《喵懂碳中和》(上下册)为一套运用漫画形式向青少年读者普及碳中和相关知识的图书。书中通过环境专业研究生李热与猫咪小碳的对话、知识小贴士(“来点小鱼干”),以及大量详实的数据阐释了碳中和相关的概念,如碳达峰、温室气体、增温潜势、可再生能源等,详细介绍了碳中和碳达峰提出的背景、意义、实现途径、发展历史及发展现状,并介绍了我国在实现碳中和碳达峰目标上所取得的成就等。其中,上册从全球变暖、气候变化入手,依次介绍了全球变暖的原因、温室气体的概念及人类排放现状、如何应对全球变暖、节能减排的意义及做法等内容。下册则向读者介绍了可再生能源技术和日常生活中的低碳知识。书中依次叙述了太阳能、风能、水能、生物质能、氢能等可再生能源的概念及目前对这些能源开发利用的情况,同时还介绍了人们日常生活中与吃、穿、住、行相关的碳知识,用孩子们容易理解和接受的方式介绍了低碳生活理念。
本书在阐释碳中和相关知识的基础上,融入了目前全球气候变化治理的新方法、新技术和新进展等内容,知识涵盖既有深度,也有一定的广度。在内容呈现上,本书运用青少年读者喜爱的漫画形式完成,为读者提供了一种有趣和易读的阅读方式。本书对于帮助青少年读者了解全球气候变化治理的前沿进展、树立正确的生态观、践行低碳生活方式都有着积极和现实的作用。
刘晓曼
博士,毕业于法国兰斯大学大气物理与环境专业,现在中国科学院大气物理研究所从事城区边界层二氧化碳时空分布及湍流特征研究工作。热爱漫画、写作和猫咪,希望能够以漫画的形式来“软化”碳中和的“硬”知识,助力碳中和时代的地球居民轻松读懂碳中和,做好迎接零碳未来的准备。参与撰写了《中国工业过程和产品使用(IPPU)温室气体排放清单方法》《中国城市温室气体排放(2015年)》《中国城市温室气体排放数据集(2015)》,以及“一分钟扯碳"系列等图书。
陈 聃
独立插画师、漫画编剧。曾在国内一线媒体和漫画平台供职,为《人物》、《吾皇万睡》、《新京报》、凤凰网等供稿,参与编创“碳中和原来是这样!”系列及《就知道不能高兴得太早——笑不停的昆虫冷知识》等图书。
尧 尹
插画师、动画师。曾就职于网易文创,并与腾讯、知乎、字节跳动、爱奇艺等合作供稿,动画、漫画创作及平面设计均有涉猎,擅长逗趣漫画和IP类动画创作。
上册
开篇
第一章 碳中和是什么?
中和是什么意思?
碳中和的对象是谁呢?
温室气体大有用
没有温室气体的冷,你不懂
温室气体太多也不行
地球,温室大棚?
气温升高 1℃ 很严重吗?
全球变暖,不只是升温
全球变暖的影响 (上)
全球变暖的影响 (下)
第二章 碳从哪里来?
认识二氧化碳
二氧化碳的最大来源
减碳,我们要减少呼吸吗?
碳在自然界的无限循环
地球上的四大碳库
跟不上人类节奏的碳循环
人类“发家史”和碳排放
暴增的二氧化碳浓度
人类一年要排放多少碳?
第三章 温室气体家族
温室气体家族成员
大哥和小弟,谁更暖?
二当家甲烷
牛放屁要付费?
养牛也会造成碳排放
来自农田的温室气体
来自企鹅大便的温室气体
让人类又冷又热的含氟温室气体
臭氧杀手——氟氯碳化物
不可小觑的氢氟碳化物
第四章 全球变暖:从发现到应对
全球变暖发现史
应对气候变化,谁说了算?
“大作家”IPCC
《京都议定书》
清洁发展机制(CDM)——让协议落地
一波三折的《巴黎协定》
改变,也要适应
碳达峰
为何每个国家碳达峰时间不一?
第五章 实现碳中和要怎么做?
最直接的减排手段
冉冉升起的新能源
把二氧化碳“抓”起来
捕集来的碳怎么用?(上)
捕集来的碳怎么用?(下)
碳交易市场(上)
碳交易市场(下)
你要买碳吗?
今天你攒了多少绿色能量?
第六章 节能减排,节的是什么能?
能是什么?
不会凭空消失的能
能量与能源
化石能源三兄弟
化石能源从哪里来?
同是化石,命运不同
带来光明的煤炭
污染从何时开始?
最“脏”的燃料
坏天气与大气污染
石油的崛起
无处不在的石油
会吃石油的细菌
化石能源中最清洁的小弟
文明的脚步与污染
迟早被用完的化石能源
我国在碳中和方面的重要地位
中场休息
下册
第一章 不可思议的太阳能
太阳的能量有多强?
太阳能的使用期限剩余多久?
同一个地球,不同的太阳能
不远不近的太阳
将太阳能变成电能
光伏发电与光热发电
太阳能为何还不能取代化石能源?
未来,太阳能板装在哪里?
哪里的太阳能最强?
人类利用太阳能形式的变化
第二章 绿色、可再生、不稳定的风能
风,也是能源
海风和陆地风的形成
人类对风能的利用
用风能实现零碳发电
为什么在城里很难看到风力发电机?
挂满“豆荚”的风电树
风能王国
风力发电机与飞鸟
第三章 能发电又能当“充电宝”的水能
人类对水能的利用
像充电宝一样蓄能
多种多样的海洋能
第四章 含碳却零碳排的生物质能
生物质能是什么?
生物质能的利用方式
生物质能与化石能源
生物质能含碳凭什么零碳排?
第五章 最具发展潜力的氢能
氢从哪儿来?
燃烧值爆表
火箭的优质燃料
将氢能变成电能的另一种方式
不加油,加氢
氢能并不都低碳
碳中和时代的顶梁柱
第六章 穿衣中的减碳黑科技
一件衣服的碳足迹
小衣服,高碳排
同是衣服,碳排大不同
少点颜色,少点碳
洗衣减碳大闯关
衣服上的塑料“跑进”人体里啦!
回收的旧衣都去哪儿了?
蔬果也能做衣服
变废为衣
会呼吸的衣服
第七章 饮食中的减碳黑科技
餐桌上的碳排放
口味决定你的碳排量
肉类里的排碳大户
与海产品相关的碳排放
蔬果消费里的温室气体排放
一条鱼被浪费的一生
让烂蔬菜重新“投胎”
我很丑,但我有营养又便宜
二氧化碳真“好吃”
第八章 建筑中的减碳黑科技
房子持续排碳的一生
电器节能小妙招
“聪明”又低碳的路灯
旧房子只能拆吗?
二氧化碳造冰场
“锁”住碳的房子
第九章 交通中的减碳黑科技
交通碳排放前三名
公路运输比航空运输的排碳量更高?
你的油量是如何爆表的?
低碳出行的多种选择
私人飞机的排碳量有多高?
低碳的“欧洲之星”
交通“黑科技
后记:碳中和对我们未来的影响
写给孩子们的话
当下,实现碳中和已经成为全世界共同努力的目标。但对不少
人来说,很多与碳中和相关的问题还有待进一步普及和探讨。比如,
碳中和是什么?为什么要实现碳中和?我国和世界其他国家为实现
碳中和做了哪些工作?碳中和对我们的生活有哪些影响?……
碳中和是关乎每一位地球公民的大事。毋庸置疑的是:人类社
会已经大步踏上了碳中和之路。对于青春年少的你们来讲,长大后
很有可能生活在一个碳中和的世界里。畅想未来的“零碳”乃至“负
碳”生活一定是美好的,但我想,更重要的是要告诉你们碳中和的
世界是如何构建的,它有哪些运行准则,以及为实现碳中和,我们
需要做哪些努力,付诸哪些行动。
2020 年,我国向世界庄严承诺:二氧化碳排放力争于 2030 年
前达到峰值,努力争取 2060 年前实现碳中和。也就是说,作为世界
上最大的发展中国家,我国承诺将完成全球最高碳排放强度降幅,
用全球历史上最短的时间实现从碳达峰到碳中和。积极稳妥地推进
碳达峰、碳中和,是我国推动构建人类命运共同体的责任担当。今
天,我国已建成全球规模最大的清洁发电体系,其中,水电、风电、
光伏、生物质发电和在建核电规模多年位居世界第一;全球一半以
上的新能源汽车行驶在我国;我国首个海上二氧化碳封存示范工程,
预计每年可将约 30 万吨的二氧化碳送到海底封存起来……创作本书
的初衷,就是希望以生动有趣的形式向大家深入浅出地介绍与碳达
峰、碳中和相关的知识。
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能否实现碳中和并非只与工厂和企业相关,也与每个地球公民
息息相关。2021 年,全球生产和生活总共排放的温室气体量达到了
惊人的 545.9 亿吨二氧化碳当量,这个数字之大可能超出了很多人
的想象。而在谈及碳中和相关问题时,这类数字可谓比比皆是,所
以在创作这套书的时候,我们做了很大的努力,尽量用简明的数字
形式对问题加以说明,更多地采用比喻、类比的方式对对象进行描
述和说明,以使讲述更清晰、更生动。在此,要特别感谢我的搭档
陈聃同学,她的创意在将硬核科学知识“软化”为有趣科普故事的
过程中起了重要作用。
本套书的制作要特别感谢《一分钟扯碳》的老 C、中伍和小叶
老师,书中的很多专业知识细节都来源于他们对专业报告的详尽解
读和把握;此外,还要感谢刘绚和冉卓异两位编辑老师,她们全程
耐心细致的工作,保证了本套书的稳步推进。
希望你们能喜欢这套关于碳中和的漫画读物。
刘晓曼
2023 年冬于北京
中国气象局原高级气象分析师、全球气象服务平台“墨迹天气”资深气象专家庄婧推荐
☆用漫画小故事加知识点解读的方式对专业性强的碳中和知识进行阐释,孩子更爱读、更易懂。
☆全书涵盖300多个知识点,同时引用超过200组数据,帮助构建碳中和完整知识体系。
☆系统回顾碳中和事业的演变轨迹,帮助孩子树立发展眼光,学会辩证思维。
☆于潜移默化中传播绿色生活理念,助力孩子成为绿色未来的主动建设者。
温室气体是一个大家族,我们通常说的温室气体排放量,指
的是二氧化碳、甲烷、氧化亚氮和含氟温室气体的总体排放量。
其中二氧化碳的排放量大约占 72.6%,由此可知,二氧化碳是温
室气体家族当之无愧的“大哥”。居排放量第二的是甲烷,约占
19%。居排放量第三位的是氧化亚氮,约占 5.5%。最后是占比约
2.9% 的含氟温室气体。你知道吗,每种气体制造温室效应的能
力是不一样的!
从单一分子的对比来看,很多温室气体捕获热量的能力远超
二氧化碳,排放等质量的二氧化碳和甲烷,升温效果是不同的。
在考虑了不同温室气体制暖效果和在大气中的停留时间等因素
后,科学家们选择以“全球增温潜势(GWP)”来定义这些差异。
比如,排放 1 吨甲烷在未来 100 年间对全球变暖的影响,与排
放 28 吨二氧化碳相当,那么甲烷的 GWP100 就等于 28。全球
升温潜势还用于将各种温室气体的排放量折算为相应的二氧化碳
的排放量,比如排放 1 吨甲烷,也可以被认为排放了 28 吨二氧
化碳当量。你看,二氧化碳不仅在温室气体中占比大,而且它也
是用来衡量温室气体制造温室效应的能力的标准单位——人们规
定它的增温潜势为 1。
每头牛每天通过打嗝、放屁向大气中排放大约 5 千克二氧化
碳当量的甲烷。据 2021 年的统计数据可知,全球大约有 15.3
亿头牛,它们全年排放的甲烷量占该年度全球温室气体总排放量
的 5%。但养牛对全球变暖的影响,可不只打嗝、放屁这么简单。
养牛通常需要大片牧场,人为建造牧场的最直接手段就是砍伐森
林。森林是天然碳库,能够有效吸收和固定大气中的二氧化碳。
所以,砍伐森林相当于在助长碳排放。在巴西,每年为了养牛而
砍伐森林造成的碳排放量就达到近 5 亿吨。为了让牧场长出更多
的草,还需要频繁施肥。而施肥过程也会产生碳排放,那么,你
知道施肥产生的是哪几种温室气体吗?
《巴黎协定》是继《京都议定书》之后,全球达成
的又一份具有法律约束力的气候协议,它奠定了 2020 年
后全球气候治理的整体格局。《巴黎协定》是在 2015 年
12 月于《联合国气候变化框架公约》第 21 次缔约方会
议(COP21)即巴黎世界气候变化大会上通过的,2016
年 4 月全球近 200 个国家在美国纽约联合国总部签署了
该协议。
《巴黎协定》最重要的贡献是让几乎所有国家都根
据自身国情提出减排目标,真正做到了举全球之力解决
全球变暖问题。此外,《巴黎协定》首次提出了与前工
业化时期相比将全球平均温度升幅控制在 2℃以内,并继
续争取把温度升幅限定在 1.5℃,这也成为全球各国制订
碳中和目标时的一个重要控排依据。
“碳达峰”是一个经常与“碳中和”同时被提及的
概念,它指的是某个地区的温室气体排放量在某一年达
到历史最高值,此后不再增长而进入逐年下降的状态。
碳达峰是温室气体排放量由增转降的拐点,也是实现碳
中和的基础和必经之路。一个高质量的达峰过程,应该
表现为一条年排放量上升幅度越来越小的曲线。它的表
现就像一个安全的刹车过程,在不影响社会正常发展的
前提下,为化石能源退出历史舞台、新能源的普及,以
及新技术的研发创造一个良好的缓冲过程。
无论我们如何节能减排、使用其他能源,总有些碳
是不得不排放的,而通过植物光合作用来控制大气中二
氧化碳浓度的自然方式又不够高效,于是一种人工手段
应运而生,这就是二氧化碳捕集、利用和封存(简称
CCUS)技术,它是一项专门为碳中和而研创的高新技术。
它对排放源中的二氧化碳实施分离、捕获,再对其封存
或加以利用,以实现二氧化碳的减排。从某种意义上说,
没有 CCUS 的碳中和不是真正的碳中和。这是因为,总
会有一些碳排放是不得不产生的 , 而 CCUS 技术就是最
后的“清零”技术。2022 年利用 CCUS 技术实现的全
球碳捕集量超过 4 500 万吨,而在国际能源署的预计下,
2050 年这一数字将达到 76 亿吨。
平均1千克草莓的碳足迹是0.58千克二氧化碳当量,
但是平均1千克来自温室大棚的草莓的碳足迹会达到1.64
千克二氧化碳当量。维持大棚草莓生长所需的温度、湿
度的电力消耗,造成了多出来的这部分排放量。此外,
一些依靠飞机、轮船等交通工具远渡重洋运送的水果,
也会由于运输中交通燃料消耗而变成高碳水果。
物的同时,也在越来越随意地浪费着食物。2016年,
全球食品生产造成的温室气体排放总量近140亿吨,约
是航空业的14倍。为了生产食物,人们消耗了大量土地、
淡水、能源和肥料。在全球无冰、无沙漠覆盖的陆地面
积中,有近46%被用于食品生产,70%的淡水抽取量被
用于农业,而全球每年扔掉的食物大约占到总生产量的
1/3。如果说生产食物是为了满足人类的基本需求,那么
浪费辛苦得来的食物,就显得令人难以接受了。与食品
相关的温室气体排放对于环境的影响,是由食品的生产
者和消费者共同造成的。减少与食品相关的温室气体排
放量,将是我们未来几十年面临的巨大挑战。
2021年,我国科学家在人工合成淀粉方面取得了重
大颠覆性、原创性突破。这项刊登在世界权威刊物《科
学》上的研究成果表明,温室气体二氧化碳可以被人们
“吃掉”。
在日常生活中,淀粉不仅是能够提供能量的食物成
分,还是重要的工业原料,被广泛应用于食品和药品的
生产。但自古以来,人们获取淀粉都只能依靠农作物光
合作用生成淀粉这种天然方式。这种方式耗时长且复杂,
所以淀粉产量并不高,只能靠大面积种植来满足需求。
现在,靠科技创新带来的人工合成淀粉技术,有效提高了
淀粉的合成效率。此外,人工合成淀粉的分子结构与天然
淀粉一致,味道也相差无几。
一辆家用A级小型汽油轿车,在制造阶段的平均温室
气体排放量为6.12吨,而在行驶阶段人均每千米的温室
气体排放量为170克。如果按每年行驶2万千米,使用寿
命15年来计算,该车在使用期间的温室气体排放量将超
过50吨。
2020年,我国交通领域的温室气体排放量大约是10
年前的1.6倍。2022年我国汽车保有量超3亿辆,公路
运输的温室气体排放量之大可想而知。
汽车是改变人类历史的重要发明,汽车工业在应对
全球气候变化问题上,也在不断追求突破和创新。未来,
以电动化、网联化、智能化为趋势的汽车技术,以及汽
车出行方式的共享化,将助力汽车产业顺利脱碳。
共享单车有效解决了人们“最后一公里”的出行需
求,它的出现改变了人们的日常出行习惯,提升了社会
整体绿色出行的比例,具有显著减污降碳的环境效益。
《共享骑行全生命周期减污降碳报告》显示,每骑行1千
米,共享单车大约可减少48.7克温室气体排放量。
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