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吴美仁:碳达峰碳中和背景下地质工作的机遇与挑战
时间:2021-08-02 09:59:10  来源:  作者:  已点击:

  碳达峰碳中和背景下地质工作的机遇与挑战

  吴 美 仁

  为应对全球气候变化,推动构建人类命运共同体,中国政府展现出大国责任担当,2020年9月22日,国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话,中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和(以下简称“双碳”)。

  一、碳达峰碳中和目标与计划

  碳达峰,是指在某一个时点,二氧化碳的排放不再增长达到峰值,之后逐步回落。碳中和是指企业、组织和个人通过购买碳配额、参与温室气体减排项目的方式或通过新建林业项目产生碳汇量的方式抵消自身温室气体排放量,也就是让二氧化碳排放量“收支相抵”。

  到2030年,单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右,森林蓄积量将比2005年增加60亿立方米,风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。2020年10月29日,《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》将“碳排放达峰后稳中有降,生态环境根本好转,美丽中国建设目标基本实现”纳入了中国未来15年的主要发展目标。并明确提出加快推动绿色低碳发展。强化绿色发展的法律和政策保障,发展绿色金融,支持绿色技术创新,推动能源清洁低碳安全高效利用,降低碳排放强度,支持有条件的地方率先达到碳排放峰值,制定2030年前碳排放达峰行动方案。

  目前,全球已有121个国家提出要在2050年实现碳中和目标愿景。我国仅用几十年时间走完了发达国家几百年走过的工业化历程,还要只用30年的时间实现从碳达峰到碳中和的目标,而美国计划是用45年,欧盟是71年。由此可见,我们的目标任务是多么艰巨。

  实现“双碳”目标既是我们应对气候变化,保护人类赖以生存的家园,造福子孙后代的共同使命与挑战,也是新一轮科技革命和产业变革的历史性机遇,是贯彻新发展理念、推动高质量发展的必然要求,必将加快推动绿色发展方式和生活方式转变。

  二、实现“双碳”目标的路径与措施

  国家发展改革委在2021年首场新闻发布会上,针对记者提出的“国家发改委将如何围绕实现碳达峰、碳中和的中长期目标,制定并实施相关保障措施”问题,国家发改委相关负责人表示,国家发展改革委将坚决贯彻落实党中央、国务院决策部署,抓紧研究出台相关政策措施,积极推动经济绿色低碳转型和可持续发展。

  一是大力调整能源结构。推进能源体系清洁低碳发展,稳步推进水电发展,安全发展核电,加快光伏和风电发展,加快构建适应高比例可再生能源发展的新型电力系统,完善清洁能源消纳长效机制,推动低碳能源替代高碳能源、可再生能源替代化石能源。

  二是加快推动产业结构转型。大力淘汰落后产能、化解过剩产能、优化存量产能,严格控制高耗能行业新增产能,推动钢铁、石化、化工等传统高耗能行业转型升级。

  三是着力提升能源利用效率。完善能源消费双控制度,严格控制能耗强度,合理控制能源消费总量,建立健全用能预算等管理制度,推动能源资源高效配置、高效利用。

  四是加速低碳技术研发推广。坚持以市场为导向,更大力度推进节能低碳技术研发推广应用,加快推进规模化储能、氢能、碳捕集利用与封存等技术发展,推动数字化信息化技术在节能、清洁能源领域的创新融合。

  五是健全低碳发展体制机制。加快完善有利于绿色低碳发展的价格、财税、金融等经济政策,推动合同能源管理、污染第三方治理、环境托管等服务模式创新发展。

  六是努力增加生态碳汇。加强森林资源培育,开展国土绿化行动,不断增加森林面积和蓄积量,加强生态保护修复,增强草原、绿地、湖泊、湿地等自然生态系统固碳能力。

  三、地质工作在实现“双碳”目标中大有可为

  实现“双碳”目标,地质工作既要积极展现更多的责任担当,更要抓住新一轮科技与产业变革的历史性机遇,实现转型升级高质量发展。地质工作在能源结构调整、增加生态碳汇、碳捕集利用与封存等方面将大有可为,因此开展规划研究、统筹产业布局、加强技术创新显得十分迫切和重要。

  一是在清洁能源勘查开发利用方面将大有可为。清洁能源、可再生能源、产业转型、降耗减排、能效提升、能源资源高效配置与高效利用是减少二氧化碳排放的最关键措施。2019年全球燃烧化石燃料产生的二氧化碳排放量高达368亿吨,其中我国排放二氧化碳约占全球的1/4,但累积排放量和人均排放量却远低于美国、欧盟,到2030年达峰时我国排放的二氧化碳总量约为109亿吨/年。低碳能源替代高碳能源、可再生能源替代化石能源成为必然选择,因此天然气、页岩气、地热能(浅层地温、地热温泉、干热岩等)、铀矿资源等低碳无碳绿色能源勘查开发是地质工作的主战场,提高勘查开发工作效益、提升能效转换利用效率的技术创新是科研的主方向。另一方面,在为水电、风电、核电等清洁能源建设场地选址、工程地质稳定性评价、地质灾害防治等方面提供坚实的地质技术支撑也应有作为。

  二是在新兴能源关键材料资源勘查开发利用方面大有可为。据世界银行2020年的报告《气候变化行动所需要的矿产资源——清洁能源转型的矿产耗用强度》指出,低碳未来将是矿产“非常”密集型的,如绿色低碳设备风力涡轮机、光伏板、电动汽车、锂离子电池等需要大量的金属、非金属矿产资源,如锂、钴、石墨、稀土、镍、锰及高纯硅等,这些关键金属、非金属矿产资源就是我们地质找矿的方向, 同时在矿产资源的综合利用、提升矿产资源应用研究水平方面也可有所作为。

  三是在科学评价碳源碳汇与提升生态碳汇能力方面大有可为。我国自然生态系统的碳汇能力大约为12亿吨/年(不含海域)(据杜祥琬院士资料),森林、草原、绿地、耕地、河流、湖泊、湿地、海洋等是最经济的、有效的自然碳汇。开展碳源、碳汇过程调查研究,以地球系统科学理论为指导,综合空-天-地一体化技术,开展自然资源生态系统中自然碳汇综合调查和潜力评价,探索和建立科学的调查评价技术体系、标准体系,探索不同人工干预对自然生态系统碳循环的影响过程和机理,在林草增碳、湖泊湿地固碳、土地利用调节吸收等方面探索更多人工固碳增汇途径和生态修复措施,构建因地制宜的人工固碳增汇模式,建设全国自然碳汇数据库系统,为碳排放权交易奠定技术基础支持等。通过加强生态环境修复、流域综合治理、国土综合整治、水土污染协同防治、林草湿地修复与保护等措施,提升生态系统的固碳增汇能力,也是实现“双碳”目标的重要举措之一。

  四是在碳捕集利用与封存(CCS)及深部储能方面大有可为。CCS有望成为全世界减少碳排放份额最大的单项技术,可分为地质封存和海洋封存两类,据预测至2050年通过CCS全球可减少碳排放约46亿吨;深部储能是利用深部大型地下空间实施大规模能源储备,是最为经济和安全的能源大规模储存方式,也是保障国家能源安全,实现能源调峰、解决风光清洁能源不能平稳供给的有效方式。杨春和院士认为:深部天然气存储是保障我国天然气安全唯一选择,深部地下空间可用于储存天然气、石油、氢能、氦气等,也可建设为抽水储能电站,还可作为二氧化碳地质封存空间。地质工作在地下空间探测、调查评价等方面可发挥技术优势,为我国精准、安全和规范化实施地质封存与深部储能提供保障。

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