为了碳中和，地球科学能做什么？

2021-06-26          发布：

 为了碳中和，地球科学能做什么？

 蔡克勤

 2021.6.26

 中国政府向国际社会承诺力争要在2060年前实现碳中和，这个时间尺度就这么短，减排低碳的主要途径是人类减少使用化石能源。英国力主开发海上风电，声称即将退出燃煤发电；德国计划2030年前全面去煤；美国也承诺2035年电力100%使用可再生能源。这种国际环境下，中国作为负责任的大国，无疑再大的困难，我们也要实现碳中和的目标。

 青海省70万平方公里的面积，现有人口达602万，在清洁能源的发展上给我们做出了示范。据有关资料，2017年100%可再生能源只能用3天，2018年达到一周（7天），2019年是一个月（30天），2020年是103天。青海经济体量在全国是一般的，但发展速度给了我们一个启示：只要目标明确，中国水电、风电、光伏发电、生物质能、地热能利用等多途径发力，我们有信心不断推进节能减排的绿色发展，并达到碳中和的目标。随着科学技术的进步，现在综合的太阳能光伏发电的成本已是0.22元/度。现在大家明白了一件事，即人类要的是电能，并不需要绝对依赖化石能源发电。实现碳中和的目标对中国来说，无疑是一项艰巨和伟大的历史使命。

 地球系统科学在国家空间发展规划中是一门基础科学，比如胡焕庸线的西北广大地区风能、光能资源充裕，大西南水电潜力依然很大；东南部是我国经济重心；人口密度高，经济总量大，沿海适宜发展核电和海洋风电。有些地区适宜地热能和生物质能源。我国有党和政府的坚强领导，有政策试点到全面总结经验教训，上升为政策指导的高效治国理政能力。因此，应用地球系统科学做好空间规划是一项基础性的大事。习近平主席的“两山理论”，要求我们加快生态地质环境调查，更有重要的现实迫切性。党的十九届五中全会提出要把碳达峰、碳中和纳入中国生态文明建设整体布局，进入了以降碳为重点的发展战略新阶段，推动减污、降碳、增效作为促进经济社会发展全面绿色转型的总抓手。人类文明的每一次重大进步和历史转型都伴随着能源利用的优化和更替，绿色化、智能化、数字化是人类历史前进的方向。

 碳是自然界最普遍的元素之一，也是地球上形成生命的核心元素，碳中和的理念是将人类生态环境中生产和制造出来的二氧化碳中和掉，实现自然界碳循环的基本平衡。化石能源自工业革命以来为人类社会经济发展是有大贡献的，但发达国家200多年来，无限制利用和大量排放CO₂导致温室效应严重。根据碳在大气中的半衰期，从工业革命开始的1750年到2050年，预计将有2万亿吨的CO₂排放到地球上空，已成为影响人类生存质量的威胁了。化石能源排放的CO₂可能占到80%以上。因此，改变我国的能源结构，发展可再生能源十分迫切。同时，目前还不可能完全放弃化石能源，必须进一步依靠科技在降污、减碳、储碳、增效等领域继续做出努力。煤、石油，天然气（页岩油气）除燃烧发电外，都是人类重要的化工原料。我们强调绿色可再生能源并不是封杀化石能源，随科技进步这些资源的利用方式（将来有可能制备“绿氢”的原料）和产品仍将是人类需要的。

在发展可再生能源领域，不仅选址等需要工程地质知识，其装备制造也离不开矿产资源，光伏玻璃就需要大量的高纯硅，智能化设备中离不开高纯硅的芯片，以及石墨烯等。风电、核电、航空、航天材料等都需有相应的矿产材料，在节能环保技术领域发展更为迅速，所需矿产资源不仅是铁、铜、铝等大量矿产，稀土稀有分散元素成为重要的关键矿产资源。为此，新时代要突现矿产资源的自然、经济、环境的三重属性，在“两山理论”指导下，选择好资源、环境、生态协调发展的科学模式，我国矿产资源供应的经济性和国际竞争力，已成为自然资源综合管理面临的关键问题。

 2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，已是当前最热的话题。这是新时代一场治国理政的大考，更是各行业、各学科需要拿出行动路线图来的时候，全国上下都要作为党中央下达的重大战略任务对待，地球科学领域更要先行一步。