地质工作在能源结构调整中大有可为
2021-02-19 11:40 来源:中国矿业报 编辑:矿材网

 习近平总书记在第75届联合国大会一般性辩论上宣布,中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的措施,二氧化碳排放力争在2030年前达峰,努力争取2060年实现碳中和。2020年中央经济工作会议将“做好碳达峰、碳中和工作”列为我国2021年的重点任务之一。聚焦碳中和也是地质调查实践与研究工作的重要方向。“30/60碳目标”为我国地质工作提供了新的机遇,地质工作必将发挥重要作用。


 “2030年碳达峰、2060年碳中和”目标展现了中国应对气候变化的坚定决心和承诺。2020年12月12日,习近平主席在气候雄心峰会上宣布进一步提高国家自主贡献力度的新目标,到2030年,中国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。


 但目前我国的能源消费结构仍以化石能源为主,2019年高达85%左右。国家统计局最新统计数据显示,2020年我国煤炭消费比重仍占56.7%。截至2020年底,全国风电装机容量2.8亿千瓦、太阳能发电装机容量2.5亿千瓦,距离2030年国家自主贡献目标还有一定差距。我国碳排放总量较高,明显超过欧美。2019年,我国碳排放量占世界总量比重高达28.8%。因此,我国实现“30/60碳目标”迫切需要调整能源结构。


 一、实现碳源减排必须调整能源结构


国家发改委在2021年1月19日举行的新闻发布会上表示,国家发改委将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。未来,发改委将会同各地区各部门大力调整能源结构。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。同时推动能源数字化和智能化发展,加快提升能源产业链智能化水平。


 实现碳源减排,必须调整能源结构,加大低碳能源和无碳能源在能源消费结构中的比例。低碳和无碳能源包括:天然气,氢,地热,核能,水电,属能源(包括电动汽车、风能和太阳能等,其生产过程需要大量的金属矿产原材料),海洋能源(包括潮汐能、海水能、温差能等),生物能源(例如配备CCS的生物能源(BECCS)负排放技术)等。


 二、全球“碳中和”背景下能源结构调整趋势


 世界范围内,根据联合国气候变化框架公约(UNFCCC)秘书处2019年9月的报告,全球已有60个国家承诺到2050年甚至更早实现碳中和。碳达峰与碳中和紧密相连,前者是后者的基础和前提,达峰时间的早晚和峰值的高低直接影响碳中和实现的时长和实现的难度。国际能源署(IEA)在《世界能源展望2020》报告中指出,若全球能源部门到2050年实现碳中和,到2030年未来十年的举措将发挥关键作用;尽管全球经济规模是2006年的两倍,2019年至2030年间,二氧化碳总排放量需要比2010年下降45%左右,一次能源需求下降17%,降至2006年的水平;煤炭需求下降近60%,达到上世纪70年代的水平;可再生能源在全球电力供应中的份额从2019年的27%上升到2030年的60%,电力部门的投资从2019年的7600亿美元增加到2030年的2200亿美元,增长了近3倍,其中超过1/3的投资用于扩建、现代化和数字化电网。英国石油公司BP发布的2020年版《世界能源展望》探讨了到2050年实现碳中和全球能源转型的路径:碳排放下降95%,石油需求降低80%,2050年可再生能源在一次能源中的占比将从2018年的5%增长到碳中和情景的60%、电力在终端能源消费中的占比将从2018年略高于20%的水平,增长到碳中和情景的逾50%。


 低碳能源结构调整呈现以下几个趋势:一是能源系统的去碳化导致电气化水平不断提高,并且新增发电量将越来越依靠可再生能源。二是提高能源效率,以控制能源消费总量。三是降低绿色发电成本,加快可再生能源发电装机容量的建设。四是加强对技术创新的支持,例如天然气结合碳捕捉、利用与封存(CCUS)技术,实现零碳或近零碳发电。正如IEA在《世界能源展望2020》报告中所说,在全球正试图从Covid-19疫情中恢复之际,能源行业所有领域的低碳转型需要同时实现。


 三、地质工作在能源结构调整中能发挥战略作用


 地质工作对于拼好能源结构这个七巧板至关重要。一是地质工作可以夯实物质和能源基础。天然气、地热能等绿色能源开发是地质工作的主战场,地热、天然气等勘探开采技术有必要更好地了解地下深处的流体流动。考虑到地下存在多种流体相、反应性岩石、裂缝和岩石非均质性,地质工作需要进行复杂成像和探测以进行监测和验证。绿色低碳设备如风力涡轮机、太阳能光伏板、锂离子电池等需要大量的金属矿产资源,如锂、钴、石墨稀土、镍、锰等。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,地质工作必将发挥重要作用,了解电动汽车电池和风力涡轮机等所需地质材料的起源和成因,加大勘探与开采力度。二是地质工作可为新能源选址做好地质支撑。实际情况中,地质条件往往不稳定或不可预测,因此需要进行深入的岩土可行性和缓解措施研究,并构成相关经济决策的基础。例如风场和太阳能选址,特别是海上风场选址要充分考虑海床的地质结构和海底深度,进而有利于施工,减少成本并防止地质灾害;还有水电站、管线布设等均对地质环境有特殊要求。地质工作在能源结构调整中的作用举足轻重。在新的历史时期,地质工作大有可为。

(作者单位:中国地质调查局地学文献中心)


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