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人为温室气体排放以前所未有的速度加速气候变化,全球平均气温节节攀升。德国认为在本国及全球范围内持续、迅速地大幅减少温室气体排放,仍然是气候保护的首要任务。因此,德国政府在《气候保护法》中制定了宏大的减排目标。到2030年,德国的排放量应该比1990年减少至少65%,到2040年减少至少88%,到2045年应实现净温室气体中和,到2050年后应实现净负温室气体排放。 然而,全球温室气体减排目标无法从根本上遏制全球变暖趋势,以实现巴黎气候协议目标。负排放已经成为实现巴黎气候目标的必要条件,在多个国家气候法规中得到体现:丹麦计划到2050年将排放量减少110%,相对于1990年;根据英国的“零净排放战略”,从2030年开始,技术吸收二氧化碳至少5百万吨/年;瑞士二氧化碳吸收和储存技术是其2050年长期气候战略的重要组成部分;美国通过“负碳攻关计划”推动开发能够在2050年实现千兆吨级二氧化碳吸收的方法和技术;欧盟将在制定2040年欧盟气候目标和明确的负排放技术。 德国发布战略《负排放长期战略》(Langfriststrategie Negativemissionen zum Umgang mit unvermeidbaren Restemissionen,LNe)并指出,德国政府尚未制定一项全面而长期的负排放战略计划,现有的德国政府气候保护计划尚未系统地涉及负排放重要性。通过负排放长期战略LNe,将对德国气候政策中负排放进行全面考虑,并确定2035年、2040年、2045年的技术目标和净负温室气体排放目标。 战略提出了德国负排放重点技术目标: (1)森林和初次造林 森林通过光合作用将大气中的CO2转化为生物质并储存,是全球重要的自然碳汇。森林是德国目前最大的CO2汇,2022年德国的森林净吸收了约4300万吨CO2。 (2)沼泽地 在德国,沼泽地主要被用于农林业和泥炭开采,再利用过程中的排水效应会导致泥炭分解释放了大量的CO2,因此沼泽泥炭土壤排水是的德国温室气体排放源之一。农业沼泽用地再湿化恢复其吸碳功能可以减少沼泽温室气体排放。 (3)土壤 土壤生物、植物根系以及腐殖质中储存了大量的碳。为了实现额外的碳储存,可通过完善土壤管理、改善土壤功能、建立新的腐殖质碳流动平衡增加土壤腐殖质,实现CO2增储负排放功能。此外,土壤腐殖质增加还有利于改善土壤肥力、土壤健康和气候适应性。 (4)生物质 植物吸收大气中的CO2时形成生物质是一种自然负排放模式。主要包括:①海洋生物质如海草床、藻类森林等,生长中需要大量光合作用,可以消耗海水中大量的溶解CO2。通过保护和恢复海草床、盐沼泽、藻类森林,可以增强自然的CO2储存能力;②生物质的物质利用,例如将木材应用在建筑、绝缘材料和其他耐久产品中,可以延长碳在生物质中的储存时间,并在产业链中循环流动;③生物炭,通过热解碳化植物原料的碳可以长期储存为生物炭,储存时间根据生物炭的使用形式而异;④带二氧化碳捕集、利用和储存的生物能利用(BECCU/S),植物生物质在发电厂、热电厂、沼气厂或工业生产中,释放的大量碳被捕、集储存在地下地质储层中,或者以二氧化碳或甲烷的形式用于产品制造。 (5)通过CO2捕集、储存、利用进行热废物处理(Waste Carbon Capture,Utilisation and Storage,WACCU/S) 价值链末端废物热处理,产生热能和电力释放大量CO2。捕集热处理过程中产生的碳排放,并二次利用存储固碳,可做为负排放技术。 (6)直接从空气中捕集CO2并储存或利用(Direct Air Carbon Capture,Utilisation and Storage/Sequestration,DACCU/S) 通过直接从空气中捕集CO2并储存利用,将CO2从设备中分离并储存在地下地质储层中或用于产品再生产。 (7)碳捕获和利用(CCU) 将大气中的CO2永久地固定碳酸钙中实现负排放。 (8)风化加速固碳 通过对含水泥产品或硅酸盐岩石加速风化,将CO2固定为矿物质物质(碳酸盐),并将其应用到建筑业,植入土壤或海洋中,永久地从大气中去除。 《负排放长期战略》认为负排放在德国扮演着重要的双重角色。
为了遏制气候变化、污染、过度捕捞以及栖息地和生物多样性丧失造成的威胁,2024年6月3日,美国白宫发布了《美国可持续海洋经济战略》(以下简称《战略》),强调科学、技术、知识和政策相结合,努力实现三个海洋目标:(1)养护、保护、恢复和维持健康的海洋和沿海生态系统;(2)支持有韧性的人和社区发展;(3)推进可持续和公正的经济发展。 1.建立可持续的海洋经济愿景 《战略》提出了在动态和快速变化的海洋环境中支持有弹性、繁荣和安全的生态系统、人民和社区所需的政策和行动中实现美国可持续海洋经济的愿景,具体发展目标包括: (1)到2030年,保护至少30%的美国土地和水域; (2)将某些联邦投资(包括气候变化投资)总收益的40%提供给因投资不足而被边缘化和因污染而负担过重的弱势区域; (3)在保护生物多样性和促进海洋共同利用的同时,到2030年部署30吉瓦的海上风电装机容量; (4)到2035年,海上浮式风电平台的发电量将达到15吉瓦; (5)扩大以自然为基础的解决方案,以应对气候变化,加强社区建设,支持地方经济; (6)利用现有的各种保护、劳工、贸易、经济、外交、执法和国家安全部门,解决非法、不报告和不管制(IUU)捕鱼和相关的劳工滥用问题; (7)通过与国际海事组织(IMO)成员国合作,到2050年实现国际航运温室气体净零排放; (8)作为成员积极参与可持续海洋经济高级别小组,利用海洋力量减少温室气体排放、提供就业和粮食安全以及可持续管理生物多样性的多国倡议。 2.主要目标和研究计划 美国可持续海洋经济愿景以实现可持续海洋经济、环境和社会成果的三个目标为指导,每个目标都侧重于可持续海洋经济的关键方面,即海洋生态系统、依赖海洋社区以及海洋经济的持续发展,这些目标将共同指导美国未来五年的海洋发展。 (1)养护、保护、恢复和维持健康的生态系统 关键实践内容包括: ①通过开展全面的联邦海洋CDR研究项目,支持海洋CDR研究; ②为海上碳封存、海洋CDR和绿色氢等新兴技术制定监管框架; ③研究减碳排放的技术和设计,同时最大限度降低对环境的影响; ④利用新的传感技术(如基因组学、环境DNA、成像、被动声学、自动采样),维持和加强现有的原位海洋观测网络; ⑤实施国家水生环境DNA战略(eDNA),利用eDNA探索、监测和了解水生生物,维持和恢复生物资源; ⑥维持和增强海洋健康和碳监测非原位监测能力。 (2)支持有韧性的人和社区发展 关键实践内容包括: ①在可持续海洋产业中扩大高质量就业机会; ②扩大带薪实习、奖学金、研究将金和学徒制度,为更多样化的海洋劳动者提供机会; ③满足航运、海上能源和海洋观测等行业的需求,同时提供高质量就业机会; ④通过多个部门和机构的努力,确保公平透明的招聘方法、工资以及职业安全和健康保障; ⑤通过实施美国小企业管理局的《公平行动计划》,为从事海洋产业的妇女和少数族裔企业减少障碍,改善就业机会。 (3)促进可持续和公正的经济发展 关键实践内容包括: ①根据《美国国家交通运输脱碳蓝图》,制定并实施《美国海事脱碳行动计划》,并利用MARAD的港口基础设施发展计划和EPA的清洁港口计划等项目,跨部门开展工作,确定港口运营脱碳的路径,提高船舶近零排放燃料、能源和技术的可用性和利用率,深化运营实践以减少碳排放; ②继续开发海上风能和海洋能源领域,以支持拜登总统到2030年实现30吉瓦海上风能和到2035年实现15吉瓦浮式海上风能的目标,并调查海上风能和海洋能源促进可持续海洋经济发展的应用潜力; ③扩大绿色航运走廊的建设,在适当的情况下将囊括港口、沿海和内河航道,确定和推进沿现有海上贸易路线建设绿色航运走廊的机会,利用美国在海事应用零排放技术方面的投资,支持长期港口基础设施建设; ④通过增强网络安全能力和现代化导航基础设施和服务,支持安全和现代化水道和港口建设,在确保低碳燃料船舶、海上风能和新兴技术等可持续技术的发展和实践安全的同时,促进海运业转型; ⑤开发现代化导航技术和船员信息系统,以应对日益复杂的海上作业环境,降低海上事故和灾害的风险。通过NOAA的精密海洋导航等产品和工具,为船舶进出美国港口提供安全的通道; ⑥升级入境口岸基础设施,提高海上基础设施和全球供应链抵御气候变化影响的能力; ⑦通过海洋气候恢复加速计划等机制,支持正在开发可持续技术的小企业; ⑧改革美国造船业,使其现代化并增强新技术以及清洁能源的应用能力,以满足国内和国际碳中和目标; ⑨促进公私伙伴关系,以提高对快速发展的海洋产业的响应能力,支持劳动力发展、培训以及设备和实践的现代化,为先进绿色技术、海上风电和未来船舶运营的发展做好准备; ⑩促进多部门合作,召集跨学科专家,确定海洋挑战并激发创新解决方案; ?实现港口和航运导航技术的现代化,完善航行规则,以应对基础设施面临的威胁,并确保海上运输系统货物和船舶的运输; ?支持下一代海洋研究,通过联邦资助的研究、实习、奖学金和跨教育领域的资助策略来资助新兴学者等。(熊萍编译)
法国著名海洋勘探研究机构Ifremer和水下仿生推进器初创公司FinX、无人遥控潜水器(ROV)开发服务商Forssea Robotics组成的联合体获得300万欧元资助,成立“Residence”项目组。该项目组将重点开发中长期海底巡航机器人所需的技术模块,包括导航、定位、通信等。该项目的最终目标是实现水下航行器长期、低成本地独立运行,无需与母船建立物理连接,最大程度减少碳排放。项目预计到2025年能实现重大技术突破,2026年实现技术商业化。
火山侧翼活动导致的不稳定性往往会引发巨大的地质灾害,如何准确预测此类地质灾害是当前重要的研究主题之一。为建立陆地和海洋观测系统,德国基尔亥姆霍兹海洋研究中心(GEOMAR)对欧洲最大的活火山—西西里岛埃特纳火山(火山东侧一直延伸到地中海深处,每年移动几厘米)侧翼开展了为期两周的测绘和监测试验。 该计划将在未来三年里恢复大地测量监测站并重新布置监测网络。其中任务之一是使用自主水下航行器(AUV)调查并填补活火山侧翼移动方式研究空白。与此同时,这项研究还计划测量火山侧翼沉积物顶部孔隙压力和温度,为侧翼运动研究提供信重要息。 这项研究将大大降低火山移动带来的地质灾害风险,为沿海居民生活提供预警服务和安全保障。
欧洲研究项目EuroSea由德国基尔亥姆霍茲海洋研究中心(GEOMAR Kiel)主导,汇集了来自16个国家的53个合作伙伴机构的150多名专家,旨在实现全面、可持续的海洋观测和预报。该项目得到了欧盟1260万欧元的资助。 EuroSea项目历经四年(2019年-2023年),其总结性报告倡导了一种全面和综合的海洋观测和预报方法,全方面覆盖了从加强欧洲海洋观测系统(EOOS)和支持全球海洋观测系统(GOOS)到促进蓝色经济的发展和为政策制定提供信息。该报告强调了EuroSea致力于提供可追溯、可访问、可相互操作和可重复使用(FAIR)的海洋数据,提升建模和预测能力,并整合到以用户为中心的服务中。 研究人员调查了创新海洋观测的法律以及欧洲海洋观测和预报系统中现有的差距,估算了热带大西洋的碳通量,并使用各种平台收集和分析了研究数据。项目的执行推动了数据综合产品的发展,例如Surface Ocean CO?Atlas(SOCAT)和Global Ocean Data Analysis Project(GLODAP),并改善了跨学科海洋观测的协同合作。
德国先后发布《德国碳管理战略》要点、《碳捕集与封存法》修正案草案以及《负排放长期战略》,进一步推动了该国气候保护的发展。 亥姆霍兹基尔海洋研究中心(GEOMAR)在海洋二氧化碳储存方面深耕15年储备了丰富的研究经验。GEOMAR参与了大量海洋二氧化碳去除国家和国际项目,为建立海洋二氧化碳储存方法创造了研究和风险评估框架。例如,GEOMAR承担了德国海洋研究联盟(DAM)的“脱碳途径中的海洋碳汇”(CDRmare)研究项目,研究从大气中去除二氧化碳并储存的技术方法。在其最近发表重要成果中,GEOMAR还阐述了保护恢复海草草甸和藻类生态系统以及海洋碱度增强的技术方案。总而言之,GEOMAR通过高度参与国家和国际项目,为德国海洋气候保护政策和建议做出了重大贡献。
2023年夏天,佛罗里达群岛珊瑚迎来有记录以来最热海洋温度,以及三十年以来持续时间最长的海洋热浪。海洋热浪促使水下珊瑚苗圃紧急疏散到陆地苗圃,以降低损失。以美国国家海洋和大气管理局(NOAA)标志性珊瑚礁计划为核心的研究团队,完成了量化2023年海洋热浪对佛罗里达群岛国家海洋保护区珊瑚影响的科学考察。 研究人员对Mission:Iconic Reef卡里斯堡礁、马蹄礁、松布雷罗礁、卢港礁和东部干岩的64个地点进行了调查,恢复了珊瑚在有史以来最高海洋温度记录下的生态状况,为未来珊瑚恢复提供数据支撑。调查数据初步分析显示,1500个鹿角珊瑚中,只有不到22%的珊瑚在海洋热浪中存活。在调查的五个珊瑚礁中,仅在卡里斯堡礁、中部群岛的松布雷罗礁和基韦斯特附近的东部干岩发现活的鹿角珊瑚。目前,该研究团队正在对数据进行深入分析和研究。 据悉,受飓风、海洋热浪、珊瑚疾病以及人类活动的深刻影响,佛罗里达州珊瑚生态系统的健康状态每况愈下。NOAA通过种植和移植珊瑚等开创性的恢复工作,在佛罗里达群岛国家海洋保护区的七个目标地点开展近300万平方英尺的珊瑚礁恢复工程。NOAA希望通过将目标区域珊瑚覆盖面积恢复到正常水平,以维持和恢复珊瑚礁生物多样性和生态功能。
澳大利亚海洋科学研究所(The Australian Institute of Marine Science,AIMS)领导的Reef Song项目正在研究利用鱼类和无脊椎动物声音帮助受损珊瑚礁恢复。这项研究在西澳大利亚宁格洛珊瑚礁和大堡礁上开展。已有研究表明,在干扰恢复期向珊瑚礁投放幼鱼,利用鱼类和珊瑚之间复杂的互利共生关系可以加速珊瑚礁恢复。Reef Song研究团队在蜥蜴岛周围设置了60个“斑块珊瑚礁”实验场,计划2024年夏天实地开展此项研究。他们将在一块实验场中投放幼鱼开展对照实验,并记录所有实验场斑块珊瑚礁的生长情况,开展鱼类调查,研究幼鱼和健康珊瑚礁声音与珊瑚礁恢复之间的关系。 Reef Song是澳大利亚珊瑚礁韧性计划(ACRRI)下的两个项目之一,该计划由AIMS和BHP公司(The Broken Hill Proprietary Company Limited,BHP)联合资助。
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