国庆节,深圳碳中和浅话“碳中和”

 

  东方文明系统综合思维与西方分析科学的第一次握手,是浙江临安人钱学森《工程控制论》,第二次握手是东北人金日光《群子统计力学》,东西方文明不同思维方式第三次碰撞,所产生的火花则是carbonneutral碳中和理念。

  虽然气候变化的阴谋论,不时沉渣泛起,但是,人类理性终将战胜愚昧,工业革命后,罗马俱乐部等意识到人类的生存环境和增长极限问题,1988年联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)成立,1990、1995、2001、2007、2014年先后发布5次气候变化评估报告,IPCC报告推动国际气候谈判,催生了1992《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)及《京都议定书》与《巴黎协定》。

  碳中和(carbonneutral)是深圳碳中和生物燃气股份有限公司所创立的概念,其思想来源于中国传统文化“中和”及“中庸”元素neutral

      2003年,深圳碳中和公司成立,主要从事中石化燕山石化旗下与化石能源碳相关的实体业务,2010年公司转型生物质气化新能源,遂改名为深圳碳中和生物燃气股份有限公司。carbonneutral(碳中和)为深圳碳中和生物燃气股份有限公司的商号和注册商标,国家工商局商标局颁发给深圳碳中和生物燃气股份有限公司第8121922号《商标注册证》,确认我们合法拥有碳中和注册商标。 

  《新牛津英语字典》2006年的年度字汇为「carbonneutral」,意思为「碳中和」,2007年「carbon neutral」这个字正式编列到该字典当中,carbonneutral是东西方两大文明体系真正碰撞所产生的第一次共同的火花。

  中国文化的对外名片是儒家思想,其“中和”“中庸”思想第一次真正嵌入到西方文明中;中国文化的内核道家思想,发展到宋朝大思想家张载的本体论“气”说的时候,东西方文明其实已经殊途同归,但是还没有握手。

  浙江临安是一个重要的地方,近现代以来,临安人对中西文化交融一直很敏感,也有所成就,他们最早意识到碳中和中西文化交融的价值。

http://www.linan.gov.cn/art/2021/2/9/art_1367677_59037104.html

  气候变化问题的科学原理,追溯到19世纪法国数学家、物理学家,热的解析与热传导理论创始人约瑟夫·傅立叶1824-1827年“温室效应”理论及爱尔兰物理学家、数学家、化学家约翰·廷德尔1859年全球变暖理论。

  瑞典气象学家尼尔斯·埃克霍姆(Nils Ekholm)1901年第一个使用“温室”这个词来描述大气的热量储存和再辐射,其同事诺贝尔奖得主斯万特·阿雷尼乌斯(Svante Arrhenius)在19世纪末研究了造成温室效应的物理学原理:辐射与辐射源的绝对温度(T)的4次方(T4)成正比,辐射源越热,射线的波长就越短。

  日裔美籍大气物理学家真锅淑郎为研究二氧化碳水平的增加如何导致气温升高,在20世纪60年代领导开发物理模型,将空气团因对流而产生的垂直输送以及水蒸气的潜热纳入其中,他从一维模型发展出三维气候模型并于1975年发表这个模型,该模型证实升温确实是由于二氧化碳的增加造成。

  真锅淑郎模型是一个里程碑,其发表十年后,德国科学家Klaus Hasselmann在爱因斯坦布朗运动理论(随机漫步理论)启发下,成功地将天气和气候联系在一起,找到解决快速而混乱的天气变化的方法,创建了随机气候模型,开发出识别人类对气候系统影响的方法(识别指纹的方法),这些信号(即指纹)包含关于噪声和信号特性的充分信息,可以被分离出来,应用于分析人类对气候系统的影响,并通过大量的独立观测,证明了人类对气候影响的痕迹。

  复杂系统的现代研究开始于19世纪下半叶由麦克斯韦Maxwell、玻尔兹曼Boltzmann和吉布斯发展起来的统计力学,为气体和液体等复杂系统的宏观属性如温度和压力等,提供微观的解释,即通过一种新的方法来描述由大量粒子组成的复杂系统如气体或液体系统,这种方法必须考虑粒子的随机运动,其基本思想是计算粒子的平均效应,而不是单独研究每个粒子,如气体中的温度是对气体粒子能量平均值的测量。

  中国科学家金日光先生上世纪60年代受中国传统文化辩证法对立统一思想启发,从系统整体性出发研究复杂系统,提出《群子论统计力学》理论,统一了世界三大统计力学:Fermi-Dirac理论(描述每一量子态或微空间最多容纳一个带电粒子的多粒子体系);Bose-Einstein(描述每一量子状态可以不受限制地容纳不带电粒子的多粒子体系);Maxwell-Boltzmann(描述量子态的总数远远超过粒子总数的多粒子体系),刻画了粒子数目和量子态总数目之比任意变化的复杂系统,并于1978年首次发表论文、1985年出版《模糊群子论》、1993年被“世界理论与运用化学学会”(IUPAC)年会认定为第四统计力学(简称为JRG群子理论),1998年《第四统计力学》、2007年《当代中医药生命动力学》JRG群子理论之运用版出版。

  研究解决世界气候变化问题,必须重视中国自然哲学家张载本体论“气”说,东西方文明的系统整体思维与分析思维必须有机结合起来。所谓“系统结构决定系统功能”的分析思维思想只是一个方面,“系统的功能也会决定系统的结构”!

  研究复杂随机系统的西方分析思维理论基石之一的“复型”方法论,必须与东方综合整体思维的对立统一方法结合,结论才会令人信服,复型技巧为什么可以得出一个正确的结果,至今还是一个谜团。

  复型技巧是把一个随机系统复制成N个副本,然后再对随机相互作用做平均,其物理结果要取N趋于0的极限才能得到,这与科斯的“交易费用为零”理论面临同样的困境。意大利科学家Parisi和Mezard,Virasoro发展了复型方法(replica method),但一个复杂系统处于随机(random)环境时,既可能导致有序,也可能导致无序,为了理解这些物理现象,我们必须知道如何处理随机的相互作用。

  复型技巧是西方分析思维处理随机的相互作用的一个标准技巧,已经取得了巨大的成就,东方综合思维的金日光《群子统计力学》中处理随机相互作用的“对立统一”模型蕴含深刻思想,其群子统计力学方程式应引起气候变化高度重视。

 

  碳排放是关于温室气体排放的一个总称或简称,近年来,全球变暖已成为全世界关心的环保问题,造成全球变暖的主要原因是大量的温室气体产生,而温室气体的主要组成部分就是二氧化碳(CO2),而二氧化碳的大量排放是现代人类的生产生活造成的,归根到底是大量使用各种化石能源(煤炭、石油、天然气)造成的。根据《京都议定书》的规定,各国纷纷制定了减排二氧化碳的计划。

1、二氧化碳和碳有什么不同

  二氧化碳(CO2)包含1个碳原子和2个氧原子,分子量为44(C原子量12、O原子量16)。二氧化碳在常温常压下是一种无色无味气体,空气中含有约0.03%(体积分数)的二气化碳。碳是生物体(动物植物的组成物质)和矿物燃料(天然气,石油和煤)的主要组成部分。1吨碳在氧气中完全然烧后能产生大约3.67吨二氧化碳。二氧化碳量(CO2)和碳排放量(C)之间是可以转换的,即减排1吨碳就相当于减排3.67吨二气化碳。

2、使用1度电或1公斤煤排放了多少“二氧化碳”或“碳”

  根据相关资料服道:1吨标准煤完全燃烧产生的“二氧化碳(CO2)”的“碳(C)”排放系数(单位:吨碳/吨标煤(tc/tce))是:国家发改委能源研究所推荐值为0.67,日本能源经济研究所参考值为0.68,美国能源部能源信息署参考值为0.69。我们暂取1kg标准煤的“碳排放系数”为0.68进行计算。

  发电厂按使用能源划分有几种类型:一是火力发电厂,利用燃烧燃料(煤、石油及其制品、天然气等)所得到的热能发电;二是水力发电厂,三是核能发电厂,四是风力发电场。

  以上几种方式的发电厂中,只有火力发电厂是燃烧化石能源的,才会产生二气化碳。而我国是以火力发电为主的国家(据统计,2006年全国发电总量2.83万亿度,其中火电占83.2%,水电占14.7%),同时,火力发电厂所使用的燃料基本上都是煤炭(有小部分的天然气和石油),全国媒炭消费总量的49%用于发电。因此,我们以燃烧煤炭的火力发电为参考,计算生产电力的排放系数。根据统计:使用1度(kWh)电的排放系数见下表,发电煤耗降低,排放系数自然也有所降低。

 使用1度电(kWh)的排放系数

 

3、使用汽油或柴油或煤炭(折成标煤)排放了多少“二氧化碳”或“碳”

  根据BP中国碳排放计算器提供的资料:使用汽油或柴油或煤炭(折成标煤)的“CO2”和“碳”排放系数及几种液体能源的密度见下表。

 汽油、柴油、标准煤的CO2和碳排放系数

几种液体能源的密度

 

         标准煤:标准煤亦称煤当量,具有统一的热值标准。我国规定每千克标准煤的热值为7000千卡(29307.6千焦)。

  能源的种类很多,所含的热量也各不相同,为了便于相互对比和在总量上进行研究,我们经常将各种能源折合成标准煤来表示。如1吨秸秆的能量相当于0.5吨标准煤的能量,1公斤原煤相当干0.7公斤标准煤。

  折算标准煤系数=某种能源实际热值〔千卡/千克)/7000(千卡/千克)。

  某种能源折算标准煤之前,首先测算该能源的实际平均热值,再折算标准煤。平均热值也称平均发热量.是指该种类或品种的能源实测发热量的加权平均值。计算公式为:平均热值(千卡/千克)=[∑(某种能源实测低位发热量)×该能源数量]/能源总量,各类能源折算标准煤的参考系数见下表。

各类能源折算标准煤的参考系数

 

 碳中和生物燃气成分表

  

 

 

 

深圳碳中和生物燃气检测报告

 

 

 

 

 

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张文斌