全面脱碳并不现实:被忽视的“物质碳”难题

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走进任何一家超市,你都会被碳包围。这里的碳不是气候报告里以百万分之一计量的那种,而是触手可及的实体:洗发水瓶的聚合物外壳、天花板瓷砖背后的保温材料、手腕上包袋里的合成纤维。

这些东西并不是化石燃料时代的偶然副产品,而是这个时代的“第二幕”。相比燃烧排放,它们不那么显眼,却同样深刻地塑造着我们的世界。

目前全球关于“净零排放”的讨论几乎完全集中在能源系统上。这一视角固然关键,但背后有一个很少被质疑的前提:化石燃料的主要问题只在于燃烧时释放的能量和二氧化碳。

事实上,大约 15%–20% 的化石燃料根本没有被燃烧,而是被转化为现代社会赖以运转的物质基础:塑料、聚合物、肥料、粘合剂、溶剂以及合成纺织品。当这些产品最终被焚烧、降解或丢弃时,其中的碳会以不同路径重新回到大气中,对全球变暖的贡献真实存在且持续增加,但在主流净零核算中几乎被忽略。

要实现真正可持续的未来,除了能源系统的绿色转型,还必须推动“物质系统”的可持续转型。而处在问题核心的三个行业——化工制造、塑料聚合物和建筑业——往往并未得到足够重视。

化工行业是众多现代材料的上游引擎,约占全球石油需求的 14% 和天然气需求的 8%。其中相当一部分并非用作燃料,而是作为原料被“固化”进产品之中。

例如,氨气主要通过已有百年历史的哈伯–博世工艺,以天然气为原料制得,是支撑全球约一半人口粮食生产所需肥料的基础。乙烯则来自原油,是大量塑料、溶剂和涂料的起点。对碳的加工与转化,是这一行业的核心环节。

全球每年生产约 4 亿吨塑料,几乎全部源自化石原料。当前只有约 9% 的塑料被回收,其余大多被焚烧、填埋或直接进入环境。无论是哪种结局,塑料中的化石碳最终都会以不同速度回到大气中。

相比之下,建筑业在碳管理方面潜力更大。建筑物的寿命通常在 50–100 年之间,这意味着其所用材料中的碳可以被锁定数十年。

以木材为例:树木在生长过程中吸收二氧化碳,并将碳储存在木材中。类似的思路也可以扩展到工程材料上。农业和林业的残余物(如作物秸秆、树枝和树叶)可以转化为生物炭,这是一种稳定的类炭形态碳,可用于制造骨料或混凝土。通过技术手段捕获的二氧化碳,也可以被转化为建筑产品,包括保温材料。在这些路径中,碳不再被视为废物,而是被嵌入长期存在的建筑和基础设施之中。

因此,出路并不是在工业中彻底消除碳,而是停止把化石碳当作理所当然的默认原料。

化学品、塑料和建筑材料仍然离不开碳,但这些碳不必总是来自石油、天然气或煤炭。它们可以来自植物基原料,或来自农业、林业废弃物等可持续来源的生物质材料;也可以来自工业过程捕获的二氧化碳,从而避免其直接排放到大气中。

在经过审慎规划的前提下,这些替代碳源可以逐步取代聚合物、建筑材料、保温材料和化学品中基于化石燃料的碳。

要确保这些替代方案真正有利于减排,就必须对其进行严格的全生命周期评估。这包括:碳的来源是否可持续、提取和加工所需的能量有多大、是否造成土地和生态破坏、碳在产品中被锁定多长时间,以及产品报废后的处理方式等。

与此相关的一个关键问题,是如何管理捕获的碳。如果将捕获的二氧化碳永久封存于地下岩层或深海中,这些碳原子会在数千年内被从可利用循环中移除,逐步削弱农业和工业赖以生存的地表碳库。若要构建一个更循环、更少浪费的系统,碳应尽可能在经济体系中循环利用,并在产品生命周期结束时被回收再用。永久封存应被视为最后的补救手段,而不是首选方案。

共同推进的六个关键方向

要让这种转型真正落地,需要多个方面同步发力:

  1. 性能不打折扣:新材料必须在性能上达到或优于所替代的化石基材料,否则难以被市场接受。
  2. 碳源真实可持续:可用的生物碳(来自植物、藻类等近期生物体的碳)总量有限,必须对其用途进行权衡和优先级排序,并对供应进行诚实评估。
  3. 政策激励循环碳:通过公共采购规则、碳定价和监管工具,为循环碳材料提供明确的市场信号和经济激励。
  4. 严格生命周期评估:用系统性的生命周期分析验证新材料是否真正减排,而不是仅仅“看起来不同”。
  5. 提前布局终端处理体系:在新材料大规模生产之前,就要建设好分拣、收集、维修、回收和安全处置等基础设施,避免“先上车后补票”。
  6. 信息透明与信任:消费者、零售商和制造商对产品中碳的来源、加工过程以及报废处理方式的信任,依赖于可验证的透明信息。

碳的来源本身是“看不见”的。要让循环碳材料市场高效而公正地运作,可靠的标签、认证体系以及“数字产品护照”至关重要。所谓数字产品护照,是记录产品来源、供应链路径和环境影响等信息的数字档案,可为监管、企业和消费者提供依据。

全面脱碳在物理上并不可能,也没有必要。真正的任务,是在尽量减少化石碳输入的前提下,让碳在一个可追踪、可循环、低浪费的物质系统中长期、安全地流动。


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