李红泰
（山西天泽煤化工集团股份公司，山西 晋城048000）
［摘 要］人类进入工业时代以来，高强度的二氧化碳排放对自然生态环境造成了严重的影响。如今，世界各国共同携手推进“碳达峰、碳中和”（“双碳”）目标的实现，意味着用氢或其他新能源替代化石能源实现“碳达峰、碳中和”是全人类需共同面对和必须解决的课题。简介人类历史温室气体二氧化碳的排放情况及国外的“双碳”情况和我国的二氧化碳排放情况，详细分析煤基合成氨/尿素生产中的二氧化碳排放量，提出煤基合成氨/尿素企业的碳减排之路——二氧化碳产品化或原料化，认为碳减排工作要防片面化、消极化、口号化，并结合氢能源利用推广面临的困局，展望将无载体氢能源拓展为以 “绿氨”为载体的氢能源利用方式及其发展前景。
［关键词］“双碳”目标；二氧化碳排放情况；合成氨/尿素行业；碳减排路径；氢能源；“绿氨”
［中图分类号］X781.4 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2022）04-0031-04
0 引 言
中国有句老话，“开门七件事，柴米油盐酱醋茶”，第一个字是“柴”，足见中国人自古以来就很重视能源问题。如今全球的节能宣传活动中，出现了两个高频词 ——“碳达峰”和“碳中和”（简称“双碳”）、“新能源——氢”，意味着用氢或其他新能源替代化石类能源实现“碳达峰、碳中和”是全人类需共同面对和必须解决的课题，这既是一场技术革命，又是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。
所谓“碳达峰”，就是某个地区在某一个时间点二氧化碳的排放量达历史峰值而不再增长，之后稳步回落；所谓“碳中和”，就是某个地区在一定时间内针对排放出的二氧化碳总量，采取植树造林、节能减排、碳捕集封存与利用（CCUS）等方式全部抵消掉，达到“净零排放”的目标。
在这场全人类的能源革命中，我国从中央到地方到企业到市场，都充满了关注和期待，也提出了相应的要求。2020年9月22日，习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话，中国将提高国家自主贡献力度，力争于2030年前二氧化碳排放达到峰值，争取在2060年前实现碳中和。2020年12月18日，中央经济工作会议部署2021年经济重点工作任务，其中，“做好碳达峰、碳中和工作”是党中央确定的2021年经济工作八大重点之一。2021年4月30日，习近平总书记在中共中央政治局就新形势下加强我国生态文明建设进行的第二十九次集体学习时指出，各级党委和政府要拿出实现碳达峰和碳中和的时间表、路线图、施工图，不符合要求的高能耗、高排放项目要坚决拿下来。
在中央的安排部署下，各地政府也出台了相应的规划、政策、制度、办法等，并设立了专门的机构，以促使完成碳减排任务、实现“双碳”目标。例如，山西省设立了山西省碳中和监测评估中心、山西省碳中和研究院等专门机构，“点线面”结合推进“双碳”目标的实现。2021年7月16日全国碳市场上线交易正式启动。北京绿色金融与可持续发展研究院院长马骏预计，今后大约30年内，“双碳”产生的投资规模在100万～500万亿元。
1 人类历史二氧化碳排放情况
人类自18世纪末进入工业社会以来，化石能源的生产与利用构成了工业生产与经济活动的主要模式，在不到300年的时间里创造了远超过去数千年的物质文明，与此同时向大气排放了巨量的二氧化碳。以国际能源署2019年数据为例，2019年全球二氧化碳排放量330×108 t，同期植物光合作用固定的二氧化碳仅有110×108 t，二氧化碳净排放量220×108 t。正是由于工业生产及经济活动高强度的二氧化碳排放，打破了大自然原来的生态平衡。
从全新世开始（约12 000年前）到工业革命之前，大气中二氧化碳浓度保持在280×10-6；工业革命以来，大气中二氧化碳浓度急剧上升，1950年突破300×10-6，2013年突破了400×10-6，短短200多年间，大气中二氧化碳浓度上升了48%，人类主导的二氧化碳浓度上升比大自然主导的二氧化碳浓度上升快50 000倍，这就是所谓的温室效应，使得自工业革命以来全球地表平均温度增速过快。在此严峻的形势下，世界各国于2015年缔结《巴黎协定》，提出到本世纪末将全球地表温度相对于工业革命前上升的幅度控制在2 ℃以内，争取实现1.5 ℃的温控目标；根据这一目标测算，全球应该在2065—2070年左右实现“碳中和”。
2 国外的“双碳”情况
据世界资源研究所2017年下半年发布的报告，全球已有49个国家的碳排放实现达峰，占全球碳排放总量的36%。比如，前苏联的加盟共和国和东欧计划经济国家，是因为经济衰退或经济转型而碳达峰；欧洲一些国家，是因为严格的气候政策和经济高度发达实现了碳达峰。1990年以前实现了碳达峰的有白俄罗斯、德国、俄罗斯、乌克兰等19个国家，1990—2000年间实现了碳达峰的有法国（1991年）、英国（1991年）、瑞典（1993年）、丹麦（1996年）、瑞士（2000年）等14个国家，2000—2010年间实现了碳达峰的有巴西（2004年）、澳大利亚（2006年）、加拿大（2007年）、意大利（2007年）、美国（2007年）等16个国家。世界资源研究所预测，中国、墨西哥、新加坡等国的碳达峰时间预计在2030年以前。日本前首相菅义伟在首次施政演说时提出，日本将于2050年实现“碳中和”；韩国前总统文在寅发表施政演说时提出，韩国将力争在2050年之前实现“碳中和”；欧盟计划在2050年实现“碳中和”；印度计划在2070年实现“碳中和”。
3 我国的二氧化碳排放情况
最近十几年，我国碳排放强度是逐步下降的，生态环境部2019年11月发布的《中国应对气候变化的政策与行动2019年度报告》指出，我国2018年单位国内生产总值（GDP）二氧化碳排放强度相较于2005 年累计下降了45.8%，已提前完成了2009年向国际社会承诺的到2020年碳排放强度比2005年下降40%～45%的目标，并提出2030年碳排放强度比2005年下降60%～65%的目标。
2019年，我国排放二氧化碳超100×108 t，植物固定二氧化碳约10×108 t。2019年排放的二氧化碳主要集中领域的占比如下：能源生产（包括煤炭、石油、天然气等化石能源的开采）、热电生产等领域占比55%；工业生产领域占比25%，其中，石油化工（含煤化工）年排二氧化碳约10×108 t，合成氨（含尿素）/甲醇工业年排二氧化碳近3×108 t；交通领域占比10%；其他领域（包括民用、动物活动等）占比10%。
4 煤基合成氨/尿素生产中的二氧化碳排放
4.1 炭燃烧生成二氧化碳的理论值
更多内容详见《中氮肥》2022年第4期