2.为什么要实现碳中和

随着国际社会对气候变化科学认识的不断深化，世界各国都已认识到应对气候变化是当前全球面临的最严峻挑战之一，积极采取措施应对气候变化已成为各国的共同意愿和迫切需求。1988 年，联合国大会通过为当代和后代人类保护气候的决议。1990 年，IPCC发布第一次《气候变化科学评估报告》。1992 年，联合国环境与发展大会通过《联合国气候变化框架公约》，最终目标是稳定温室气体浓度水平，以使生态系统能自然适应气候变化、确保粮食生产免受威胁并使经济可持续发展；基本原则是共同但有区别的责任（历史上和目前温室气体排放主要源自发达国家，发展中国家人均温室气体排放仍相对较低）。1997 年，通过《京都议定书》，这是人类历史上首次以国际法律形式限制温室气体排放，提出了发达国家、发展中国家的减排目标和义务。2007 年，巴厘岛气候变化大会通过“巴厘路线图”。2009 年，哥本哈根气候变化大会形成《哥本哈根协议》。2014 年 9 月，召开了联合国气候变化首脑峰会。2014 年 12 月，召开了利马气候变化大会，确定了国家自主贡献模式。2015 年 12 月，在法国巴黎召开联合国气候变化大会，达成 2020年后全球应对气候变化的《巴黎协定》。

《巴黎协定》在第二条中规定了全球温升控制目标，但并没有提出碳中和、温室气体中和或气候中和的概念，也没有给出碳中和的实现路径，仅在第四条中提出全球要在 21 世纪下半叶实现温室气体源的人为排放与汇的清除量之间达到平衡。2018 年 10 月IPCC发布的《全球 1.5℃增暖特别报告》基于模式结果评估认为，实现 1.5℃温升需要大幅减少二氧化碳以及甲烷等非二氧化碳排放，使全球 2030 年二氧化碳排放量在 2010 年基础上减少约45%，并在 2050 年左右达到净零排放；实现 2℃温升需在 2070 年左右达到净零排放。AR6 第一工作组报告评估了从很高到很低 5 个排放情景的温升，评估认为仅有很低和低两种排放情景可分别实现 1.5℃和 2℃的温升控制目标：在很低排放情景下，全球温室气体排放量需从 2020 年开始下降，到 2050 年左右实现二氧化碳的净零排放并在之后达到二氧化碳的负排放；在低排放情景下，全球温室气体排放量也需从 2020 年开始下降，到 2070 年左右实现二氧化碳的净零排放并在之后达到二氧化碳的负排放。

IPCC第六次评估报告再次确认了全球气候变暖的幅度与二氧化碳累积排放量之间存在的近似线性相关关系，并明确指出未来的温升是由历史排放和未来排放共同造成的。《巴黎协定》在强调应对气候变化“共同但有区别的责任”原则和公平原则的同时，也在第四条第一款明确指出：为了实现第二条规定的长期气温目标，缔约方旨在尽快达到温室气体排放的全球峰值，同时认识到发展中国家缔约方需要更长的时间实现达峰。也就是说，碳达峰对发展中国家来说需要更长的时间来实现，而对于发达国家而言，很多国家早在 20 世纪七八十年代就已经实现了碳达峰。

实现 1.5℃和 2℃温控目标还均需要大幅减少非二氧化碳的排放，其中甲烷和二氧化硫的排放量会显著影响温控目标的实现概率。综合来看，短寿命气候强迫因子（这些因子多数与空气污染相关）在 21 世纪内一直为增温效应，虽然未来减排二氧化硫等气溶胶会产生增温效应，但会被减排甲烷所带来的降温作用部分抵消。在多数情况下，1.5℃温控目标下的非二氧化碳减排力度与 2℃温控目标下接近，并且这样的非二氧化碳减排力度基本上已经达到了极限，无法再进一步加大。能源和交通等部门的二氧化碳减排措施会直接导致非二氧化碳排放的减少，其他如氢氟碳化物、农业部门的氧化亚氮和氨、部分黑碳等排放的减少需要特定的减排措施。如果在排放情景中假定生物质能的使用增加，则氧化亚氮和氨的排放也会相应增加。《全球 1.5℃增暖特别报告》评估认为，实现 1.5℃温控目标要求全球 2050 年黑碳排放量在2010 年基础上减少 48%∼ 58%，二氧化硫排放量减少 75%∼ 85%，氟化物排放量减少 75%∼ 80%。《全球 1.5℃增暖特别报告》评估认为未来甲烷减排潜力是有限的，到 2050 年 60%∼ 80%的甲烷排放主要来自农业、林业和其他土地利用等部门，说明农业、林业和其他土地利用相关的甲烷减排非常重要但难度较大。AR6 第一工作组报告评估也认为有力、快速和持续地减少甲烷排放将限制气溶胶污染下降所产生的变暖效应并改善空气质量，与《全球1.5℃增暖特别报告》评估结论较为一致。

如果用一个游泳池里面的水量来代表大气中的二氧化碳含量，用水位高低的变化来代表大气中二氧化碳总量的变化（图 1），那么，在没有人为碳排放的情况下，这个游泳池的水位也会发生变化，因为有雨水进入（代表地球自然生态系统排放的二氧化碳）使水位增加，而水面蒸发（代表地球自然生态系统吸收的二氧化碳）又使水位降低。如果假设把大气中所有的二氧化碳换算为一个面积为 25 米×15 米、1.57 米深的游泳池，则在没有人为碳排放的情况下，每年有 110 立方米的雨水流进了泳池，由于泳池的表面蒸发，每年泳池损失的水量也差不多，因此在自然状态下泳池的水位是基本上保持稳定的（水位在 1.57 米左右），也就是说，这种稳定状态下的水池并不会引起全球温升。

但是，由于工业化以来产生了人为碳排放，相当于在泳池上面安装了一个水龙头，水龙头向游泳池中流入的水量代表了人为二氧化碳排放量。目前水龙头大约每年向水池中增加 10 立方米的水，但其中有 5.7 立方米通过蒸发又流了出去，只有 4.3 立方米留在了水池中，这相当于每年的人为排放使水位增加 11 毫米，工业化以来的人为碳排放已经累计使泳池水位增加了 64厘米，也就是说现在的水位已经达到 2.21 米。正是 1750 年以来增加的这 64厘米的水位造成了目前全球相比工业化前超过 1℃的温升。未来如果泳池水位继续升高，全球气温也将继续升高；只有在水位保持稳定的情况下（人为碳排放为净零，即碳中和），全球温升幅度才会稳定在一定的水平上。