气候变化及其背后的利益博弈
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气候变化及其背后的利益博弈

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对丁仲礼院士在石油大学的演讲《气候变化及其背后的利益博弈》的记录。点击💡可查看详细数据。

气候变化从理论上说是一个科学的问题,但是现在已经扩展到经济、外交、政治的层面,有着向宗教层面发展的趋势,存在着巨大的争议。以下主要针对不同维度上的争议进行梳理。按照丁院士自己的说法,他是属于保守派、右派。

二氧化碳

气候变化的问题归根结底是二氧化碳的问题。使用PPM来表示浓度,这个单位是用溶质质量占全部溶液质量的百万分比来表示的浓度,也称百万分比浓度,一百万份重量的溶液中所含溶质的质量.300ppm即表示百万分之300。这是一个无量纲的单位,在实际中也可使用ppmv表示体积占比。我们需要明确关于二氧化碳的三个基本看法。

现在确定二氧化碳的浓度升高会导致地球温度升高, 但是有一个最重要的科学问题就是关于气候变化的不确定性—即敏感度不确定性。

全球变暖的理论框架

逻辑起点:

  1. CO2-e(二氧化碳当量浓度,-e是其他温室气体—如甲烷等的换算)倍增将导致全球增温3℃。
  2. 人类活动造成过去百年地球变暖。下图展示了1850年以来,地球平均温度的变化💡

1850-2018全球平均气温变化

预测:

  1. 增温将带来灾难性的后果,如海平面、粮食、水资源、物种、传染病等方面。

判断:

  1. 应将增温控制在2℃以内。
  2. CO2-e浓度不超过450ppm。

逻辑归宿:

  1. 大幅度减少温室气体的排放,拯救地球。

逻辑起点的争议

逻辑起点的争议点即是气温对 CO2 浓度的敏感性(sensitivity)。

自1850年以来,全球平均温度增加了0.74度,海平面上升了17cm,这个上升主要是由内陆山地冰川的融化以及海水的热膨胀导致。工业革命(1760 – 1840)之前:二氧化碳CO2浓度为280ppmv,甲烷CH4浓度为800ppbv(这些值的获得是通过测量封装在冰芯中的古大气得到)。这些数据说明增温与CO2浓度增加是事实,但是在气温对CO2浓度的敏感性,即CO2倍增,气温到底增加多少?存在争议。

为什么使用倍增来描述与温度的关系,而不用增加多少来描述?

  1. CO2浓度增加100ppm在不同的起始浓度下,对温度的影响是不一致的(如:x+m与x+2m所增加的值不是2倍的关系),所以使用倍增的概念。

哪些手段来获得气温对CO2浓度的敏感性?

  1. 数学模型,使用不同的模型模拟出来的结果并不相同,大体是在1.5℃ — 4.5℃之间。平均之下便是3℃。可下载气候敏感性计算机
  2. 根据历史记录进行评估。

为什么会对模拟出的结果产生争议?

  1. 实验室的结果需要不同实验室的重复验证来获得信度,这是科学的实验手段。但是在关于敏感性的模型在不同实验室得出的结果是不一样的,而且存在巨大的差异。
  2. 实验室的数据需要与实际的测量数据进行对比。

百年历史测量所得到的结果与模拟数据的差别。

  1. CO2增加:≈110ppm;CH4增加:≈1000ppb;CO2-e增加:≈160ppm。工业革命前的CO2浓度为280ppm,过去100年气温上升了0.74℃,如果温度的全部增量由温室气体引起,则:160:0.74=280:x (CO2-e增加160ppm,则气温增加0.74℃;如果增加280ppm,那么温度应该增加x)x=1.295,即敏感度为1.295,这与模拟数据的3不符合。如果70%是由人为因素造成,则:160:0.74*0.7=280:xx=0.91,即敏感度为0.91,这与模拟数据3差距太大。

IPCC对模拟数据与历史记录差异性的解释。

  1. 自然变化是趋冷的。
  2. 大气气溶胶(一些霾是由气溶胶引起的)的增加抵消了一部分温室效应。大概抵消了相当于80ppm。这个80ppm的数据十分值得怀疑,不具备科学性(160-80):0.74=280:x=2.59,即敏感度为2.59≈3。这就是逻辑起点中3℃的由来即它是在抵消气溶胶后的结果。

为什么二氧化碳浓度的红线是450ppm?

  1. 基于以上关于“CO2-e(二氧化碳当量浓度,-e是其他温室气体的换算,如甲烷等)的倍增将导致全球增温3℃。”的结果,即x=3。并且全球的平均温度增加不能超过2度,即x=2,则:280:3=(y-280):x当y的取值为450,即二氧化碳浓度为450ppm时。x=1.82≈2这就是为什么二氧化碳的浓度红线为450ppm。

气溶胶的抵消为什么不具备科学性?

  1. 气溶胶不仅仅具有致冷效应(如:黑炭)。
  2. 在大气中一般存留数天至数周。
  3. 人为气溶胶具有局限性。中国是气溶胶排放大国,但是工业气溶胶排放的地区仅仅局限在工业发达地区。像广泛存在的海洋,沙漠,森林是不具备人为气溶胶的条件的。所以在如此局限的地区的气溶胶对大气产生巨大的致冷作用是值得怀疑的。

现状

  1. 目前大气的CO2浓度大约为430ppm,已经十分接近450ppm的红线。但是温度的升高并不与模拟数据吻合。3℃的敏感性很大可能是被夸大了。

敏感性不确定的主要原因

预测的争议

对全球变暖后果的灾难性预测,需要先回答几个问题。

  1. 工业革命前,气候如何变化?
  2. 变暖不好,那变冷好不好?
  3. 现在的气候条件是最好的吗?
  4. 近百年来的增温有何后果?即现在是好是坏?

地球历史上的温度变化

  1. 绝大部分时期比今天暖,CO2浓度比今天高得多。
  2. 地球从5500万年前开始,地球是总体变冷的。3600万年前南极被森林覆盖,6000万年前,加拿大北部生长着亚热带植物。
  3. 地球260万年以来,一直处于冰期(冷) -- 间冰期(暖)之间的波动。
  4. 一万年以来,为间冰期。6000年前温度最高;4000年来,整体变冷,但有波动。汉、唐时期的温度高于现在。

气温升高后,到底会有什么影响?

  1. 海平面受大陆冰盖控制,而大陆冰盖变化的“时间常数”是数千年,在百年的时间尺度上,海平面大幅度升降是不可能的。
  2. 由于陆地生态系统的绝大部分物种会随着温度变化而迁徙,所谓升高2℃后陆地生态系统中约30%的物种将灭绝的 ”托马斯语言”没有坚实的科学根据从地球历史看,温度较高的时期,生物多样性也是处在繁荣时期。而短时间升高2℃与逐渐升高2℃也是有巨大区别的。
  3. 增温后,预言的极端气候的增加与地质记录,古气候事实不吻合。地质记录显示,温暖时期恰好是极端天气较少的时期。从物理上将,由于从赤道到极地的温度梯度变小,大气环流系统有可能更趋于稳定,极端天气整体上有可能减少,而大气垂直扰动造成的极端天气则可能增加。
  4. 热带传染病在增温背景下向高纬度传播的可能性会增加,但人类有能力控制。
  5. 增温后,地球整体的生物产率将增加,CO2浓度增加也有利于光合作用,因此世界粮食总产量将增加,而各个区域则可能有增有减。
  6. 地区间冲突是否会因为增温而增加,尚难以评估,但过去几百年的国际冲突很少因气候变化而爆发。总:气候永远在变化,变是绝对的,不变是相对的,如果非要比较,则变暖比变冷好得多。

经济问题

经济问题,外交问题,政治问题都是减排问题

减排与经济问题如何连接?

  1. 减排涉及到能源问题与发展问题。
  2. 只有在有充足,相对廉价的能源的持续供应的条件下,社会才能保持持续的发展。
  3. 通过数据对比,现今经济水平同历史累计排放量密切正相关。
  4. 大国人均累计排放增长与人均GDP增长密切正相关。
  5. 发达国家排放都有一个长期增长过程。在1990年之后,发达国家的排放量呈现出降低趋势,其原因是:1.技术进步,2.将高耗能、高污染产业转移到了发展中国家。
  6. 世界人口大国1900-2005累计排放,中国累计排放24.14吨C(如果换算为CO2则需乘上3.67的系数)。可以看出,美国的累计排放为中国的20倍。虽然中国目前是第一排放大国,但是经济的发展却是一个积累。

👇 下面依次是碳排放量与人均GDP关系💡、1975—2017年各国年度CO2排放量💡、1975—2017年各国总CO2排放量💡
碳排放量与人均GDP的关系
1751-2017各国年度二氧化碳排放量
1751-2017各国总二氧化碳排放量

决定排放量的三要素

  1. 人口(2050年将达到90亿)。
  2. 人均能源消耗量(随着社会发展是必然增加的)。
  3. 能源结构(调整较慢,技术进步需要时间)。总:减排存在很大的困难。

当下减排的困境

  1. 从全生命周期来看,新能源也不能零排放。在较长的一段时间内,新能源靠不住。
  2. 所谓的低碳发展,过去没有,几十年内也很难有。中国一穷二白的时候就是低碳经济,如今的孟加拉国也是低碳经济。
  3. 当下谈的减排,并无强大技术支撑。总:低碳经济,忽悠可以,现实做不到。

中国不承诺绝对减排,只能保证增幅放缓的原因

  1. 能源结构调整存在很大的困难。主要表现在:1.水电 — 投资大、周期长、国内很多人对大规模水电项目的抵触;2.核电 — 我国铀矿资源短缺;3.生物质能 — 争夺口粮,在中国潜力很小;4.风能、太阳能 — 量小价高,并网失败只能是垃圾电。总:减排:只能在增速上,不是总量,所有承诺在30年内转变能源结构的都是忽悠。
  2. 与全球的对比,我国在基础设施的发展上还有很长的路要走,基础设施建设只完成了50%左右。
项目中国全球G8美国日本韩国
铁路人均绝对值0.060.170.560.740.180.07
铁路人均绝对值倍数12.89.312.38.51.2
高速公路人均绝对值0.060.050.190.240.060.07
高速公路人均绝对值倍数113.2411.2
公路人均绝对值2.5 21.69.2
公路人均绝对值倍数1 8.63.7
住房面积人均绝对值27 6031
住房面积人均绝对值倍数1 2.221.15
千人乘用车绝对值18.3249471461441239.8
千人乘用车绝对值倍数113.625.725.224.113.1
钢铁 水泥人均绝对值6.56.511 43
钢铁 水泥人均绝对值倍数111.7 6.6

政治问题

欧洲极力推动减排的目的?

  1. 以减排为平台,重新构建世界经济、政治的秩序。固化世界的贫富差距。
  2. 针对美国减排,欧洲无法忍受单极化。
  3. 针对中国,即所谓的“崛起中的大国必然会对现有的经济政治秩序提出挑战,并有可能发动战争”。
  4. 彰显在世界上的领导能力。
  5. 欧洲绿党(欧洲各国的绿党,是在第二次世界大战后以要求保护人类生存环境为目的的绿色运动 — 又叫生态运动的基础上形成的)在各个国家拥有比较大的话语权,影响着选举。有着有别于其他民主国家的关于生态的独特价值观。总:减排是一个政治问题,不仅是环境问题。

发达国家设计的减排陷阱

  1. 必须将CO2-e浓度控制在450ppm之内。
  2. 计算出全球还有8000亿吨CO2排放空间。
  3. 发达国家承诺率先减排,到2050年减排80%,发展中国家无硬性指标。
  4. 按照其率先减排的方案,因为发达国家的碳排放基数巨大,就算在此过程中减掉80%的碳排放。如果方案通过,占总人口15%的发达国家将率先获得44%(3520亿吨)的排放权。
  5. 按照中国目前的碳排放数量,中国将只剩下10年的排放空间(现在已经是2020年,中国的碳排放空间已经用完了😂)。
  6. 花钱买排放权 — 固化当今国家间的贫富差距。

外交博弈

外交谈判的主要三点

  1. 排放(减排与减缓的问题)。
  2. 资金与技术(发达国家向发展中国家提供资金与技术的问题)。
  3. 透明度。经过这次疫情,可以看到这是一个永远无法达成共识,永远与政治挂钩的维度。

外交谈判的阵营分化

  1. 欧盟(力推激进的减排方案)。
  2. “伞形国家”(排放大国,减排较难),美、加、澳、俄、日。
  3. “基础四国”(排放将快速增长),中、南非、巴西、印。
  4. 小岛国(受害者面目示人),毕竟要被淹了。
  5. 能源生产国(强调能源安全)。
  6. “事不关己国”(资金诉求)。

美国的减排压力最大

  1. 交通排放一项便超过全球平均。
  2. 住房的空调、取暖等消耗巨大。
  3. 能源结构调整涉及到不同州、地区、财团的利益分配。
  4. 由俭入奢易,由奢入俭难。
  5. 国会对政府有很大的制约。

中国面临的国际压力

  1. 中国作为第一碳排放大国应该先减排。
  2. 中国不减排,其他国家减了也作用不大。
  3. 中国不接受“三可:可监测、可报告、可核查”。

宗教趋势

通过媒体不断宣传以及政治家的利用,现在的全球变暖这一科学性的问题已经不只是科学范畴了。对全球变暖的后果持怀疑态度的科学家很可能会被等同于对人类不负责任。这就是宗教化的开始,希望将这个问题关在科学的笼子里面。

综述

碳排放权是一场国际斗争,关系着人民的发展权。绝不是“拯救地球”这四个字就可以掩盖的。

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