碳排放对人类发展的影响摘要远古时期，人类最大的骄傲之一是学会了使用火。随后到了工业革命，人类引来了又一次改革，生产力得到前所未有的发展，一个新的名称出现了工厂。到了现代社会，人们开始纷纷谈论“碳排放”，碳的排放是最好表现资源、环境与人类发展这三者关系的表征之一。本文搜集了目前资源、环境对自然世界的作用，并对碳排放问题的研究成果进行了总结，验证了碳排放对人类发展的影响。关键字碳排放，人类发展，资源与环境，温室效应前言从人类学习了如何使用火开始，人类文明的车轮开始转动。古希腊哲学家阿那克萨哥那将火作为世界的本源，认为人类的开端是火，人类的终端也是火。这一观点被斯多葛学派接受，并且在很多程度上沿用到了现在，比如火葬。而在中国古代则将火列入五行中，并有言火生土，人类的活动离不开火。另一方面，火可以说是作为化学反应的一种工具，很多物质燃烧都能产生二氧化碳或一氧化碳及其他碳化合物。目前盛行的理论认为，二氧化碳等碳化合物在大气中的含量的增加，使地球称为了一个“温室”，直接导致了地球气温的上升。造成南极冰川逐渐融化，地球上的生物因为环境的变化而无奈的消失。另外有种理论又认为，目前地球气温的上升不能归于“温室气体”的原因。对此论战，目前未见分晓，本文立足于现象的分析，来探讨碳排放对人类发展的影响。1“碳”资源1.1碳碳是一种非金属元素，位于元素周期表的第二周期IVA族。拉丁语为Carbonium，意为“煤，木炭”。汉字“碳”字由木炭的“炭”字加石字旁构成，发音从“炭”字音。碳是一种很常见的元素，它以多种形式广泛存在于大气和地壳之中。碳单质很早就被人认识和利用，碳的一系列化合物有机物更是生命的根本。碳是生铁、熟铁和钢的成分之一。碳能在化学上自我结合而形成大量化合物，在生物上和商业上是重要的分子。生物体内大多数分子都含有碳元素。自然界中存在单质碳和碳化合物两种形式，而被人类使用得更多的是碳化合物，其中人们目前赖以发展的化石燃料基本都含有碳。当将化石燃料燃烧时，碳的形式会发生变化，一部分会仍以固态形式存在，另一部分会产生CO2或C0及其他气态碳化合物。而碳如果完全燃烧的话，最终的形式仍然还是CO2。目前，温室气体家族中，仍以CO2的影响力最大。在很多场合下，人们对温室气体的排放理解也是描述CO2的排放，虽显偏颇却能看出问题的核心。1.2碳资源碳的存在形式多种多样，并且广泛分布在地球的各个领域。在人类世界，它的用途也非常广泛。人类的优点在于懂得去研究自身，继而观察身边环境和事物，寻找和发现自然世界的奥秘。碳是生命结构中一个非常重要的元素之一，是构成有机生命体的基本元素。人类对碳的认识和利用也许能说从远古时候，人类开始懂得使用火开始。从周口店发掘的距今50万年前的“北京人”化石中发现，当时的人类已经能进行生活、狩猎和使用火[1]。围绕“北京人”是否能控制火这一点，西方一些学者一直质疑“北京人”能不能作为“智人”的代表。在随后的发掘结果表明了，“北京人”已经能控制使用火。从遗迹中的燃烧灰烬中发现，“北京人”“懂得”了使用含碳有机物作为燃料。到了现在，随着科学的进步和人类发展的需要，化石燃料的需求剧增。化石燃料亦称为矿石燃料，是一种碳氢化合物或其衍生物，其包括的天然资源为煤炭、石油和天然气等。化石燃料的运用能使工业大规模发展，而替代水车。当发电的时候，在燃烧化石燃料的过程中会产生能量，从而推动涡轮机产生动力。旧式的发电机是使用蒸汽来推动涡轮机的。现时，很多发电站都已采用燃气涡轮引擎，那是利用燃气直接来推动涡轮机的。然而，由于近代工业的发展，以目前探明的化石燃料的储量计算，倘若人类仍以目前这种消耗发展，将很可能在200年左右的时间内用完这些资源，届时人类将不得不回到古代。碳资源除了以上所述的化石燃料，在人类社会中还有其他利用形式。测量古物中C14的含量，可以得知其年代，这叫做C14断代法。石墨可以直接用作炭笔，也可以与粘土按一定比例混合做成不同硬度的铅芯。金刚石除了装饰之外，还可使切削用具更锋利。无定形碳由于具有极大的表面积，被用来吸收毒气、废气。富勒烯和碳纳米管则对纳米技术极为有用。由於石墨的分子间只有微弱的范德华引力，所以它们容易滑动，适合用来作润滑剂，而石墨处於高温时不容易挥发，所以适合在掘隧道时使用。碳是钢的成分之一。碳能在化学上自我结合而形成大量化合物，在生物上和商业上是重要的分子。生物体内大多数分子都含有碳元素。碳化合物一般从化石燃料中获得，然后再分离并进一步合成出各种生产生活所需的产品，如乙烯、塑料等。2全球变暖谈到碳排放，恐怕这个词汇“全球变暖”不能忽略。全球变暖一直被认为是资源、环境和人类活动最明显的结果，也是目前困扰各国科学家和政府最头疼的焦点之一。进入20世纪，由于科技水平的发展、人类活动的影响以及生活环境的变化，许多学者开始关注地球环境的变化。科学家通过测定发现，1981～1990年全球平均气温比100年前上升了0.48℃。德国研究人员表示，未来全球气温可能会远远高于一些科学家此前所做的预测，如果新的计算机模型关于气候变化所做的预测是正确的话。此前预测，到本世纪末，随着二氧化碳的成倍增加，全球气温将升高1.5至4.5℃。但德国美因兹马普化学研究所的迈因拉特安德烈埃教授及其研究小组的最新测算方法却表明，全球气温上升的最高幅度可达到6℃，将温室气体比作是导致全球变暖的加速器。有资料说，再过七年，全球气候将不可逆转的变暖。另据英国气象局研究160年气温数据，证明全球确实变暖。在2003年夏天，台北、上海、杭州、武汉、福州都破了当地高温记录[2][3]。3碳排放3.1碳排放碳排放是关于温室气体排放的一个总称或简称。温室气体中最主要的气体是二氧化碳，因此用碳（Carbon）一词作为代表。虽然并不准确，但作为让民众最快了解的方法就是简单地将“碳排放”理解为“二氧化碳排放”。多数科学家和政府承认温室气体已经并将继续为地球和人类带来灾难，所以“（控制碳排放”、“碳中和”这样的术语就成为容易被大多数人所理解、接受、并采取行动的文化基础。我们的日常生活一直都在排放二氧化碳，而如何通过有节制的生活，例如少用空调和暖气、少开车、少坐飞机等等，以及如何通过节能减污的技术来减少工厂和企业的碳排放量，成为本世纪初最重要的环保话题之一。燃料本身就是有机碳氢化合物，所以如果不能与空气中的氧气发生燃烧化学反应变成对人体和环境基本无害的水和二氧化碳，就有可能成为有害物质而排放出，当燃料和空气的比例过小（混合气过稀）而导致发动机失火时就是如此，这是碳氢化合物（HC）排放的主要机理之一；燃料如果太多会导致混合气过浓而不能完全燃烧，其中含碳较多的成分要么变成含碳较少的碳氢化合物或醛类物质（气体），要么变成含碳较多结构更为复杂的颗粒物（PM），或者变成固体的碳烟颗粒物（也是PM），或者变成燃烧中间产物一氧化碳（CO），所以氧气不足造成的不完全燃烧产物是碳氢化合物（HC）排放的又一个机理，也是碳烟及颗粒物（PM）排放和一氧化碳（CO）排放的唯一机理。3.2碳排放与温室效应占很大一部分的学者认为，人类工业化进程中，由于化石燃料的大量使用，向大气中排放了大量的二氧化碳，导致近年来全球气候变暖。美国科学家称，甚至于在恐龙时代，当地球环境恶化、气温升高时，二氧化碳的峰值也发生了异常的变化，出现急剧升高的现象[4]。并且，这一说法已得到了相关各个国际组织的认可。为了阻止全球变暖趋势，1992年联合国专门制订了联合国气候变化框架公约，该公约于同年在巴西城市里约热内卢签署生效。依据该公约，发达国家同意在2000年之前将他们释放到大气层的二氧化碳及其它“温室气体”的排放量降至1990年时的水平。另外，1997年12月在日本京都由联合国气候变化框架公约参加国三次会议制定了京都议定书（Kyoto Protocol），为各国的二氧化碳排放量规定了标准，即在2008年至2012年间，全球主要工业国家的工业二氧化碳排放量比1990年的排放量平均要低5.2％。另一方面，在公众的视野中还有其他的原因导致全球变暖，比较盛行的主要包括全球温度升高仍然属于自然温度变化的范围之内。全球温度升高是小冰河时期的来临。全球温度升高的原因是太阳辐射的变化及云层覆盖的调节效果。全球温度升高正反映了城市热岛效应。因为很多读数都在人口稠密或正在扩张的地区。持这些观点的学者也有自己的理论，而且被人认为比较成功的质疑了温室气体导致原因。MIT工学院的地球、大气科学专家Richard Lindzen在由美国前副总统、诺贝尔和平奖获得者戈尔列席的气候环境听证会上，猛烈抨击了戈尔对全球变暖的“片面”认识，后者认为全球气候环境的变化原因是碳排放。Lindzen教授给出的说法是地球气候长久以来一直处于不断变化的过程中，期间存在各种复杂的原因，而不是如“全球变暖”支持者所说的那样仅仅是由于二氧化碳排放的原因。他指出20世纪全球温度上升最快的阶段是1910至1940年，此后则迎来长达30年的全球降温阶段，直到1978年全球温度重新开始上升。如果工业二氧化碳的排放是导致全球暖化的主要原因，那么如果解释1940年至1978年间的降温阶段。众所周知，这三十年是全球绝大部分地区开始大规模工业化大跃进的时代即所谓战后景气时代。3.3碳排放与人类发展在前面的部分已经介绍过，碳及其化合物形式成为人类发展的丰富来源。到目前为止，可以说人类的发展依赖于碳资源的使用。如果说工业革命推动了人类现代文明，那可以说碳资源是推动人类发展的物质动力。碳资源的形式多种多样，对于使用这些资源形式来研究对人类发展的现实复杂性太大，所以选择了碳排放来讨论它与人类发展的关系。关于碳排放的评价，学界用碳排放强度变化来评定碳排放对经济、社会活动的影响。前面已经提到，目前对碳排放的参考对象主要是CO2排放强度的测定，所以碳排放强度可以指单位GDP的CO2排放量[5]。张志强等[5]利用美国橡树岭国家实验室CO2信息分析中心（CDIAC）的CO2排放数据、世界人口、国内生产总值和人均国内生产总值统计公元12008年的GDP数据和世界银行第二产业附加值占GDP比重等相关数据，对美国、英国、法国、德国、日本、意大利、加拿大等7个主要工业化发达国家，以及中国、印度、巴西、墨西哥和南非等5个新兴经济体国家的碳排放强度（单位GDP的CO2排放量）变化趋势、人均GDP变化趋势、人均GDP与单位GDP碳排放强度关系、产业结构与单位GDP碳排放强度关系进行了比较分析。发现主要工业化发达国家的碳排放强度随时间变化呈现出先增加后逐渐减小并逐步趋同的态势，主要新兴经济体国家的碳排放强度随时间呈波动性变化。陈劭峰等[6]则通过IPAT方程理论和实证分析表明，在技术进步驱动下，二氧化碳排放随着时间的演变依次遵循三个“倒U型”曲线规律，即碳排放强度倒U型曲线、人均碳排放量倒U型曲线和碳排放总量倒U型曲线。依据该规律，可以将碳排放演化过程划分为碳排放强度高峰前阶段、碳排放强度高峰到人均碳排放量高峰阶段、人均碳排放量高峰到碳排放总量高峰阶段以及碳排放总量稳定下降阶段等四个阶段。在不同演化阶段下，碳排放的主导驱动力存在明显差异。在碳排放强度高峰之前阶段，碳排放增长主要由碳密集型技术进步驱动，在碳排放强度高峰到人均碳排放量高峰阶段，则主要由经济增长驱动，在人均碳排放量高峰到碳排放总量高峰阶段，则主要由碳减排技术进步来驱动，进入碳排放总量的稳定下降阶段后，碳减排技术进步将占据绝对主导地位。在2009年哥本哈根气候大会上，中国为了表现出自己负责任大国的原则，提出承诺在2020年中国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降4045的约束性指标，并将此承诺作为国家重要发展战略。2010年发改委确定首先在陕西、广东、辽宁、湖北、云南五省和天津等8个城市开展低碳点试点工作，基于这一主线，刘竹等[7]基于IPCC国家温室气体排放清单编制指南核算5省份1995年2008年能源消费产生的二氧化碳排放，并通过经济增长与二氧化碳排放关系的脱钩分析，探讨5个省份1995年2008年经济增长与碳排放变化的相关关系。研究显示，5个省份在1995年2008年间经济快速增长的同时碳排放迅速增加，经济增长与碳排放均呈现“弱脱钩”态势；预计伴随经济进一步增长，碳排放在未来很长一段时间内仍将呈增长趋势；如何实现碳排放总量减排而又达到经济增长与碳排放的“绝对脱钩”，是中国低碳经济战略的首要难题。结束语长久以来，人类赖以生存和发展的资源一方面造福了人类，另一方面由于大量或过度的使用造成了各种资源和环境问题。这再一次说明了一个自然规律事物总带有两面性。两面性不是否定绝对，不是“左右逢源”，不是否定对资源的使用。人类要发展不能违背自然规律，也不能消极的利用规律。美国数学家、哲学家、诺贝尔文学家得主罗素说过，生活总是一种追求积极理性的活动。参考文献[1] 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