第1章绪论
《碳中和概论》
1.1
碳中和的基本概念
1.1.1碳中和的定义
(1)
地球系统本身吸收和固定来自人类活动的“额外”碳的能力。
（2）
将CO2固定在植被、土壤或海底；将CO2注入油气田或注入地球深处封存；收集CO2后制成化学或生物制品等。
03
当自然和人为固碳的总量与人为排放的碳量相等时，就实现了碳中和。
自然过程固碳
人为固碳
碳中和与碳的“零排放”的区别
碳中和是指在一定范围内(如国家、省市或企业园区)，排放的碳(主要是指CO2)与通过自然和人为过程固定的碳在数量上相等，即达到净零排放状态。
1.1.2碳循环和气候变化
(1)碳库：地球上的碳储存在的不同子系统
大气圈碳库：大气圈碳库含量的变化对气候造成重大影响。
陆地生态系统碳库：包括地表植被、土壤和地表枯枝落叶层。
海洋碳库：是地球上最大的碳库。
岩石圈碳库：以煤炭、石油、天然气为主要形式的化石能源碳库是岩石圈碳库中最重要的碳库。
各碳库之间通过物理、化学、生物、地质过程，实现碳转移，从而导致碳库之间发生碳含量的变化。
1.1.2碳循环和气候变化
(2)气候变化与碳循环
构造尺度气候变化：数十万年以上的气候变化。
轨道尺度气候变化：由地球轨道周期性变化驱动的气候变化，描述地球轨道的参数主要有：
偏心率：偏心率表示轨道的椭圆程度。
地轴倾斜度：地球自倾斜程度会周期性变化。
岁差：地球近日点出现的时间呈周期性变化。
1.1.2碳循环和气候变化
(3)人类历史时期的气候变化
最近1000多年，欧洲发生了两个重要的气候事件，即中世纪暖期和小冰期。
中世纪暖期：公元1000-1300年，期间欧洲北方人在格陵兰西南缘的冰盖外侧定居并种植小麦，气候比现今还温暖。
小冰期：公元1400-1900年，期间阿尔卑斯山脉的冰川大幅扩张，冬季变长变冷，庄稼欠收，是灾难性的气候时期。
1.1.2碳循环和气候变化
冰芯
冰芯记录了气温和大气化学信息，通过年层纹理可精确测定年代。
热带海洋珊瑚
珊瑚生长有年纹层，易于定年，通过氧同位素等地球化学指标，获得海洋表层温度变化的信息。
树轮
洞穴石笋
树轮的宽度变化与生长条件和气候环境具有强相关性。
石笋通过年纹层可精确测年，其碳、氧同位素反映气候变化
(3)人类历史时期的气候变化
1.1.3人为排放与全球增温
吸收地表释放的长波辐射并重新向地表辐射热量，导致地表和低层大气温度升高的作用。
温室效应
能够吸收地表长波辐射的气体，主要包括二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、臭氧、氟氯烃及水汽等。
温室气体
大气中CO2浓度从280ppm增加到560ppm时，气候系统完全响应并达到新平衡态时，全球地表平均温度的增加幅度。
气候敏感度
《巴黎协定》成为第一个具有法律效力的全球2℃温控目标国际条约。
全球温控目标
1.2
全球各国碳中和路线图
2030年温室气体排放比2050年下降50%~52%；
2035年实现100%清洁电力目标；
2050年实现净零排放目标。
美国
德国：到2045年实现净零排放；
法国：2050年实现碳中和；
日本：2050年实现碳中和。
其他发达国家
2035年碳排放量同1990年的水平相比，将减少78%；
2050年实现温室气体净零排放。
英国
2030年底，非化石燃料发电产能目标将提高到500吉瓦，50%的电力来自可再生能源；
2070年实现碳中和目标。
印度
2030年前碳达峰；
2060年实现碳中和目标。
我国
2030年全面禁止非法毁林，重新造林1200万公顷，将可再生能源的比例提升至45%。
2060年实现碳中和目标。
巴西
1.3
中国碳中和的挑战与机遇
1.3中国碳中和的挑战与机遇
能源类型从传统化石能源向清洁能源转变。预计2060年实现能源系统以可再生能源为主的目标，太阳能发电、风能发电、天然气发电、水力发电、核能将稳步增长。
低碳化
消费侧主要能源载体转为电力。预计2050年终端电能消费量超过60%~70%，其中工业领域再电气化率超过50%，交通领域超过50%，建筑领域将超过60%。
电气化
在二次能源消费，尤其是燃料消费中推广使用氢能。
氢能化
通过机器学习和数据挖掘在决策、管理和规划中走向智能。
智能化
以市场作为主要条件手段，管理能源系统的供需两侧。
市场化
在能源的开发、储运、加工、转换与利用中，对数据进行储存、收集和管理。
数字化
《碳中和概论》
课后请按时完成第1章习题与思考题