一、“霾鎖中國”帶來重大挑戰(zhàn)
2013年，“霧霾”成為年度關(guān)鍵詞。這一年的1月，4次霧霾過程籠罩30個?。▍^(qū)、市），在北京，僅有5天不是霧霾天。有報告顯示，中國最大的500個城市中，只有不到1%的城市達(dá)到世界衛(wèi)生組織推薦的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，與此同時，世界上污染最嚴(yán)重的10個城市有7個在中國。2014年1月4日，國家減災(zāi)辦、民政部首次將危害健康的霧霾天氣納入2013年自然災(zāi)情進行通報。一場霧霾鎖住了整個城市人的好心情，越來越多的中國人開始關(guān)心這樣的霧霾天氣究竟是如何發(fā)生的。
霾或稱灰霾、煙霞，一般呈黃色或橙灰色。是大氣中的顆粒物與過飽和污染物共同形成的氣溶膠溶液，使能見度降低。與過飽和水溶液析出沉淀，形成混濁一樣，是大氣污染物處于過飽和狀態(tài)的氣候現(xiàn)象。
霧霾天氣是溫室效應(yīng)顯著增強帶來的惡果之一。在全球變暖的大環(huán)境下，大氣環(huán)流異常，使污染物難以擴散，全球變暖和霧霾天氣的出現(xiàn)，最根本的原因還是化石能源粗放性使用等帶來的環(huán)境污染。治理的根本辦法是減少向大氣中釋放溫室氣體和污染物，加速其循環(huán)、轉(zhuǎn)化和清除過程。
二、常規(guī)手段治霾難以見效
在霧霾的挑戰(zhàn)面前，我們確立了以降低能源消耗、減少污染物排放為旨?xì)w的節(jié)能減排策略，采取了一系列的應(yīng)對辦法，諸如：加快節(jié)能減排的技術(shù)改造；提高煤炭資源的清潔高效利用水平；淘汰落后產(chǎn)能；減少和轉(zhuǎn)移污染源；實施征收碳稅的價格干預(yù)等。
我國正處于經(jīng)濟和科技的高速發(fā)展階段，發(fā)展是不二選擇。雖然我國也在進行一系列的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級，但是這種改變不是一蹴而就的，我們必須清醒的認(rèn)識到，在未來相當(dāng)長的一段時期內(nèi)，能源結(jié)構(gòu)和能源消費仍會保持持續(xù)上升的態(tài)勢，并且隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國碳排放總量仍會不斷增加，如果僅依靠城市管控、節(jié)能減排這樣的傳統(tǒng)辦法治霾，恐怕是杯水車薪。
三、生物質(zhì)能成為終極武器
破解我國資源和環(huán)境兩大制約性瓶頸，實現(xiàn)治霾和發(fā)展的雙贏，需要認(rèn)真研究、科學(xué)規(guī)劃，發(fā)展優(yōu)勢的可再生清潔能源。
眾所周知，可再生清潔能源主要有太陽能、水能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能和生物質(zhì)能等，它們都是直接或間接地來源于太陽。這其中，生物質(zhì)能源相較于其他可再生清潔能源，具有明顯的優(yōu)勢，即含有碳基，不僅可作能源使用，還可以轉(zhuǎn)變成新的物質(zhì)參與經(jīng)濟循環(huán)；生物質(zhì)形成的過程就是碳的生物化學(xué)地球循環(huán)過程，這一過程消耗物是大氣圈中的CO2，生成物是可資源化的生物質(zhì)，中間過程中還能夠消化吸收水體、土壤中的重金屬離子和其他污染物；起到修復(fù)大氣、土壤、水體的生態(tài)效應(yīng)。
在諸多植物中，筆者通過栽培和刈割韭菜發(fā)現(xiàn)，速生草本植物一年可刈割多次，其葉面總面積和葉綠體總數(shù)量，大于相同面積、多年一次生命周期森林的葉面總面積和葉綠體總數(shù)量；由于森林不能刈割封存，速生草本植物50年的生物質(zhì)總量和碳封存總量，是相同面積森林的100～150倍。
據(jù)此，筆者首次提出種植速生、豐產(chǎn)的陸生和水生草本植物，將大氣圈中氣態(tài)的CO2轉(zhuǎn)入生物圈中形成固態(tài)的有機碳化合物，將“動碳”變?yōu)?ldquo;靜碳”，獲得大氣碳資源，使生物質(zhì)發(fā)生飛躍性大增產(chǎn)，可實現(xiàn)大氣CO2負(fù)增長；開辟了修復(fù)生態(tài)環(huán)境，控制全球變暖，消除霧霾的新途徑。
種植速生草轉(zhuǎn)化大氣圈中的CO2制備標(biāo)準(zhǔn)碳產(chǎn)品封存，參與碳交易，將有限的森林碳匯變成無限的植物碳匯；改虛擬的“配額指標(biāo)”碳排放權(quán)交易為可準(zhǔn)確計量的實物碳產(chǎn)品交易，是大氣降碳和控制全球變暖的硬措施，必然成為全球碳交易市場的主流；用速生草制備成固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)的清潔能源產(chǎn)品，替代化石能源，是消除霧霾的科學(xué)方法。
(一)速生草碳匯量大，選育的綠心1號品種經(jīng)中國質(zhì)量認(rèn)證中心依據(jù)清潔發(fā)展機制項目(CDM)的方法學(xué)、中國自愿減排項目(CCER)的方法學(xué)、IPCC國家溫室氣體清單編制指南及ISO14064企業(yè)溫室氣體清單編制指南等進行核算，每畝凈碳匯量可達(dá)14噸；制備的植物碳產(chǎn)品經(jīng)南方林業(yè)生態(tài)應(yīng)用技術(shù)國家工程實驗室和作物生理與分子生物學(xué)教育部重點實驗室檢測，平均碳含量為48.09%～49.20%。封存0.685噸碳產(chǎn)品相當(dāng)于封存1噸CO2。據(jù)測算，大氣圈CO2總質(zhì)量約3.11萬億噸。每年封存130億噸碳產(chǎn)品，可實現(xiàn)大氣CO2負(fù)增長；50年封存6661億多噸碳產(chǎn)品(即可分離出滯留在大氣中的9725億多噸CO2)，大氣中CO2濃度即可從當(dāng)前的400ppm降低到工業(yè)革命前的275ppm。僅需邊際性土地、污染需治理土地、濕地與水面約1億公頃。項目的全面實施，將使我國成為世界上唯一創(chuàng)造大氣CO2負(fù)增長和解除全球溫室效應(yīng)及霧霾危害的國家。
技術(shù)要點包括速生：根據(jù)速生草具有生長發(fā)育迅速、反復(fù)萌發(fā)的特性，一年可刈割多次，以獲得提供最大生物質(zhì)質(zhì)量的能力。刈割:通過在單位時間內(nèi)對速生草的多次刈割，實現(xiàn)生物質(zhì)質(zhì)量最大值。成型:干燥、壓縮生物質(zhì)體積、增加穩(wěn)定性、減少與空氣的接觸面，避免生物質(zhì)的氧化分解，便于運輸、儲藏。計量:按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對儲碳產(chǎn)品進行檢測、計量，實現(xiàn)碳排放量與碳產(chǎn)品儲藏量的交易。封存:按碳交易合同規(guī)定的時間，儲藏生物質(zhì)有機碳，控制儲藏的碳產(chǎn)品向大氣中釋放CO2，實現(xiàn)生物質(zhì)碳釋放的可控性。應(yīng)用:實現(xiàn)儲碳目標(biāo)后，對碳產(chǎn)品進行綜合利用，可用作造紙、建筑材料、包裝材料、飼料、肥料和化工原料等；也可直接燃燒發(fā)電，轉(zhuǎn)化成為巨大的社會經(jīng)濟效益，讓生物質(zhì)資源釋放價值。
(二)速生草本植物及其標(biāo)準(zhǔn)碳產(chǎn)品替代化石能源，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，是將速生草本植物制備成固體、液體、氣體形態(tài)的清潔能源產(chǎn)品，用于生活、生產(chǎn)、交通、運輸?shù)雀鱾€領(lǐng)域:可制成固體燃料:如木炭或成型燃料替代煤，燃燒發(fā)電、供熱、取暖；可制成液體燃料:如生物柴油、生物原油、甲醇、二甲醚、乙醇及植物油替代石油，供內(nèi)燃機、鍋爐使用；可制成氣體燃料，如氫氣、甲烷、一氧化碳和沼氣替代天然氣，供鍋爐、內(nèi)燃機使用。
我國在目前的經(jīng)濟和技術(shù)條件下，走西方國家提出的“低碳經(jīng)濟”發(fā)展模式的道路，必然會帶來制約經(jīng)濟社會發(fā)展和進步的負(fù)面作用。只有速生草本植物才能提供足量的替代化石能源的生物質(zhì)，避免使用遠(yuǎn)古時代封存在地層下的化石能源釋放CO2、NOX等溫室氣體和SO2、H2S等污染性氣體及PM2.5，可保留優(yōu)異瀕臨枯竭的珍貴化石能源資源，實現(xiàn)大氣溫室氣體負(fù)增長，調(diào)控溫室效應(yīng)，消除霧霾。速生草碳轉(zhuǎn)化封存及碳資源綜合開發(fā)利用技術(shù)，既能解決我國節(jié)能減排不好處理的碳排放難題，又可消解西方國家要求減排的巨大壓力，使我國成為經(jīng)濟發(fā)展和應(yīng)對氣候變化雙贏的先鋒。
目前，湖南省長沙縣已建立了速生草碳轉(zhuǎn)化封存及碳資源綜合開發(fā)利用總部科研示范基地，在西洞庭湖、南洞庭湖濕地已種植20萬畝高效捕碳的速生草，并在世界首次示范封存1000噸CO2。2013年底長沙縣委、縣政府決定開展創(chuàng)建全國首個“零碳縣”經(jīng)濟發(fā)展模式試點工作。
“零碳縣(區(qū))” 經(jīng)濟發(fā)展模式，是綜合利用大氣碳資源，制造碳產(chǎn)品，形成碳產(chǎn)業(yè)的新氣候經(jīng)濟模式，是應(yīng)對氣候變化形成的新型經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈，是生態(tài)效益、環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟效益的統(tǒng)一體，實現(xiàn)了經(jīng)濟發(fā)展與應(yīng)對氣候變化的雙贏。
“零碳縣(區(qū))” 經(jīng)濟發(fā)展模式的創(chuàng)建是運用系統(tǒng)工程技術(shù)方法，進行碳規(guī)劃、碳普查、碳核算、碳核查，統(tǒng)籌碳源與碳匯；通過節(jié)能減排等技術(shù)手段，減少生產(chǎn)、生活中的CO2排放總量；提高碳匯能力；用碳源總量減去碳匯總量，剩余的CO2排放量用綠色能源替代、碳產(chǎn)品封存和碳交易及生態(tài)碳匯補償?shù)姆椒▉淼窒．?dāng)縣(區(qū))域邊界范圍內(nèi)碳源與碳匯處于動態(tài)平衡時，稱為“零碳縣(區(qū))” 經(jīng)濟發(fā)展模式。包括“生態(tài)零碳縣(區(qū))” 經(jīng)濟發(fā)展模式、“負(fù)碳縣(區(qū))” 經(jīng)濟發(fā)展模式、“生態(tài)負(fù)碳縣(區(qū))” 經(jīng)濟發(fā)展模式。通過“零碳”、“負(fù)碳”縣(區(qū)) 經(jīng)濟發(fā)展模式的創(chuàng)建、復(fù)制和推廣，逐步實現(xiàn)“零碳國家”、“零碳世界”經(jīng)濟發(fā)展模式，從根本上降低大氣溫室效應(yīng)，控制全球氣候變暖；使CO2排放峰值降低和提前；穩(wěn)定氣候系統(tǒng)，維護地球上水、氣、冰共存的氣候平衡狀態(tài)與生物多樣性；解決能源與相關(guān)環(huán)境問題，消除霧霾，使人類可持續(xù)生存和發(fā)展。
研究掌握碳循環(huán)規(guī)律，對碳釋放、碳轉(zhuǎn)化、碳傳遞、碳封存、碳應(yīng)用等碳循環(huán)過程實施技術(shù)控制、統(tǒng)籌和頂層設(shè)計，使我國能充分合理地利用沒有國界、沒有紛爭的大氣碳資源，獲得可持續(xù)發(fā)展的大量物質(zhì)財富，從碳認(rèn)識的“必然王國”到達(dá)碳認(rèn)識的“自由王國”。
人類應(yīng)著眼長遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)，認(rèn)清各種能源的本質(zhì)、特性和價值，科學(xué)地規(guī)劃、發(fā)展、使用優(yōu)勢可再生清潔能源，避免對能源選擇錯誤造成未來能源重復(fù)規(guī)劃投資和建設(shè)帶來的損失。速生草碳轉(zhuǎn)化封存及替代化石能源，是駕馭高碳的有力措施，必然會使我國成為世界新氣候經(jīng)濟的締造者和引領(lǐng)者；必然成為控制全球氣候變暖和治理大氣霧霾的終極手段。
