关于地质工作助力碳达峰碳中和目标的建议

 摘要：在国际国内碳达峰碳中和目标要求下，城镇化快速发展的重庆在发展形式和资源状况方面都面临着巨大的挑战。本文梳理了重庆地质工作在推进全面绿色低碳转型发展过程中减少碳排放和去除温室气体的主要途径。包括：地质工作通过推进能源结构转型中利用好页岩气和地热能，助力实现碳减排；在固碳过程中利用好各地质体，助力实现碳增汇；在二氧化碳封存中利用好适宜地质空间，助力实现碳封存。并从传统能源利用、清洁能源开发、固碳方法创新及生态文明建设方面分别建议了地质工作在实现碳达峰碳中和目标中的实施路径。

关键词：碳达峰碳中和；地质工作；生态文明建设

随着社会和经济的迅猛发展，人类生产活动向大气中排放大量包括CO₂在内的温室气体，导致全球气温逐步升高，并产生一系列威胁人类生存发展的问题。如导致冰川融化，使海平面上升，一些临海城市或将消失；气温升高所带来的热能，会提供给空气和海洋巨大的动能，从而形成大型，甚至超大型台风、飓风、海啸等灾难；影响最大而且不可逆转的是一些生物物种将灭绝。在诸多问题面前，《京都议定书》、《联合国气候变化框架公约》、《巴黎协定》等气候协议相继孕育而生，由全世界178个缔约方共同签署的《巴黎协定》要求，将全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在2摄氏度以内，并努力将温度上升幅度限制在1.5摄氏度以内。以其目标上限2℃计算，全球碳排放允许的总量为1万亿吨。为达成这一目标，越来越多的国家开展了减碳降碳行动，将“碳达峰”“碳中和”的“双碳目标”上升为国家战略，提出无碳未来的愿景。

一、实现双碳目标面临的形势

（一）国际形势

国外发达国家的低碳转型起步较早，其中欧盟、美国、日本分别于1979年、2007年、2008年实现碳达峰，并计划2050年实现碳中和，芬兰计划在2035年实现碳中和，瑞典、奥地利、冰岛等国家计划在2045年实现碳中和。总体来说，国外实现碳中和的基本逻辑是通过制定碳中和行动方案政策引导、碳减排和碳储存的技术探索，从而达到能源结构转型、经济社会低碳发展、自然生态稳定安全。例如，欧盟发布《欧洲绿色协议》明确2050年前建成全球首个“气候中和”大洲。美国自然资源保护局积极推进免耕、种植覆盖作物和作物轮作三大重要措施，提升土壤碳汇能力。英国地调局通过调查监测、三维建模等重要手段，大力开展碳封存技术研发与监测。

（二）国内形势

我国向国际社会作出力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的庄严承诺，明确把碳达峰碳中和纳入生态文明建设整体布局，提出了应对气候变化、推动绿色转型的“中国方案”和路线图，展现出了大国的担当。当前气候变化成为全球治理的热点和各方博弈的焦点，我们要争取主动实现碳达峰碳中和，不是别人要我们做，而是我们主动要做的。总体看，发展任务很重，时间窗口偏紧。

从碳达峰进程看，发达国家是自然达峰，我们是主动达峰。目前全世界有49个国家实现碳达峰，基本都是因产业结构、能源结构变化以及城市化完成、人口减少而自然形成，我国则是主动承诺、主动减排、主动达峰。

从发展阶段看，发达国家是先发展再达峰，我们是在发展中达峰。发达国家达峰时都完成了工业化、城镇化进程，我们目前还处在工业化城镇化深入推进的进程中，人均GDP、居民收入等指标与发达国家相比还有较大差距，面临同步实现经济更大发展和碳排放达峰的任务。

从达峰要求看，我们时间更紧、幅度更大。我国是世界人口最多、碳排放量最大的发展中国家，2020年排放总量约占全球的29%。从碳达峰到碳中和，欧盟大约70年左右，美国、日本预计40年左右，我国距碳达峰还有不到10年，从碳达峰到碳中和仅有30年，远远短于发达国家。我们必须拿出气候雄心，主动担当作为，迎难而上，知难奋进，开创一条超常规的达峰路径。

（三）重庆面临的形势

“十三五”期间，重庆以“生态优先、绿色发展”为导向，强化“上游意识”，担起“上游责任”，扎实推进污染防治等“三大攻坚战”，深入实施生态优先绿色发展行动计划等“八项行动计划”，加快建设山清水秀美丽之地，促进人与自然和谐共生，筑牢长江上游重要生态屏障，在推进长江经济带绿色发展中发挥示范作用，在碳达峰碳中和目标要求下，重庆也面临着巨大的挑战。

从发展形势看，重庆正处于城镇化快速发展阶段。一是我市人均能耗水平发展空间十分有限。2019年，全市人均能耗为2.46吨标煤，相较于2010年年均增长3.59%。2030年前全国实现碳达峰目标，人均能耗宜控制在3.0吨标煤以内，那么未来十年我市人均能耗年均增长宜控制在1.8%以内。二是在产业新旧动能转换的大背景下，重庆作为西部地区城市，2019年全市单位GDP能耗为0.41吨标煤/万元，第二产业占比为45.3%，相较于东部地区，如上海市单位GDP能耗为0.34吨标煤/万元，第二产业占比仅为27%，我市仍处于产业结构深化调整的关键时期，工业企业带来的碳排放将使我市实现碳达峰、碳中和目标比东部沿海发达城市面临的压力更大、时间更加紧迫。

从资源状况来看，重庆是典型的山地城市，生态、农业、城镇空间破碎交织，开发与保护的协调难度大。随着成渝地区双城经济圈深入建设，必将带来一批重大项目实施，对生态环境空间产生一定挤压，也给国土空间格局提出了紧凑型、集约型的发展要求。同时重庆是全国8个石漠化严重发生地区之一，水土流失面积占全市总面积的34.8%，在极端气候影响下将加速土地退化和诱发地质灾害，给生态保护修复、国土综合整治任务带来更大压力。

二、实现双碳目标的总体要求

习近平总书记强调，要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局，以经济社会发展全面绿色转型为引领，以能源绿色低碳发展为关键，加快形成节约资源和保护环境的产业结构、生产生活方式、空间格局，坚定不移走生态优先、绿色低碳的高质量发展道路。各级党委和政府要拿出抓铁有痕、踏石留印的劲头，明确时间表、路线图、施工图，确保如期实现碳达峰、碳中和。

为实现双碳目标，应切实推动“五要”措施落地见效：一是要构建清洁低碳安全高效的能源体系。二是要加速产业结构调整优化，推动传统产业优化升级，加快培育发展战略性新兴产业。三是要加快关键核心技术研发创新，加速绿色低碳科技成果转化应用。四是要加大政策、绿色金融支持力度，发挥好市场化机制的促进作用，完善绿色低碳政策和市场化机制。五是要强化国土空间规划和用途管控，巩固提升绿色碳汇能力，大力开发蓝色（海洋）、棕色（土壤）碳汇潜力。

三、地质工作助力双碳目标的作用和途径

（一）重要作用

地质工作是经济社会发展的一项基础性、公益性和战略性工作，是自然资源系统碳达峰碳中和工作的重要组成部分，在推进能源结构转型、提高土壤固碳能力、二氧化碳封存中具有重要作用，在推进全面绿色低碳转型发展方面发挥着重要作用。

碳达峰、碳中和绝不是就碳论碳的事，本质上是发展方式的问题，是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，要坚定不移贯彻新发展理念，坚持系统观念，处理好发展和减排、整体和局部、短期和中长期的关系。气候变化带来的自然扰动不可避免，对自然生态系统和自然资源本身带来重大影响，需要我们用更广视野、更长周期、更系统的观念来考虑“双碳”大背景下自然资源开发利用保护以及地质工作发力的方向和领域，地质工作在碳减排、碳增汇、碳封存等方面大有可为。

（二）主要途径

根据科学理论，实现碳达峰、碳中和有两种途径，一种途径是减少碳排放，另一种途径是利用自然或人为力量直接去除大气中的温室气体。这两种途径都与地球科学研究密切相关，也都是地质工作有必要和有能力主导或参与的主要领域。

1.在推进能源结构转型中利用好页岩气和地热能，助力实现碳减排

重庆是页岩气资源产地，资源丰富，开发潜力大，商业条件好，发展前景广阔。重庆涪陵区有我国首个大型页岩气田（中国石化涪陵页岩气田），涪陵页岩气田累计探明含气面积达824平方千米，累计探明储量近9000亿立方米，占全国页岩气探明储量的34%。开发利用好页岩气对满足我国不断增长的能源需求、优化能源结构、提高能源效率、促进节能减排和促进经济社会发展意义重大。

在当前生态安全和能源资源安全双重压力下，地热能作为一种绿色低碳、可循环利用的可再生自然资源，与其他能源相比，具有储量大、分布广、清洁环保、稳定可靠等特点，是一种现实可行且具有竞争力的清洁能源。最近20年，地下200～3000m深度的常规地热能已进行了深度调查和开发利用，深度小于200m的浅层地热能利用在世界各国发展也较快，而深度在3000～10000m的干热岩仍处于地质调查的初级阶段。作为可再生能源中可利用时间最长的资源，地热能在一年中约有72%的时间可以被利用，是我国能源转型、减碳发展进程中必须大力开发利用的重要能源。

2.在固碳过程中利用好各地质体，助力实现碳增汇

地质体具有多样性，发挥着多元化的碳捕集功能，碳汇实体包括岩石、土壤、海洋、森林、生物体等，直接接触空气捕获，是应对碳达峰、碳中和最经济的途径。岩石圈碳库是地球圈层中最大的碳库，土壤碳库是陆地生态系统碳库的最大组成部分，通过岩溶作用、矿物碳化、土壤固碳等均可产生较短时间尺度的碳汇效应。我国是世界上岩溶面积最大的国家，约占国土面积的1/3，岩溶碳汇对我国具有特殊的重要意义。重庆因特殊的地理条件，是碳酸盐岩发育地区，在岩溶碳汇上具有较大优势。耕地是我国最为普遍，也是受人为管理措施影响最为强烈的土地利用方式，其土壤碳库最为活跃，未来也必将成为碳中和的重要手段。以重庆山清水秀美丽之地的定位，结合当前森林覆盖率超过50%现状和今后发展趋势，森林碳汇将是城市减碳降碳的重要途径。

3.在二氧化碳封存中利用好适宜地质空间，助力实现碳封存

碳封存方式主要包括地质封存、海洋封存等。作为目前唯一能够实现化石能源大规模低碳化利用的减排技术，碳封存是我国实现碳中和目标的重大任务。科技部、国家发改委等预测碳中和时我国应通过碳封存技术每年消除二氧化碳10亿~20亿吨。因此，加强深部特殊地下空间的合理开发利用与保护，重视基础地质学、水文地质学、沉积地质学等学科的综合运用，科学评价深部咸水层等地质储存介质的碳封存潜力，作用重大、影响深远。

四、下步工作建议

（一）充分发挥地质工作在传统能源绿色开发和清洁利用中的支撑作用

能源产业的发展关乎国家现代化进程，特别是传统化石能源在相当一段时期内仍将是我国的主体能源，加大国内煤炭及相关战略矿产的绿色开发与清洁利用，提高资源节约与综合利用水平，助力我国传统能源的清洁利用与低碳化转型。一是探索建立煤炭原位燃烧取能数值模型和物理实验模拟模型，模拟煤炭原位燃烧过程，获取各项技术参数，建立评价体系，评价取能的可行性，为开展工业试验提供依据。二是开展煤炭原位燃烧取能地质选区调查，力争建立一套地质综合评价体系。三是通过开展现场工业试验，实现煤层地下点火成功并持续稳定燃烧，各项试验数据指标达到设计要求，综合评价煤炭原位燃烧取能及碳封存利用的可行性，评价热能采出率、热能发电利用效率、碳封存效果等，并建立示范工程，为工业试验或商业开发煤炭原位燃烧取能及碳封存勘查利用项目的实施提供参考依据。

（二）充分发挥地质工作在清洁能源的探索和开发中的先行作用

地质工作与能源行业密不可分，相辅相成，开发利用清洁能源离不开地质工作的前期支撑。国内国际新能源开发风头正劲，地质工作在开拓新能源开发利用领域至关重要。重庆在地热能、天然气、页岩气、干热岩等方面更是大有可为。一是按照国家新一轮找矿突破战略行动要求，重点围绕天然气、页岩气、煤层气等紧缺战略矿产，结合资源潜力评价结果，开展调（勘）查工作，优选一批找矿靶区，为后续勘查增储及探矿权出让提供科学依据。二是做好地质先行工作，为油气企业开展天然气、页岩气、煤层气等油气资源勘探提供地质支撑，实现天然气增储扩产、页岩气增储倍产、煤层气增储上产，提高能源资源保障能力。三是在地温异常区开展深层地热调查评价工作，圈定可供后续勘查示范靶区，为我市深层地热清洁能源勘查开发利用奠定基础。四是开展清洁能源勘查开发的关键技术研究、油气资源成矿规律研究、深层页岩气预测与精准导向技术研究等地质科学研究，突破勘查开发的技术瓶颈。

（三）充分发挥地质工作在固碳方法创新研究方面的重要作用

中国还处在工业化、城镇化推进过程中，CCS技术链条发展应用水平不一致，对低碳技术、零碳技术、负碳技术等技术创新的需求逐渐增大，清洁能源运输、存储等技术有待突破，碳捕集、碳封存技术有效应用存在巨大挑战。一是在二氧化碳驱油技术和咸水层二氧化碳封存技术上的探索和突破。利用二氧化碳与原油的相互作用，最高能够提高石油开采率7%已上，从而达到原油增产并封存二氧化碳的目的；沉积盆地深部地下空间中，分布有广泛的咸水层，注入咸水层后的二氧化碳会被咸水层上覆的泥质盖层封隔、孔隙束缚，进一步溶解于咸水中或与水、岩石矿物反应而固定下来，该技术目前逐步从小规模示范向大规模的集成项目发展。二是积极开展碳封存区域调查评价、关键技术研究和工程示范等领域研究。目前国内十万吨级工程技术已经成熟，百万吨级规模化地质封存技术可行性与地质安全性有待进一步示范试验。因此在能源化工基地开展区域碳封存潜力评价与靶区优选，在高碳排放源集中区部署专项地质调查，筛选一批适宜场地，尽快实施百万吨级咸水层碳封存工程示范和关键技术研发，对碳捕集与封存规划的实施具有重要意义。

（四）充分发挥地质工作在生态文明建设中的核心作用

强化生态保护修复、提升生态系统碳汇能力，成为地质工作促进“双碳”目标实现的最有效途径。地质工作在山水林田湖草系统治理、矿山复绿、土地综合整治、国土绿化造林、高标准农田建设、农村闲置宅基地复垦、旱改水工程等方面发挥着无可替代的作用。一是围绕即将开展的第三次全国土壤普查工作，通过查清土壤类型和分布规律、土壤资源现状和变化趋势，开展土壤碳汇调查评价和监测，真实准确掌握土壤碳汇潜力，充分发挥土壤碳汇功能。二是积极探索岩溶碳汇、岩石风化碳汇与气候系统之间的相互作用，重点研究人为干预岩溶碳汇的路径。三是开展森林碳汇机理和路径研究。根据不同林龄、立地条件、植被组合类型和覆盖率等，开展植被碳库调查工作，重点研究森林、草地和湿地生态系统的碳汇机理，提出合理的应用路径。

实现双碳目标，是一场广泛而深刻的经济社会变革，绝不是轻轻松松就能实现的。这是一项复杂工程和长期任务，地质工作定能也必将在碳减排、碳增汇、碳封存等方面大有可为，在经济社会绿色低碳转型发展中发挥独特作用。地质工作者将全面认领“双碳”工作任务，明确工作职责，主动作为、积极有为，自觉做到“总书记有号令、中央有决策、地质人见行动”。

（本网站所发布的论文为2023年西部地经网学术年会征集到的论文原稿，以供交流分享，论文的真实性和合法性由作者自行负责。）