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从中国走向哥本哈根关键词：温室效应、哥本哈根会议、低碳经济、光伏发电摘要：从东京走向哥本哈根的路必然经过中国。

中国在全球变暖这一重大命题上扮演怎样的角色。

当今中国又面临怎样的问题。

本文将主要从中国的角度探讨在当前形势下中国如何履行“共同而又有区别的责任”，并用化学与社会的思维阐述这一系列的概念、决策和行动。

最后将结合全球形势对此次决定地球命运的哥本哈根会议做出预测。

一、温室效应的感性与理性认知当我们听到全球气候变暖的时候，我们会想到温室效应。

可能也会把全球气候变暖等同于温室效应，然而，这两者却是不同的概念。

温室效应的研究是“全球气候变暖”这一课题的一项重要内容。

说起来似乎如此简单:温室效应，然而如果你从来没进过一个真正的温室，这个词组就可能相当空洞了。

在一个寒冷的晴天走进一间四面是玻璃的温室会使人产生一种反胃和头晕的感觉，盛开的花朵的鲜艳色彩、各色花盆中的肥沃、潮湿的泥土、无形的水蒸气所散发的浓厚泥土气味弥漫在构成墙壁和房顶的透明玻璃方格下的封闭的空中，使人产生一种不可磨灭的印象。

从外表看，一间温室的模样是草木茂盛而又带有异国情调，里边也同样有异国的感觉。

当你把外衣紧紧裹在身上，通过寒冷的空气走近的那一刻 (也许，伴随着清新的空气还有季节性的大量的秋日落叶或大雪覆盖的荒凉景色)，太阳在你的头发和脸面上只有一点点暖意，而在你开门走过通道的时间内，你会发现自己处于芬香的丛林中。

到了下午晚些时候，你会很快脱下外衣，因为在你周围，土地的色调和气味都含有一种似乎是由将你包起来的无形气体的分子所放射出来的浓厚的湿气和一种让人透不过气的温暖。

确实，发生的情况正是如此。

在一个晴朗的白天之后的无月的夜晚，如果你拿着一个军用潜望镜 (能看见红外线的光，那就是在可见光的波长以外的电磁能)，用它从一片庄稼地的对面看温室，那间温室看起来就像一座灿烂、明亮的构筑物，红外线的辐射波从里面起伏波动。

只有一小部分的红外线会从这样一座温室漏出来，这是因为玻璃墙对红外线是不传导的。

大部分黑光从温室内受热的物体和分子所释放出来的热能--趋向于留在内部，通过热转换缓慢地漏到外边的寒冷夜晚中，情况就像一个热水瓶缓慢地从瓶里的热水将热能释放出来。

在普通的温室里边的“某些”气体甚至比温室的玻璃墙和房顶更不能传导红外线。

氮(占大气的78%)不是其中之一，氧(21%)也不是。

氮分子和氧分子(N2和O2)都可以为红外线所透射，很简单地透过。

但是诸如水蒸气 (H20)、二氧化碳 (CO2)和甲烷(CH4)就会产生共鸣--亦即会振动并且自身放射出红外线—促使更多故红外线 (带有热能)来回弹跳，提高内部所有东西的温度.而提供那种绝缘功能的气体只占大气的100(不计算水蒸气，对全球来说，水蒸气可以增加约占0%直至4%的对红外线有反应的气体)。

地球的大气，就像一间温室的玻璃，可以透射由太阳射进的可见光。

但是地球表面和所有在其上的事物是与红外辐射产生共鸣的，其中大部分红外线被对流层中的温室气体像一张有气孔的毯子那样所吸收，然后回到地表完成一次循环--多孔的，因为上面有许多“安全阀”使我们不至于过热.那些阀之一就是大气中温室气体的量。

百分比越大，温度就越高。

让我们暂时回到“线性”这个名词上去。

二氧化碳分子能截留红外光，但不能截留全部的光。

每一个分子都有一个“吸收光谱”--一种电磁频率的范围，在这一范围内光不只是简单地通过分子，而是会把热能留在分子内，或引起其它的变化。

(例如，氯氟烃分子是被UV-B 频率辐射在极高度处分解的。

)类似地，每一个分子，包括二氧化碳，在它的光谱中都有“窗口”--没有被吸收的光谱的频率范围。

二氧化碳的情况是，在红外光的波长中存在窗口，它们能让某些来自地表的黑体热辐射通过并逸散到外层空间.往大气中添加任何能吸收与所谓的窗口有同样波长的红外线的物质显然就会在温室中堵住其中的一个安全阀，导致在大气与地表之间滞留了更多的热。

【1】在大量全球通讯联络实现以前的年代里，神秘的科学幻想，不管它们多么有魅力，都很少能引起公众的注意。

甚至在科学界内部，经过半个多世纪，人们才普遍接受二氧化碳正在大气中“积累”的可能性。

在阿黑纽斯的观察以后，那些不愿对此多加注意的地球科学家设想那些燃烧的产物--包括二氧化碳--会由大气返回，不是掉到地球上广阔的海洋里，就是以某种形式回到泥土中。

说到底，在每一个碳酸钙的贝壳中，以及每一颗充满捕捉到的碳的树干中 (树木像所有绿色植物那样吸进二氧化碳，又放出当作副产品的氧气)，有充分证据证明地球具有内吸收能力去平衡这个二氧化碳方程式。

那种漠不关心的情况一直延续到1957年，就在那时候，海洋学家罗杰·雷维尔和汉斯·修斯发现地球上的海洋不接纳额外的二氧化碳。

由于这项信息，二氧化碳的方程式似乎突然失去了平衡。

“雷维尔效应”的发现使地球科学家的信心受到挫折，他们原认为地球可以轻易摆脱由人类活动给二氧化碳浓度造成的任何变化。

这个问题，正如几十年后对氯氟烃的争论一样，开始悄悄地潜进许多科学家的头脑里:多出来的二氧化碳如果不是到海洋里去，会到什么地方去了呢?二、哥本哈根会议背景2005年2月16号，渴望在更安全环境和更清洁空气中生活的人们，终于等到了福音——历经数十年的艰辛谈判，旨在减少温室气体排放的《京都议定书》正式生效。

这只“在日本化蛹的毛毛虫，经年累月，日前终于长出了有力的翅膀，它的威力，远胜过那只‘可能的蝴蝶’—它扇动翅膀，将注定影响全球的气候。

”【2】《京都议定书》是人类有史以来通过控制自身行动以减少对气候变化影响的第一个国际文书，是国际社会为保护赖以生存的地球环境经过多年努力达成的重要成果。

这只毛毛虫能够诞生和化蛹，也反映了共同但有区别责任原则在国际大气环境保护中的落实和贯彻，但是，这只毛毛虫经历了漫长的化蛹过程，尤其是几个有重大影响力的国家在《京都议定书》中对共同但有区别责任原则的实践上存在较大差异。

中国核准——强调“区别责任”为“共同责任”做准备。

美国拒签——强调“共同责任”而逃避区别责任。

俄罗斯批准——外交利益驱动下的不积极的承诺。

【3】《联合国气候变化框架公约》下的《京都议定书》2005年生效，是历史上第一个给成员国分配了强制性减排指标的国际法律文件。

在这份文件中，发达国家承诺到2012平均在1990水平上减少5%。

2012年后《京都议定书》的第一承诺期结束，但对抗变暖的努力需要继续贯彻并大大加强，因此关于2012年后的减排指标谈判要求尽快得出结果。

在2007年底的印尼巴厘岛气候大会上，各国同意启动一个为期两年的谈判计划，旨在到2009年底的丹麦哥本哈根大会上达成这个新的气候协议。

三、中国的行动1、低碳经济的提出“环境已经变得有多糟?在过去的一万年，大气中的二氧化碳浓度一直维持280ppm(浓度单位，ppm为百万分率)，但从工业革命开始之后，这个数字骤升到 384ppm。

……或许，极地的广袤冰原会融化，从而抬高海平面；或许，一般在冬季死去的昆虫会继续存活，从而消耗大量的农作物；或许，飓风和台风所带来的危害越来越大；或许，会发生让地球重新恢复平衡的事情。

没有人能确定究竟会发生什么。

”【4】正像“福田愿景”中所强调的，应该把实现“低碳社会”看作“新的经济发展机会”，“低碳革命”正在成为“工业革命”之后的最迫切需求。

低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。

低碳经济实质是能源高效利用、清洁能源开发、追求绿色GDP的问题，核心是能源技术和减排技术创新、产业结构和制度创新以及人类生存发展观念的根本性转变。

2007年9月8日，中国国家主席胡锦涛在亚太经合组织（APEC）第15次领导人会议上，本着对人类、对未来的高度负责态度，对事关中国人民、亚太地区人民乃至全世界人民福祉的大事，郑重提出了四项建议，明确主张“发展低碳经济”，令世人瞩目。

他在这次重要讲话中，一共说了4回“碳”：“发展低碳经济”、研发和推广“低碳能源技术”、“增加碳汇”、“促进碳吸收技术发展”。

他还提出：“开展全民气候变化宣传教育，提高公众节能减排意识，让每个公民自觉为减缓和适应气候变化做出努力。

”这也是对全国人民发出了号召，提出了新的要求和期待。

胡锦涛主席并建议建立“亚太森林恢复与可持续管理网络”，共同促进亚太地区森林恢复和增长，减缓气候变化。

作为一个发展中国家，中国在上世纪末进入重化工时期，能源消耗总量和温室气体排放量大幅度增长。

至2005年，在世界前10位二氧化碳排放国中，我国已经居于第二。

而到今天，中国碳排放量已经年超过美国，成为最大的碳排放国。

2、中国低碳经济代表光伏发电的化学与社会分析太阳能光伏发电技术作为太阳能利用中最具意义的技术，成为世界各国竞相研究应用的热点。

最近10年以每年平均30%的速度递增，最近3年更是以每年50%以上的速度高速增长。

太阳能光伏发电已经成为可再生能源领域中继风力发电之后产业化发展最快、最大的产业。

目前，光伏发电中的太阳能电池仍然是以晶体硅太阳电池为主，一枝独秀、市场份额达90%，大面积商品化太阳电池效率可达到18-19%。

其次是非晶硅薄膜太阳电池发展迅速，市场份额占到6-7%。

其他的如CIGS、砷化镓等处于产业化的初期，市场份额较小（参见下表）。

图1 光伏发电中不同种类的电池所占市场份额以光伏电池为代表的新兴产业由于其本身具有的各方面优势，从经济学角度分析，高额利润刺激，优惠政策鼓励，金融危机引发，品牌企业带动，导致该行业的迅速发展。

然而，近期风电设备制造和多晶硅产业被国家点名，2009年8月26日，温家宝总理主持召开了国务院常务会议。

会议指出，当前我国的风电设备、多晶硅等新能源产业出现了重复建设的倾向。

会议研究部署了抑制部分行业产能过剩和重复建设的工作，引导产业健康发展。

会议强调要深化改革，从体制上解决产能过剩的深层次问题。

一时间关于新能源产业产能是否过剩的争论此起彼伏。

下面我们用化学与社会的思维分析一下这个案例。

a、光伏电池的化学分析：太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。

以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流，而以光化学效应原理工作的太阳能电池则还处于萌芽阶段。

太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴--电子对。

在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。

太阳能光伏电池（简称光伏电池）用于把太阳的光能直接转化为电能。

目前地面光伏系统大量使用的是以硅为基底的硅太阳能电池，可分为单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池。

在能量转换效率和使用寿命等综合性能方面，单晶硅和多晶硅电池优于非晶硅电池。

多晶硅比单晶硅转换效率低，但价格更便宜。

图2 光伏电池制作流程让我们来深入研究一个光伏电池的示例：单晶硅电池。