2022年2月24日21:00—22:30，由哈尔滨工业大学环境学院组织、多家单位联合协办的全球环境高峰论坛（GloBal Environmental Science SummiT, BEST）举行首场报告。应哈尔滨工业大学邀请，宾夕法尼亚州州立大学的Bruce E. Logan教授作了题为《基于个人能耗量评估碳减排以应对气候变化挑战》的学术报告，来自环境领域的专家、学者、研究生及工程技术人员等9000余人通过腾讯会议或环境人Environmentor公众号直播参加了此次会议。

哈尔滨工业大学校党委常委、副校长沈毅教授；中国工程院院士、哈尔滨工业大学任南琪教授；中国工程院院士、清华大学贺克斌教授和国际水协会亚太地区总监李红博士分别以视频方式致辞；哈尔滨工业大学环境学院院长冯玉杰教授代表组委会向嘉宾、报告人和线上听众表达感谢。

讲座由哈工大环境学院副院长邢德峰教授主持，共同参与主持的还有南开大学王鑫教授、哈尔滨工业大学何伟华教授、天津大学刘佳教授、清华大学张潇源副教授以及复旦大学的朱秀萍教授等。主持团成员均有在美国宾夕法尼亚州立大学Bruce E. Logan实验室做过交流访问学者及博士后的共同经历。

【精彩报告回顾】

Bruce E. Logan教授以《基于个人能耗量评估碳减排以应对气候变化挑战》为主题，阐述了个人能耗与全球气候变化之间的内在逻辑关系。以“气候变化是21 世纪最大的环境挑战”为切入点展开陈述。

Bruce Logan教授指出应对气候变化、改变当前能源结构的动力，来源于个体的能耗关注与理解、而非仅仅依靠大尺度层面的合作。提出应对气候变化的要素为政策、人、基础设施能源结构转变的动力。那么如何理解这里的动力？Bruce Logan教授引入了物理学中动量的概念，提出这里所说的动力是由质量和速度决定的，可理解为以多快的速度以实现主体的变化。以此为前提，Bruce Logan教授分别阐述了不同动力：政策、人、基础设施能源结构改变在应对气候变化中的作用。 

政策是一个经过深思熟虑后的指导方针体系，也是我们大学或者科研机构的作用所在——为合理改变提供指导。三十年来，全球为应对气候变化问题，陆续出台了许多政策，同时召开了多次联合国气候变化大会。例如1992年的里约峰会、2007年对《京都议定书》的讨论、2015年的《巴黎协定》、以及2021年举办的COP26。那么所做这些努力的作用效果如何呢？从二氧化碳的综合排放上看，1990-2021年大气中二氧化碳一直保持稳定上升趋势，一定程度上说明这些努力收效甚微，说明仅仅依靠政策制定对于碳减排及应对气候变化的成效显然是不够的。在COP26上，各国针对双碳制定了不同的政策，如美国表示将在2035年实现发电过程零碳排；中国承诺在2030年实现碳达峰；印度表示要在2070年实现零碳目标。然而，政策的制定并不是改变现有能源基础设施的强有力动力，在气候变化问题的改善上收效甚微。那么，面对这一全球性问题，未来的方向和发力点应该是什么？这个问题发人深省。

人是政策的制定者与执行者，个人生存活动与能耗息息相关，进而影响气候变化。Bruce E. Logan教授指出“在应对气候变化挑战方面，每一个环境工作者都有责任发挥先锋作用”，应寻求更好的方法引导民众了解当前现状，并解析未来的发展方向。这里Bruce logan教授以美国的相关数据为例进一步展开阐述，阐释与能耗相关的庞大数字的含义，并提出“关注并理解个人能耗是解决气候变化的关键动力之一”的重要观点。

【关于个人能耗的计算方法】

物质或能源摄取及消耗常以不同单位表示，使得能量归一量化具有极大的挑战和难度。Bruce E. Logan教授提出每日能量单位 D 和每日二氧化碳排放量单位 C 的概念，来简化对于能量的理解。比如每日摄入能量，两千卡约为8.4千焦/天可当量为1D；每日二氧化碳排放量2 lb/d约为1 kg/天可当量为1C，并据此计算个人每天能量摄取及消耗。

当分析能量结构时，以个人为例，在每日所用的67.6D的能量中有57.1D是来源于化石燃料的，而这些能量正是需要我们作出改变的方向。若假设家庭以及汽车的能耗都可由太阳能或风能提供，那么碳排可从30.5 C下降至15.3 C，根据该数据，能够使美国碳排减少31%。随后，Bruce Logan教授又介绍了使用不同能源汽车在每日交通上所消耗的能量及其每日碳排，指出每日碳排与能源来源方式密切相关。并强调减少使用煤炭石油等传统化石燃料能源，使用煤炭石油等传统化石燃料能源，转变能源结构向可持续性清洁能源发展的迫切性。

【能源基础设施动力结构转变】

Logan教授展示了中东、美国、欧洲以及中国人均电能来源的组成，以及人均化石燃料的耗散总量及构成，发现在电能来源构成中，化石燃料仍占较大比重，在化石燃料消耗中，主要的消耗来源为煤炭，这也说明现今社会仍较大程度依赖于传统化石能源，阐明能源结构转变的迫切性及重要性。对近20年来美国消耗煤炭及天然气的情况进行对比，发现对煤炭的利用在逐年降低而对天然气的利用在逐年升高，并预测在2030年解除对煤炭的依赖。对清洁的可再生能源动力结构进行分析，发现对风能的利用增加剧烈，而对太阳能的利用则增加较为缓慢。根据现有预测，若天然气的利用量不变，煤炭的利用量减小3.26 EJ，到2030年，碳排可从2019年的14.6 C下降至6.2 C；若天然气的利用量减小4.19 EJ，到2030年，碳排可从2019年的14.6 C下降到1.8 C。此外，Logan教授还介绍了以太阳能发电方式代替汽油作为汽车的动力从而减小碳排的可实施方法。

随后，Bruce Logan教授以个人家庭为例，指出每个家庭依靠太阳能而获得的电能与电量的消耗是随季节变化的，那么就引发一个问题，如何实现能量的长期有效储存？使得能够实现夏季储存的能量供冬季使用？因此，实现能量的存储是亟待解决的问题，也是实现能源结构转变的另一重要动力。预测通过电池储电，到2030年储能可能达到2.8 EJ。迄今，美国乃至全世界最常用储电方式为抽水蓄能水电PSH方式，但其电能利用效率仅为75%，因此在提升利用效能方面仍需作出努力。

【碳捕获技术以减少排放】

为了应对气候变化，我们应该做什么？ 应该如何实现碳减排？地质封存工程技术可实现碳捕获，但该技术成本极高，因此急需创新性方法、技术的研发以实现更高效的碳捕获。此外，树木等绿色植物作为天然的碳捕获者，也可在温室气体减排方面发挥作用，但这可能并不是一种永久性的碳捕获方法，森林大火等自然灾害可能使得炭黑排放至大气中；将碳固定在一些植物中并提高生物燃料的生成量可能是将来的发展方向。除化石燃料燃烧等过程产生碳排外，建筑工业过程中可能也会产生一定量碳排，新型水泥的开发及利用预计会带来40%的碳减排。除二氧化碳排放造成气候变化外，其他种类的温室气体例如甲烷亦对气候造成影响，Logan教授同时在报告中指出天然气、煤炭以及石油等燃烧造成的温室气体排放是可以被改变的，这也是我们环境工作者所应为之努力的方向。

【结束语】

Bruce E. Logan教授对本次讲座进行了总结，强调了对个人能耗的计算在应对气候变化中的重要意义；指出了利用太阳能、风能等清洁可再生能源替代传统能源的重要性及迫切性；并呼吁从自身做起，发挥个人动力作用，共同致力于能源结构的转变，助力碳减排，共同应对气候变化这一全球性问题。

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