“雙碳”目標(biāo)下地質(zhì)工作助力綠色低碳發(fā)展路徑研究

舒 姚

（四川省第十一地質(zhì)大隊，四川達州 635006）

2015年《巴黎協(xié)定》設(shè)定了本世紀(jì)后半葉二氧化碳實現(xiàn)凈零排放的目標(biāo)。根據(jù)《博鰲亞洲論壇可持續(xù)發(fā)展的亞洲與世界2022年度報告》，截至2021年12月底，全球已有136 個國家、115 個地區(qū)、235 個主要城市和2000 家頂尖企業(yè)中的682 家制定了碳中和目標(biāo)，碳中和目標(biāo)已覆蓋了全球88%的溫室氣體排放、90%的世界經(jīng)濟體量和85%的世界人口。低碳發(fā)展、綠色復(fù)蘇已經(jīng)成為國際經(jīng)濟發(fā)展的趨勢。2020 年9 月22 日，習(xí)近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上的講話中提出中國二氧化碳排放力爭于2030 年前達到峰值，努力爭取2060 年前實現(xiàn)碳中和。2021 年10 月，國務(wù)院印發(fā)了《2030 年前碳達峰行動方案》，要求以保障國家能源安全和經(jīng)濟發(fā)展為底線，穩(wěn)妥有序、安全降碳。第十三屆全國人民代表大會第五次會議上《2022年政府工作報告》中提出，持續(xù)改善生態(tài)環(huán)境，推動綠色低碳發(fā)展。綠色低碳發(fā)展是落實保護生態(tài)環(huán)境保護，有效控制溫室氣體排放的的主要路徑。

1 綠色低碳發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 國際碳中和目標(biāo)及實現(xiàn)路徑

為應(yīng)對全球氣候變化的挑戰(zhàn)，世界上多個國家和地區(qū)提出了碳中和目標(biāo)，綠色低碳已經(jīng)成為國際共識，各國根據(jù)其國情制定了詳細的路線圖、政策框架等措施來實現(xiàn)這一目標(biāo)（表1），降低氣候變化給地球帶來的生態(tài)風(fēng)險以及給人類帶來的生存危機，世界各國正將“碳中和”目標(biāo)轉(zhuǎn)化為國家戰(zhàn)略。

表1 全球部分國家（地區(qū)）“碳中和”目標(biāo)及主要舉措

全球溫室氣體排放量的73%源于能源消耗，其中38%來自能源供給部門，35%來自建筑、交運、工業(yè)等能源消費部門。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）2022年4月發(fā)布的《氣候變化2022：減緩氣候變化》[1]顯示，2010~2019年全球溫室氣體年平均排放量處于人類歷史上的最高水平，2019年的排放量達到590×108t，這比2010 年全球525×108t 的排放量躍升了12%，即過去10 年平均每年增長1.3%（圖1）。報告認(rèn)為，要限制全球變暖，就需要能源進行重大轉(zhuǎn)型。這將涉及大幅減少化石燃料的使用、廣泛推廣電氣化、提高能源效率以及使用替代燃料。將全球變暖控制在1.5℃以內(nèi)，需要到本世紀(jì)30年代將所有溫室氣體的排放量減少大約一半，并在本世紀(jì)50年代實現(xiàn)二氧化碳凈零排放，到2050年，將需要減少約95%的煤炭使用量、60%的石油使用量和45%的天然氣使用量。使用可再生能源的電網(wǎng)將需要滿足世界上更多的能源需求。城市將需要通過更好的建筑戰(zhàn)略來提高能源效率，以減少城市排放。

圖1 1990~2019年全球各種溫室氣體排放增長情況（據(jù)IPCC報告）

1.2 我國綠色低碳發(fā)展現(xiàn)狀及面臨的問題

我國深入貫徹綠色發(fā)展理念，正按“2030 年碳達峰”以及“2060 年碳中和”的目標(biāo)扎實工作、穩(wěn)步推進，已成為全球生態(tài)文明建設(shè)的重要參與者、貢獻者、引領(lǐng)者。在“雙碳”目標(biāo)引導(dǎo)下，我國作了不少積極探索，比如采取調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、節(jié)能提高能效、建立碳交易市場機制等一系列措施。2021 年7 月16日，全國碳市場正式上線交易，截止2021年12月31日，全國碳市場第一個履約周期期內(nèi)碳價格走勢總體平穩(wěn)，成交額為76.61 億元，市場成交量為1.79×108t。但我國處于工業(yè)化發(fā)展階段，實現(xiàn)雙碳目標(biāo)面臨巨大壓力與挑戰(zhàn)，我國能源消耗量及碳排放量處于“雙升”階段能源消費結(jié)構(gòu)，排放總量大，減排時間緊，制約因素多，近年來盡管清潔能源消費持續(xù)快速增長，但化石能源仍是我國能源的消費主體，占能源消費總量的80%以上[2]，在未來一段時間，化石能源將繼續(xù)發(fā)揮重要作用（圖2），因此，實現(xiàn)碳中和意味著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。同時，經(jīng)濟增長與資源環(huán)境的逐步脫鉤將呈現(xiàn)漫長而反復(fù)的特征，2021 年，我國GDP 生產(chǎn)總值114.37萬億元，同比增長8.7%，二氧化碳排放量約為119×108t，同比增長25.9%，碳排放強度1.04t/萬元（圖3），雖然我國碳強度在持續(xù)下降，但仍遠高于歐美國家。

圖2 中國近年二氧化碳排放量及增速（據(jù)國家統(tǒng)計局）

圖3 中國近年二氧化碳排放量及增速（據(jù)國家統(tǒng)計局、智研咨詢數(shù)據(jù)）

2 我國綠色低碳發(fā)展路徑

綠色低碳發(fā)展，要義是要解決好人與自然和諧共生問題。當(dāng)今世界，面對全球性的環(huán)境污染、生態(tài)系統(tǒng)破壞、資源短缺等綜合性、復(fù)合性問題，綠色低碳發(fā)展越來越成為廣泛共識。推動綠色低碳發(fā)展是系統(tǒng)工程，需要對社會生產(chǎn)生活領(lǐng)域進行綠色化升級改造，推動能源清潔低碳安全高效利用，深入推進工業(yè)、建筑、交通等領(lǐng)域低碳轉(zhuǎn)型；探索開展甲烷、氫氟碳化物、六氟化硫、全氟化碳等其他溫室氣體監(jiān)管監(jiān)測和加大控制力度[3]；提升生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力，從而實現(xiàn)從高碳向低碳轉(zhuǎn)變。溫室氣體排放主要來源于能源消耗，目前我國傳統(tǒng)化石能源（煤、石油、天然氣）在能源供給中占比遠超過清潔能源占比。2021 年，我國一次能源生產(chǎn)總量為40.8×108t 標(biāo)準(zhǔn)煤，其中化石能源生產(chǎn)總量占80.4%，一次能源消費總量49.8×108t 標(biāo)準(zhǔn)煤，化石能源消費總量占84.1%，因此，從能源供給端著手，改變能源消費方式，制定、完善和充分發(fā)揮產(chǎn)業(yè)政策和資源政策的作用，約束化石能源產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展，加快突破煤炭、石油、天然氣清潔高效利用關(guān)鍵技術(shù)[4-5]，推進風(fēng)電、水電、光伏發(fā)電、地?zé)岬瓤稍偕茉磻?yīng)用，是大幅降低碳排放或?qū)崿F(xiàn)無碳排放重要途徑。

3 地質(zhì)工作著力點

3.1 化石能源綠色勘查開發(fā)及清潔高效利用技術(shù)研究

目前化石能源作為是我國能源的消費主體，其生產(chǎn)和消費過程均有二氧化碳排放，能源活動是二氧化碳排放的主要來源，化石能源清潔高效利用是實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展必經(jīng)之路和低碳經(jīng)濟的關(guān)鍵，因此要在化石能源開發(fā)利用的全過程控制污染、減少碳排放，從科技驅(qū)動、綠色開發(fā)、高效發(fā)電、清潔轉(zhuǎn)化、污染控制和節(jié)能降耗等方面實現(xiàn)清潔高效。以煤炭為例，將綠色勘查理念貫徹到項目實施全過程，引進鉆探、物探等新技術(shù)、新方法和新設(shè)備，改變傳統(tǒng)柴油發(fā)電機驅(qū)動鉆探設(shè)備，實現(xiàn)“電代油”直接驅(qū)動的方式，采用電火花震源設(shè)備替換采用傳統(tǒng)TNT 炸藥激發(fā)地震波信號，可以有效降低環(huán)境污染，減少碳排放。除此之外，加快煤層開采、潔凈煤技術(shù)、煤炭地下氣技術(shù)化等理論與核心關(guān)鍵技術(shù)新突破，形成資源清潔高效利用的技術(shù)支撐體系。

3.2 地?zé)豳Y源勘查開發(fā)

我國作為全球最大的二氧化碳排放國，發(fā)展清潔能源對于保障能源安全、控制二氧化碳排放和實現(xiàn)綠色經(jīng)濟增長具有重要現(xiàn)實意義[6]，目前清潔能源主要包括海洋能、太陽能、生物能、地?zé)崮堋⑺?、核能、氫能等，研究[7-9]顯示增加清潔能源消費可以優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，進而有利于控制二氧化碳排放。從安全和資源賦存方面看，地?zé)豳Y源具有分布廣泛、資源儲量大的特征，是一種綠色低碳、穩(wěn)定可靠的可再生能源，地?zé)豳Y源應(yīng)用于發(fā)電、建筑供暖制冷等可緩解能源緊張情況，減少碳排放，實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護和經(jīng)濟綠色高質(zhì)量發(fā)展。2021年，據(jù)中國地質(zhì)調(diào)查局評價結(jié)果，全國336個地級以上城市淺層地?zé)崮苣昕砷_采資源量折合7×108t標(biāo)準(zhǔn)煤，全國水熱型地?zé)豳Y源量折合1.25×1012t 標(biāo)準(zhǔn)煤，年可開采資源量折合19×108t 標(biāo)準(zhǔn)煤，埋深在3000~10000m 的干熱巖資源量折合856×1012t 標(biāo)準(zhǔn)煤[10]。國家《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》提出“因地制宜發(fā)展其他可再生能源。積極推進地?zé)崮芄嶂评洌诰邆涓邷氐責(zé)豳Y源條件的地區(qū)有序開展地?zé)崮馨l(fā)電示范”。貴州、四川、江西等多省相繼提出地?zé)崾奈逡?guī)劃，對推進地?zé)豳Y源勘探開發(fā)、地?zé)崮芄┡ㄖ评洌┑忍岢隽嗣鞔_的目標(biāo)。各省進一步加大地?zé)豳Y源調(diào)查評價力度，實現(xiàn)勘查新突破，將推動我國地?zé)豳Y源的開發(fā)利用。

3.3 碳存儲及利用基礎(chǔ)地質(zhì)研究

碳捕集、利用與封存是一項被廣泛認(rèn)為有效可行的具備大規(guī)模溫室氣體減排功能的重要技術(shù)之一，作為一種氣候緩解方案具有相當(dāng)大的戰(zhàn)略價值，也是當(dāng)前我國化石能源清潔高效利用的重點關(guān)注領(lǐng)域。地質(zhì)工作可為碳封存選址做好技術(shù)支撐，考慮從場地地質(zhì)安全性、地形地貌、地層巖性、區(qū)域構(gòu)造、水文地質(zhì)、目標(biāo)儲層、封存層特征出發(fā)，積極構(gòu)建和優(yōu)化碳存儲工程場地評價指標(biāo)體系，探討形成一套符合我國實際的精準(zhǔn)、安全和規(guī)范化地質(zhì)封存關(guān)鍵技術(shù)，為尋找適宜的碳封存地質(zhì)空間提供依據(jù)，并持續(xù)開展地下碳封存空間及周邊地質(zhì)環(huán)境實時動態(tài)監(jiān)測研究，助力實現(xiàn)安全有效的碳封存。

3.4 碳匯技術(shù)研究

地質(zhì)體具有多樣性，發(fā)揮著多元化的碳捕集功能，碳匯實體包括巖石、土壤、海洋、森林、生物體等，可直接接觸空氣捕獲溫室氣體，是應(yīng)對碳達峰、碳中和最經(jīng)濟的途徑。巖石圈碳庫是地球圈層中最大的碳庫，土壤碳庫是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳庫的最大組成部分，通過巖溶作用、礦物碳化、土壤固碳等均可產(chǎn)生較短時間尺度的碳匯效應(yīng)。地質(zhì)工作在巖溶碳匯和地質(zhì)固碳等領(lǐng)域?qū)I(yè)能力突出，對提高巖溶、土壤、草原、濕地等的固碳增匯能力具有顯著優(yōu)勢。我國是世界上巖溶面積最大的國家，約占國土面積的1/3，巖溶碳匯對我國具有特殊的重要意義。耕地是我國最為普遍，也是受人為管理措施影響最為強烈的土地利用方式，其土壤碳庫最為活躍，未來也必將成為碳中和的重要手段。生物固碳被認(rèn)為是緩解全球變暖最具前景的方法，通過林草生態(tài)系統(tǒng)從空氣中吸收二氧化碳從而減少溫室氣體在大氣中的濃度將在實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標(biāo)中發(fā)揮重要作用。加強巖溶碳匯、土壤碳匯、生物碳匯相關(guān)技術(shù)研究及適宜地質(zhì)體和土壤分布特征研究及地表基質(zhì)調(diào)查工作，摸清我國碳匯地質(zhì)體特征，在土地復(fù)墾、水土保持、礦山環(huán)境恢復(fù)治理等一系列生態(tài)環(huán)境修復(fù)項目中，合理優(yōu)化巖石、土壤及林草等碳匯實體結(jié)構(gòu)，可有效提升碳匯能力。

4 結(jié)語

隨著國務(wù)院《關(guān)于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系的指導(dǎo)意見》《2030 年前碳達峰行動方案》及國家發(fā)展改革委、國家能源局《關(guān)于完善能源綠色低碳轉(zhuǎn)型體制機制和政策措施的意見》出臺，更加明確了大力推動能源領(lǐng)域碳減排是做好碳達峰碳中和工作的重要舉措。地質(zhì)工作在助力國家生態(tài)文明建設(shè)、實現(xiàn)碳達峰碳中和目標(biāo)和綠色低碳發(fā)展方面，大力推進化石能源綠色勘查和清潔利用技術(shù)、加快地?zé)豳Y源勘查突破、碳儲存利用基礎(chǔ)地質(zhì)研究及碳匯的技術(shù)研究是未來工作的重要內(nèi)容，發(fā)揮好地質(zhì)工作在綠色低碳發(fā)中的基礎(chǔ)和支撐作用。