中国的脱碳努力可能有隐性成本

当中国宣布承诺到2060年实现碳中和时，环保主义者们欢欣鼓舞，但根据一项新的研究，中国的脱碳排放量占全球二氧化碳的27%，温室气体占世界总量的三分之一，可能会带来隐性成本和艰难的环境选择。

在4月10日发表在《自然组合》杂志《通讯地球与环境》上的一篇论文中，康奈尔工程学院土木与环境工程学院副教授斯特凡诺·加莱利（Stefano Galelli）及其同事试图量化为3亿多人供电的中国南方电网的脱碳将如何对河流流域产生负面影响。 其中大部分从中国流向下游国家，将减少中国的耕地面积。

“如果我们想到任何重大的技术变革，它们总是有成本和意想不到的后果，”加莱利说。“我们越早意识到并解决这些问题，能源转型就会越可持续和公平。我们必须把事情做好。

Galelli说，到2060年实现电网脱碳在技术上可能是可行的，但需要建造几座水坝用于水力发电（约32吉瓦），并转换约40,000平方公里的农田以支持太阳能和风能的增长。大多数大坝将建在跨界河流上，即两个或两个以上国家共享的河流，对中国和下游国家都造成潜在的负面生态影响。

“一个根本问题是这些大坝会改变河流流量，”加莱利说。“改变河流中的水流方式对河流生态系统和依赖它们的社区产生了巨大影响。”

加莱利说，将受到影响的两个主要跨界河流流域是萨尔温江和湄公河，这两个流域都是主要的生物多样性热点地区。萨尔温江由中国（上游）和缅甸共享;中国（上游）、缅甸、泰国、老挝、柬埔寨和越南的湄公河 – 因此，额外筑坝的影响是共同的。

他举例说，柬埔寨的湄公河下游盆地是该国内陆渔业的中心。柬埔寨拥有世界上最大的内陆渔业之一，是1680万人口的主要蛋白质来源。加莱利说，湄公河及其支流上已经有100多座大型水电大坝，还有几座正在规划或建设中，必须考虑与中国建造更多水坝相关的影响。

大坝阻挡了沉积物和营养物质从上游到河口的运输，从而降低了生态系统和渔业的生产力。阻碍沉积物的输送也会影响河流三角洲：如果沉积物没有到达三角洲，盐水入侵就会成为一个更大的问题。水坝也会影响洄游鱼类。

“成本可能超过收益，”他说。“在规划大规模脱碳工作时，考虑这些影响非常重要。”

他说，脱碳还将导致土地使用方面的生态和社会学权衡。

中国国家主席习近平加大了围绕粮食安全的努力和言论，强调粮食生产自给自足，而不是严重依赖进口。但是，由于世界人口占世界人口的18%，而地球上的耕地面积仅占地球的10%，这是一项艰巨的任务——随着更多的土地被用于支持太阳能和风能，这项任务变得更加艰巨。

“不包括受保护的地点 – 例如城市和国家公园 – 你剩下的是用于建造太阳能和风能的农田，”加莱利说。

随着中国电动汽车行业的平流层增长——中国现在引领全球电动汽车销量——电力需求将继续上升。Galelli说，燃煤电厂历来是中国南方电网的主要电力来源，但建造足够的风能和太阳能电池阵列来取代传统燃煤电厂保证的电力供应将占用大量空间。

而建设太阳能和风能发电厂所需的空间可能无法公平分配：他们的研究表明，总土地需求的43%可能集中在广西省，那里的农作物和草地占土地的绝大多数。这对该省来说可能是一个沉重的负担，并给当地社区带来巨大的生态、社会和财政成本。

他说，许多新的太阳能技术正在开发中。漂浮的太阳能电池板可以覆盖现有和计划中的大坝后面的一些湖泊表面（完全覆盖这些湖泊的表面会阻碍它们的氧合）。屋顶上的太阳能也是可行的，但一般来说，表面积很小，可能会受到机械问题的困扰。

Galelli列出了将太阳能与农业活动相结合的农业光伏发电;天然气和燃煤电厂的碳封存;更高效的电池;电力需求管理等其他有前途的技术。

他说：“我们的工作是基于对2060年需求的预测，但需求尚未确定或已知，36年对于技术创新来说是很多时间。

他说，随着我们在脱碳方面大步前进，中国走在了最前沿。

“以战略性的方式做到这一点非常重要。我们必须从影响较小的项目开始，“加莱利说。“我们可以做出平衡脱碳工作与保护当地社区、水和土地资源的决策。”

他的合著者来自中国大连理工大学和马里兰大学。