在24亿千瓦左右，丁仲礼预测，到 2060年前，电力装机容量至少需要60亿到80亿千瓦。
这必将促进我国在发电技术、储能技术和输电技术这三方面的“革命性”进步。
考虑到我国风、光、水等资源主要集中在西北和西南地区，而大量的人口(近10亿人)生活在东部沿海平原地带，所以需要大量电力输送。
根据中金公司原总裁兼首席执行官朱云来的测算，现在全国一年8万亿度用电，做一个简单的输电测算，以现在最新的典型特高压线路准皖线为例，该线路长度3000公里，总投资400亿元，一天可以输2亿度，一年输700亿度电。如果全国8万亿度电都需要用这样的线路来输送，大概需要110多条线路，投资约4.6万亿元。
一公里的高压线路投资差不多1000万多些，而高速公路一公里一个亿。朱云来认为，我们修十条这样的线路相当于修一条高速公路，这样看用特高压输电替代公路运煤有可能是更划算的。
其实，除了特高压输电之外，还有一个更经济的办法，那就是产业转移。把很多高能耗制造业转移到西部地区，在风光资源密集地区建零碳产业园，就地消纳当地的绿电。这样既解决了当地就业问题，也可以发展当地产业和经济，有利于共同富裕。
工业领域，除了能源替代，还需要引入新的节能减排生产工艺技术，包括钢材、水泥、化工、玻璃制造等领域。比如钢材，传统工艺是用焦炭炼钢，主要是把三氧化二铁的氧气置换出来，碳氧结合变成二氧化碳，剩下来的就是提纯后的铁。但这样会形成太多的二氧化碳，不利于双碳目标。
现在欧洲国家流行绿钢，就是用氢气替代焦炭炼钢。利用氢气去置换出三氧化二铁中的氧气，最后生成水，而且氢气燃烧值更高，氢置换的活性比碳还要强，可以炼出纯度更好的铁，同时又产生大量的二氧化碳。
中国的宝武钢铁，也在做这方面的尝试。炼钢过程中以绿氢作还原剂取代焦炭，未来将成为一种趋势。
总而言之，通过以风电、光伏、水电、核电等代煤电，以绿电绿氢代替石油，同时工业上引入新的节能减排生产工艺技术，这就抓住了双碳目标的关键。此外，配之以CCUS，以及森林、土壤和海洋等碳汇，双碳目标实现并非难事。