龐忠和

中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，北京，100029

2020年9月，習(xí)近平主席代表中國(guó)政府向國(guó)際社會(huì)做出了莊嚴(yán)承諾：力爭(zhēng)2030年達(dá)到碳排放峰值，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。這是黨中央作出的重大戰(zhàn)略決策。在這個(gè)決策之后，社會(huì)各界正在投入到這項(xiàng)工作之中。而中國(guó)科學(xué)院學(xué)部，作為國(guó)家科技界的最高智庫(kù)，也在2021年2月8日，啟動(dòng)了中國(guó)科學(xué)院學(xué)部《碳中和》院士咨詢重大項(xiàng)目。由丁仲禮和張濤等專家主編的《碳中和：邏輯體系與技術(shù)需求》一書最近由科學(xué)出版社出版。這本書的主要內(nèi)容就是基于這個(gè)項(xiàng)目的報(bào)告。由于參與項(xiàng)目的專家眾多、層次很高，因而可以說本書是科技界頂層謀劃碳中和的集思廣益的智慧結(jié)晶，也是科技界努力做好碳中和科技工作的一個(gè)集體宣示。

筆者有幸參與了這個(gè)重要的咨詢項(xiàng)目和報(bào)告編寫，從水文地質(zhì)和地?zé)岬刭|(zhì)角度提出了咨詢調(diào)研建議，研究收入書中相關(guān)部分。應(yīng)《地質(zhì)論評(píng)》編輯部之邀，現(xiàn)就專著中所涉及的地學(xué)相關(guān)內(nèi)容嘗試談一些個(gè)人的想法。為了便于理解和記憶，我用5個(gè)數(shù)字來分享看法。

一是技術(shù)為王。碳中和是基于碳基化石能源的長(zhǎng)期過度利用導(dǎo)致大氣二氧化碳濃度過高和氣溫上升而提出來的，其核心是“棄碳”，因而，是對(duì)碳為主體的能源體系的一次革命。在電力方面，太陽能等非碳能源將成為主體，氫能將成為主要的燃料，地?zé)崮軐⑻峁└嗟目芍苯永玫那鍧崯崮堋＿@些非碳能源目前的占比只有15%，如要提高其比例，主要靠政策和技術(shù)。進(jìn)而言之，如果像核聚變這樣的高密度能源生產(chǎn)技術(shù)取得顛覆性突破的話，未來的能源供應(yīng)就會(huì)以核能為主了。這個(gè)咨詢項(xiàng)目聚焦在技術(shù)需求上并較全面地列出了實(shí)現(xiàn)碳中和需要研發(fā)的技術(shù)需求清單，體現(xiàn)了把科技進(jìn)步放在優(yōu)先位置的準(zhǔn)確定位。地?zé)崮芘c太陽能相比，都是低密度能源，但是，發(fā)展?jié)摿ι细饔星?，未來多種能源互補(bǔ)的空間比較大。

二是雙碳目標(biāo)。在我國(guó)剛剛完成第一個(gè)百年奮斗目標(biāo)，開啟第二個(gè)百年目標(biāo)新征程的時(shí)候，我們需要在現(xiàn)代化實(shí)現(xiàn)之前達(dá)到二氧化碳排放的峰值并開始下降。本書明確指出，作為最大的發(fā)展中國(guó)家，我國(guó)實(shí)現(xiàn)這個(gè)宏偉目標(biāo)時(shí)間緊、壓力大、任務(wù)重。但是，我國(guó)在保障自身發(fā)展權(quán)益的同時(shí)，展現(xiàn)了大國(guó)擔(dān)當(dāng)。在這個(gè)意義上強(qiáng)調(diào)生態(tài)固碳優(yōu)先是十分明智的，因?yàn)檫@個(gè)是我們本來就要做的事情，符合生態(tài)文明建設(shè)目標(biāo)和“兩山論”的要求。把減碳目標(biāo)和生態(tài)文明目標(biāo)有機(jī)結(jié)合起來，是個(gè)雙贏的選擇。土地利用優(yōu)化和高效率治水是兩個(gè)必要抓手。水文地質(zhì)工作可以發(fā)揮更大的作用。

三是三端發(fā)力。能源生產(chǎn)端、能源消費(fèi)端、人為固碳端，是減碳工程所涉及的社會(huì)方面。除此之外，實(shí)際上還有監(jiān)測(cè)評(píng)估和監(jiān)管技術(shù)。在這個(gè)體系之外，是政策保障、金融支撐和國(guó)際合作。前面的3個(gè)方面，的確是核心技術(shù)和產(chǎn)業(yè)。筆者為了自己學(xué)習(xí)方便，嘗試將其歸納為9個(gè)任務(wù)，即：能源生產(chǎn)端有非碳電力、熱力和燃料3大任務(wù)；能源消費(fèi)端有節(jié)能、減排和低碳生活；固碳端有生態(tài)、化工和地質(zhì)封存。對(duì)上述任務(wù)，書中梳理了技術(shù)需求清單，介紹了技術(shù)等內(nèi)涵、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。展現(xiàn)了生產(chǎn)端的新型電力系統(tǒng)、消費(fèi)端的減碳技術(shù)、固碳端的生態(tài)系統(tǒng)固碳增匯技術(shù)和地質(zhì)封存技術(shù)。二氧化碳地質(zhì)封存是前所未有的深部地質(zhì)工程，對(duì)于水文地質(zhì)、沉積地質(zhì)、巖土力學(xué)等地學(xué)專業(yè)的需求是比較大的。

四是四階段進(jìn)程。從現(xiàn)在算起到2060年實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，還有40年的時(shí)間。書中把每十年作為一個(gè)階段來預(yù)測(cè)發(fā)展水平和完成度。這其中2030年僅剩下8年時(shí)間，而目標(biāo)是碳排放達(dá)到峰值。原則上講，這之后就不能再上升了，否則就不是達(dá)峰了。我國(guó)單位GDP能耗比世界平均水平高50%，進(jìn)步空間很大。因此，依靠新型節(jié)能技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗應(yīng)該是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰的首選途徑。2050年是我國(guó)實(shí)現(xiàn)社會(huì)主義現(xiàn)代化的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，比碳中和早10年。四階段的進(jìn)程給人以緊迫感和使命感。

五是五大非碳能源。太陽能、風(fēng)能、水能、地?zé)崮?、核能是非碳能源中的大戶。在走向碳中和的道路上與我們同行，尤其重要。書中為了方便，都?xì)w類在發(fā)電技術(shù)中加以介紹。不過事實(shí)上，地?zé)崮苌a(chǎn)熱力的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出發(fā)電的能力。我國(guó)地?zé)崮芄┡娣e已經(jīng)達(dá)到14億m2，位居世界第一。增長(zhǎng)速度很快。歐洲國(guó)家統(tǒng)計(jì)的能源消費(fèi)中，建筑用熱占到社會(huì)總能耗的50%。我國(guó)目前的比例是20%，今后其比例也會(huì)隨著現(xiàn)代化進(jìn)程而不斷提高。這是地?zé)崮艹掷m(xù)不斷地增加其對(duì)碳中和貢獻(xiàn)的主要途徑。在書中第112～114頁有具體介紹。

全書分為6章，共約50萬字。署名作者和審者就有好幾十位。這本碳中和研究的權(quán)威著作，為碳中和建設(shè)提供了科學(xué)指引，以通俗易懂的語言敘述前沿的科學(xué)技術(shù)知識(shí)，適合于高中以上文化程度的讀者閱讀。

筆者近年來有幸參與了有關(guān)碳中和科技需求的多個(gè)專題咨詢項(xiàng)目或者調(diào)研會(huì)議，關(guān)注地?zé)崮荛_發(fā)利用對(duì)于能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的作用以及二氧化碳地質(zhì)利用與封存固碳技術(shù)對(duì)碳中和的實(shí)質(zhì)性作用。特介紹和推薦本書。