——补充说明

[1]：实际排放的温室气体有很多种，不过因为二氧化碳是其中最主要的部分，所以通常计算温室气体排放量时会把所有的温室气体折算成同等温室效应的二氧化碳。因此媒体通常使用二氧化碳排放量（简称碳排放/碳足迹）来描述温室气体排放量。为便于读者将本文的信息与通常的认知挂钩，本文也采取了这种表达方式。

[2]：生产生活中的碳排放又可分为直接排放和间接排放。如果直接烧煤取暖，就是直接排放；如果通过电力作为动力达到同样的目的，就是间接排放。除了消耗电力之外，冶铁炼铜等工业部门也会直接使用化石燃料作为能源动力。此外工业中还有即便不使用能源动力也会直接排放二氧化碳的过程，例如采矿业往往伴随着矿井中甲烷等温室气体的排放（折算成二氧化碳排放量）；而水泥工业煅烧石灰石、钢铁工业烧制焦炭以及用焦炭还原铁矿石等过程也会直接产生能源以外的二氧化碳排放——石灰石分解化学方程式：，铁矿石（以赤铁矿为例）还原方程式：。对于这些工业而言，即便不使用电力或者化石燃料，其反应本身也会排放二氧化碳，因此也是同理。

[3]：严格来说是电力与供热工业，因为这两个工业部门常一起行动——火电厂、太阳能电站等本身就会承担比较多的供热任务——所以在统计碳排放量的时候两个工业部门是一起统计的。不过对于几个真正意义上的碳排放大国——中国美国等——来说，相对于维持它们庞大的工业生产能力和服务、运输等行业消耗的电力所排放的二氧化碳而言（很多发电之后的废热就被用于供热供暖，它们的碳排放已经计算在了电力工业之中），单纯用于供热的直接碳排放量其实相当有限（工业供热已经计算在了对应的工业部门碳排放量中），因此这里直接用电力工业来表述。

[4]：这里必须吐一个槽：从我自己的知识来看，钢铁水泥等工业的存在导致制造业的排放量应该不止这么点，个人觉得这一部分特别是水泥等应该折算到了建筑行业里去了。此外原网址对于“工业处理与深加工”（Industrial Processes）和“国际燃料”（International Bunker）的诠释也不明确所以这里只是按照字面意思翻译，不要问我这两个中文词语是什么意思因为我也不知道……顺便一说，汽车尾气的排放量已经计算到了交通运输业里去了。

[5]：饼形图中将所有能源类的消耗如交通、发电供暖等作为一个大类进行划分。本文按照中国人比较习惯的行业划分模式进行了一些调整。

[6]：实际上核电的危险被夸大了。由于核燃料浓度远低于武器级，核电站内最多只能发生等质量普通炸药级别的爆炸，加上安全壳等多道保护的存在，核电站的危险系数进一步降低（要不人们怎么敢在海里随地乱丢报废的核潜艇和核武器……）。此外核电站的辐射危险也非常小，我国大亚湾核电站的周边辐射甚至低于我国大部分地区的本底辐射。顺便一说，几次核电站事故中，有一次是因为违规操作和阻断装置失效导致核反应失控（切尔诺贝利核电站），另有两次是核反应虽然终止但是冷却系统失效导致放射性物质泄漏（三英里岛和福岛核电站，后者因热量无法散逸加上海啸撞击导致反应堆内部发生蒸汽爆炸），还有一次是由于地震导致核电站紧急排放冷却乏燃料棒和堆芯的冷却水带来的污染（高加索米尔摩沙核电站），属违规操作范畴。事实上就目前来看， 快堆技术如果能够普及的话，单凭核电站就足以取代火电站以减排二氧化碳甚至帮助人类撑到下一种能源出现的时代了。

[7]：此处是为了强调，实际上锂离子电池技术的进步让电动车的续航能力已经有了较大提升，价格也因此下降。不过目前不考虑国家补贴因素的话，纯电动汽车在性价比上还有比较大的短板。这主要是因为现阶段足以商业化的电池能量密度依然无法达到汽油的水平，还需要反复充电。对燃料电池，目前氢燃料的制取和储存包括在哪儿加氢还是大问题，其成本亦居高不下；尽管也出现了使用肼或者乙醇的燃料电池，但是它们的能量密度太低了。目前来看比较有前景的方案是基于现有电动车技术的插座式油电/气电混合动力汽车，同时也需要研究直接将油、气通过燃料电池应用的技术，才能够有效地降低新能源汽车的成本。从这个角度来说这里表述成少数人的奢侈玩具也不算夸张。

[8]：现在降低汽车油耗方面已经做到了极致，在内燃机领域可以说已经没有多少提升空间了。值得一提的是，现阶段对于海轮和飞机这种耗油大户的二氧化碳排放暂时还没有比较好的处理方案。一方面飞机的快捷和海轮的廉价高运力都是当代社会不可或缺的，但另一方面海运依赖高污染高碳排放量的重油而飞机有着惊人的油耗。尽管现在已经出现了天帆装置这种通过风力和海流作为补充动力以及加装风力、太阳能发电装置来降低油耗的方案，但是它们的实际效果和可推广性都还是问题。这个问题只能仰仗未来的工程师们了。

[9]：这里只计算了电路损耗，考虑到变压、整流、逆变等过程中的转换损耗，1100kV特高压输电的总损耗大约是4.15%，而500kV总损耗是8.75%，损耗或者说额外碳排放依然是减少的。参考文献：

①赵光锋，李欣唐，聂钢，刘书娥等.基于电晕损耗计算的特高压交流同塔双回输电线路损耗特性[J].科学技术与工程，2018，18( 30) : 177—182

②曹廷杰.特高压交直流输电系统技术经济探究[A].电力建设，2018，44-0221-02

[10]：升高电压就能降低损耗是因为根据焦耳定律，电阻R与时间t一定的情况下，电流I越大电路损耗越小，式中Q表示损耗功（以热功表示）；而根据，功率P一定时电压U与电流I成反比，由于发电厂输出的功率肯定是一定的，所以升高电压就能降低电流进而减小损耗。此外，对于交流电路而言，由于输电线路中的电流方向变化，在电路周围存在变化的磁场，所以如果将电路和周围的环境视作一个整体，那么根据电抗焦耳定律、，交流电路与周围的电感和电容也会有感抗和容抗。式中、分别表示容抗和感抗，，，f表示交流电的频率，C表示电容大小，L表示电感大小。然而为了满足电网调峰和其他工业部门的需要，电力输送过程中不可能改变频率，因此实际操作中距离在500km以上时都采取直流输电以消除感抗和容抗的影响。顺便一说，短距离不使用直流电并非源于损耗，而是因为直流电变压困难，成本上划不来。

[11]：和大家想象的不同，超导技术最广阔的应用前景有两个；一是在需要大电流低损耗的场景，例如电冶金中使用涡流熔化金属的过程；其二是电子工业和计算机领域（参见《芯片掐不死中国的脖子》）。该技术目前的瓶颈主要是温度和材料，虽然已经通过硫化氢固体实现了-57℃“高温超导”（相对以往动辄-100℃起步的超导而言的确算“高温”了），但由于制造和使用成本的问题，这种体系基本没有工业化的价值。

[12]：不过钠硫电池也存在着一些比较致命的软肋。如它的电池反应是，电池形式为。这种体系需要在300℃的温度下操作，加上电极使用的只有少数企业可以批量生产，限制了它的推广。

[13]：相关论述参见《也谈环保主义》。微网系统参考文献：

方磊,牛玉刚,王思明,贾廷纲.基于日前调度与实时控制的微网储能系统容量配置[J].电力系统保护与控制,2018,46(23):102-110.

[14]：对于一些特殊的工业如化工中的合成氨，为提高反应转化率、加快反应速率使之达到平衡，目前不得不采用高温高压操作。根据平衡移动原理，对于已经达到平衡的系统，改变反应条件时反应体系会趋向于向能够对抗该反应条件改变的方向进行。以合成氨为例，其反应式为，考虑到气体体积与分子数量成正比，因此增大压强会使反应平衡向降低压力即减少分子数目的方向、生成氨的方向移动。使用550℃高温操作一方面是因为高温可以显著加快反应速度，另一方面是因为此时催化剂效果最好，利于简化工艺流程。目前为了解决合成氨为代表的基础化工耗能过大的问题，也有人在研究生物固氮的反应机理并基于此寻找适宜的催化剂和工艺流程。而对电子工业，不论是冶炼纯硅还是生长单晶硅都是高耗能的过程，除非发现划时代的硅提纯和单晶硅生长技术，否则降低能耗无异空谈。

[15]：索尔维制碱法最早使用石灰窑产生的二氧化碳作为制碱工业的碳源。后来的侯氏制碱法保留了这一操作。

[16]：钢铁工业中石灰石主要用于形成炉渣，除去铁矿石中的二氧化硅等成分。水泥、玻璃等则是为了形成作为材料主要成分的硅酸盐。对于玻璃而言，这种努力意义不大，因为玻璃使用的助熔剂是碳酸钠。现阶段暂时找不到可以替代它的廉价原料。

[17]：石油化工生产过程中有较多的低级烃散逸排放，此外石油化工中的很多步骤例如石油的分馏等需要使用石油本身作为燃料，在找到能代替石油的廉价动力之前，这种碳排放只能通过减少石油本身的利用来减少了。

[18]：合成材料本质上是大量小分子部分重复出现聚合成的长链，例如聚乙烯就是由大量乙烯分子拆开其中的双键之后聚合的产物，此时乙烯就被称为单体。之所以很难回收出单体是因为反应机理导致我们用于拆解碳链的催化剂对碳链的破坏有一定的随机性。

[19]：对于森林而言，由于树木的呼吸作用和光合作用的相对大小关系与温度高度相关，这导致了森林在温度上升到一定程度的情况下，由于呼吸作用增强幅度很大，反而会有呼吸作用大于光合作用导致排出的二氧化碳更多的情况。此外，对于冻土和沼泽而言，由于冻土中封存了大量的甲烷等温室气体，而沼泽环境中则很容易产生甲烷，一旦温度上升其中动植物遗体分解速度便会加快产生更多的温室气体，因此随着温度的进一步上升，这两种现在禁锢了大量温室气体的事物将很有可能会成为新的碳源。

[20]：这个方案最早的构想来源于合成氨等需要分离压缩空气的工业部门的废气。这种废气里含有比较高浓度的二氧化碳；尽管从中提取用作工业原料的二氧化碳并不划算，却完全可以用作从大气中回收二氧化碳的原料。

[21]：碳循环指的是碳元素在大气、地层、海洋中经由各种物理化学生物变化之后改变其存在形式并不断循环的一个过程。大致来说，碳元素基本以单质碳和碳酸盐的形式在地壳及以下存在，火山喷发等地质运动会将它们带到地表并产生二氧化碳；植物的光合作用以及雨水、海洋会将二氧化碳禁锢起来。光合作用产生各种有机物包括化石燃料以及软土、珊瑚礁等碳酸盐结构；雨水和海洋则会借由水循环将二氧化碳带到海洋深处进而缓慢地生成碳酸盐。详细过程可参见科普中国：碳循环。

[22]：生物柴油技术是对工农业生产中废弃的油脂进行酯交换反应以获得脂肪酸甲酯。这种燃料现在已经在日本用作垃圾车的燃料。此外国内很多工厂也会使用这种油料作为燃料的补充。现在生物柴油一升的成本大约是7元人民币，但由于热值的问题，相较于柴油和重油依旧处于竞争劣势。

[23]：比较尴尬的一件事是，由于规划的问题，集中供冷在大部分需要制冷的地区成本比较高。就我了解在我国南方一般只有一些大学城和工业园才会使用集中供冷。现在也在推广将冬天的冰雪储存起来用于夏天制冷的工艺。