碳中和1+N之路分析

2021年国务院发布的《关于完整准确全面贯彻新发展理念,做好碳达峰碳中和工作的意见》和《2030年前碳达峰行动方案》是对我国“碳达峰碳中和”工作的系统谋划和总体部署。“1”是实现碳达峰目标与碳中和愿景的指导性文件。“N”代表不同行业、不同领域,共同出台一系列指导性的政策和方案。这是一个庞大而复杂的工程,在中央顶层设计政策“1+N”的引领下,实现“碳达峰、碳中和”的目标。     

陆地生态系统碳汇在实现“双碳”目标中的作用和建议

2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和(简称“双碳”)是我国对国际社会的庄严承诺,已被纳入生态文明建设的总体布局。生态系统碳汇是实现“双碳”目标的重要手段,也是林业和草原实现高质量发展的必然要求。国际有关机构对全球森林、草地和湿地生态系统的碳储量和碳循环进行了评估。自1990年以来,附件一国家(指《联合国气候变化框架公约》附件一列出的经济合作发展组织中所有发达国家和经济转型国家)对本国的碳排放和碳汇进行估算,编制了年度温室气体清单; 我国也编制了5次国家温室气体清单。这些工作对我国开展应对气候变化的研究提供了基础。提出了如下建议: 在编制“双碳” 路线图和时间表时,既要考虑我国生态系统碳汇与能源和工业领域碳排放在区域空间分布和时间维度上的差异性,也要考虑生态系统同时所具有的碳汇和碳排放的特殊性; 生态系统碳汇是碳达峰的非选项,是碳中和的必选项; 生态系统碳汇要遵循国家实现“双碳”目标的基本原则,要将生态系统碳汇作为国家生态建设和保护工程的主要目标,提高碳汇计量和监测能力,完善市场和融资机制。     

碳中和背景下大气科学碳氮循环研究前沿问题与建议

碳循环不断受到气候变化、大气CO2浓度、人类活动和氮循环等多种因素的共同影响。然而, 未来以"碳达峰和碳中和"为目标的排放情景下, 中国陆地生态系统碳汇潜力仍然存在很大的不确定性, 影响了实现双碳目标的碳减排和碳增汇相关政策的制定和实施。厘清大气科学中关于碳氮循环演变研究有关科学认识将会为中国碳达峰和碳中和的实现提供有力地科学支撑。文章回顾了国内外大气科学中碳氮循环研究的基础和现状, 分析了当前气候变化、大气CO2升高、碳氮循环相互作用的关键过程和人类活动对地球系统碳氮循环研究的影响。其中, 氮营养元素对碳循环的影响充分表明生物固氮和大气氮沉降等过程对碳汇有重要影响, 可以减少地球系统模式中碳汇模拟的不确定性; 此外, 由于气候变化是气候系统对外强迫的快变响应和慢变响应的综合结果, 在大气科学中有必要区分快变响应和慢变响应对中国碳汇的影响, 分析人为碳排放清零后中国陆地生态系统碳汇潜力和固碳速率的变化; 最后, 在此基础上获得相应的启示并给出了未来的策略建议, 以期为国家碳中和战略顺利实施提供参考与借鉴。     

“双碳”背景下我国地下煤火防治技术研究进展

煤炭作为我国主体能源的地位短期内难以改变,在“双碳”目标政策背景下,降低煤炭消费总量及其生产、消费过程中的碳排放强度是实现“双碳”目标的必然选择。地下煤火对资源、环境、经济等造成严重的影响,同时燃烧过程中产生大量CO₂,新时期高效开展煤火防治显得尤为重要。煤火防治是一项复杂的系统工程,为了给地下煤火防治提供决策参考,阐述了目前常用于防治地下煤火的注浆、阻化剂、惰气、胶体等技术的机理、研究进展及优缺点,单一防治技术均有一定的局限性和适用性,今后应重点加强新型灭火技术研发及综合应用、灭火材料、灭火工程设备等方面的攻关研究,不断提高防火技术的有效性、适应性和经济性,以达到保障煤矿安全生产、保护生态环境及早日实现碳中和战略目标。     

地理学视角下“双碳”研究：主题、成效及展望

实现“双碳”战略目标的科学基础主要在于深入且系统地理解地球环境系统和人类经济系统之间的相互作用关系。作为以人地系统为主要研究对象的地理学,在“双碳”研究及成果服务中发挥了重要作用。基于“学科分支—数据方法—研究对象—成果贡献”的思路,对2000年以来中国主流地理学期刊及学者发表的“双碳”文献进行回顾和总结后发现：(1)不同地理分支学科下“双碳”研究主题呈现多样性的特点,自然地理学侧重研究人为及自然碳源碳汇变化,人文地理学侧重分析碳排放时空分异格局及形成机理,信息地理学侧重构建高时空分辨率碳数据集及开发空间分析工具;(2)碳核算方法包括排放系数法、实际测量法和遥感估算法等,其数据源主要包括社会经济统计数据、遥感卫星监测数据以及新型地理感知数据等,地学分析模型主要用于描述碳源碳汇空间分布模式,预测空间过程及结果;(3)地理学视角下“双碳”研究对象分为空间对象和活动对象,前者关注微观、中观和宏观等不同尺度碳源碳汇的空间特征及规律,后者关注能源、工业、农业、土地利用变化及林业等活动产生的碳源碳汇的地理分布;(4)地理学对“双碳”的成果贡献出口主要包括地理空间分异规律的空间差异化低碳治理、“经济...     

地球科学与碳中和：现状与发展方向

碳中和是当前世界关注的热点,地球科学可以在其中发挥很大的作用。在国际上,政府间气候变化专门委员会、国际能源署、能源转型委员会,以及在国家层面,政策咨询小组已就CO_2减排可能的实现方式提出了一系列模型和预测情景,表明要实现碳中和,电将代替化石燃料成为全球能源的主要载体。在全球迫切需要减排的背景下,地球科学为实现《巴黎协定》气候目标提供地质解决方案至关重要,主要科学问题涉及:储热与地热;干热岩;水电储能;压缩空气储能;核能;碳捕集与储存;氢经济;能源转型需要的矿产原材料。这就需要地球科学:一是对岩石进行地球化学和地质体的岩石力学特征描述,以便在可能开展脱碳的地区储存CO_2和建立绿色能源系统;二是进一步揭示电动汽车电池和风力涡轮机等所需矿产资源的起源和成因;三是从小型实验室尺度扩大到试点、工业化和商业化全尺度规模;四是要了解公众对地下脱碳技术的态度,保证项目安全性。碳中和目标为地球科学研究提供了新的机遇,未来发展需要从多方面提供支持;提高对地球科学在实现脱碳方面关键作用的认识,并发展技术,打造产业链,实现可持续发展。     

增强硅酸盐岩风化——“碳中和”之新路径

自工业革命以来,人类活动向大气排放了大量的CO₂,使得全球地表温度快速上升,为应对全球变暖,人类有必要大规模应用负排放技术。增强硅酸盐岩风化是一种基于地球化学原理的负排放技术,该技术旨在通过向农田或森林中添加硅酸盐岩粉末,加速硅酸盐岩的化学风化过程,以在较短时间内固定更多的大气CO₂。中国玄武岩储量丰富且分布广泛,并有大量未利用的矿山尾矿和碱性硅酸盐废料,因此通过增强硅酸盐岩风化去除大气CO₂的潜力很大。研究结果显示中国每年可通过增强硅酸盐岩风化去除0.13～0.80 Gt CO₂,有助于我国“碳中和”目标的实现,但目前增强硅酸盐岩风化仍面临诸多问题。结合国内外研究进展,总结了增强硅酸盐岩风化主要的应用效果和影响因素,对我国应用增强硅酸盐岩风化的潜力进行了分析,并从技术、经济、安全、社会和政策5个方面探讨了我国应用增强硅酸盐岩风化面临的主要问题。针对目前研究的热点与不足,对增强硅酸盐岩风化固碳量的计算及其应用的潜在危害性等需要重点关注的内容和面临的挑战进行了展望。     

区域综合地质调查助力乡村振兴的关键内容、战略路径与未来对策

区域综合地质调查是助力乡村振兴的基础性工作和重要技术支撑。本研究基于地质视角解读乡村振兴,围绕乡村人地安全、产业发展、地质文化、环境保护等方面进行剖析,提出地质灾害调查、工程地质评价、水文地质调查、农业地质调查、旅游地质遗迹调查等区域综合地质调查助力乡村振兴的关键内容;为提高助力效率效果,需做好项目顶层设计、制定乡村地区区域地质调查技术要求等标准、构建服务地方工作机制、开展系统人才培训培养等战略路径。未来乡村发展中,应进一步解决区域统筹部署与重点发展村镇选择、综合地质调查与乡村规划建设空间尺度匹配、综合地质调查和纵向专业性调查配合使用、工程地质评价与乡村地下空间集约利用、地质文化村建设与乡村规划建设衔接等问题,不断提高区域综合地质调查技术方法的服务能力,为乡村可持续振兴提供解决思路和方案。     

区域综合地质调查助力乡村振兴的关键内容、战略路径与未来对策

区域综合地质调查是助力乡村振兴的基础性工作和重要技术支撑。本研究基于地质视角解读乡村振兴,围绕乡村人地安全、产业发展、地质文化、环境保护等方面进行剖析,提出地质灾害调查、工程地质评价、水文地质调查、农业地质调查、旅游地质遗迹调查等区域综合地质调查助力乡村振兴的关键内容;为提高助力效率效果,需做好项目顶层设计、制定乡村地区区域地质调查技术要求等标准、构建服务地方工作机制、开展系统人才培训培养等战略路径。未来乡村发展中,应进一步解决区域统筹部署与重点发展村镇选择、综合地质调查与乡村规划建设空间尺度匹配、综合地质调查和纵向专业性调查配合使用、工程地质评价与乡村地下空间集约利用、地质文化村建设与乡村规划建设衔接等问题,不断提高区域综合地质调查技术方法的服务能力,为乡村可持续振兴提供解决思路和方案。     

碳中和背景下云南非常规天然气的开发利用前景

通过对云南省内页岩气、煤层气、浅层生物气等资源条件和省内外非常规天然气发展现状及前景的分析,页岩气资源潜力达24.75×10⁸m³,煤层气资源潜力5351.97×10⁸m³,浅层生物气主要保存在全省200多个新近系陆相沉积盆地中。目前,云南省内页岩气、煤层气、浅层生物气等均获得了一定的突破,但整体勘探开发进展缓慢,亟需快速推动,为碳中和背景下的云南省经济发展提供能源保障。     

双碳背景下我国煤炭资源勘查开发布局研究

随着双碳背景下国家能源结构调整和生态文明建设的要求,本文从保障国家主体能源安全和优化煤炭资源勘查开发布局的角度考虑,阐述了中国煤炭资源分布特点及勘查开发现状;从坚持集约与协调发展、改革与创新发展、绿色与清洁发展的基本原则出发,分析了新时期煤炭资源勘查目标：加强大型煤炭基地资源勘查、推进新增煤层气资源储量、加快煤系矿产资源勘查;从资源禀赋、开发强度、市场区位、环境容量、输送通道等方面出发,阐述了14个大型煤炭基地开发布局方向及建设规模,同时要加快煤层气的开发利用。研究成果对未来一段时期煤炭资源勘查开发及煤炭工业高质量发展具有重要的指导意义。     

双碳背景下我国煤炭资源勘查开发布局研究

随着双碳背景下国家能源结构调整和生态文明建设的要求,本文从保障国家主体能源安全和优化煤炭资源勘查开发布局的角度考虑,阐述了中国煤炭资源分布特点及勘查开发现状;从坚持集约与协调发展、改革与创新发展、绿色与清洁发展的基本原则出发,分析了新时期煤炭资源勘查目标：加强大型煤炭基地资源勘查、推进新增煤层气资源储量、加快煤系矿产资源勘查;从资源禀赋、开发强度、市场区位、环境容量、输送通道等方面出发,阐述了14个大型煤炭基地开发布局方向及建设规模,同时要加快煤层气的开发利用。研究成果对未来一段时期煤炭资源勘查开发及煤炭工业高质量发展具有重要的指导意义。     

Major contribution to carbon neutrality by China’s geosciences and geological technologies

In the context of global climate change, geosciences provide an important geological solution to achieve the goal of carbon neutrality, China’s geosciences and geological technologies can play an important role in solving the problem of carbon neutrality. This paper discusses the main problems, opportunities, and challenges that can be solved by the participation of geosciences in carbon neutrality, as well as China’s response to them. The main scientific problems involved and the geological work carried out mainly fall into three categories: (1) Carbon emission reduction technology (natural gas hydrate, geothermal, hot dry rock, nuclear energy, hydropower, wind energy, solar energy, hydrogen energy); (2) carbon sequestration technology (carbon capture and storage, underground space utilization); (3) key minerals needed to support carbon neutralization (raw materials for energy transformation, carbon reduction technology). Therefore, geosciences and geological technologies are needed: First, actively participate in the development of green energy such as natural gas, geothermal energy, hydropower, hot dry rock, and key energy minerals, and develop exploration and exploitation technologies such as geothermal energy and natural gas; the second is to do a good job in geological support for new energy site selection, carry out an in-depth study on geotechnical feasibility and mitigation measures, and form the basis of relevant economic decisions to reduce costs and prevent geological disasters; the third is to develop and coordinate relevant departments of geosciences, organize and carry out strategic research on natural resources, carry out theoretical system research on global climate change and other issues under the guidance of earth system science theory, and coordinate frontier scientific information and advanced technological tools of various disciplines. The goal of carbon neutrality provides new opportunities and challenges for geosciences research. In the future, it is necessary to provide theoretical and technical support from various aspects, enhance the ability of climate adaptation, and support the realization of the goal of carbon peaking and carbon neutrality.     

数字地质调查系统在以工程环境为重点的 区域地质调查中的应用

针对1：25万阿坝县幅区域地质调查修测中涉及的南水北调西线一期工程区的工程与环境地质调查问题．运用数字地质调查系统对该区域进行了数字填图。对数字地质调查系统运用的可行性、有效性及适用性进行了探讨．初步建立了适宜于以工程与环境为侧重点的数字区域地质调查工作的流程与方法。     

数字地质调查系统在1∶25万区域地质调查 修测中的应用

对数字地质调查系统在1：257万补力太幅、四子王旗幅区调修测项目中的应用情况进行了讨论,结合1：25万区调修测的实际情况,把数字填图的核心PRB过程划分了6个阶段。强调了修测图幅对前人资料运用的重要性,提出了收集、录入前人资料的过程及应注意的问题。介绍了野外地质路线、剖面的采集过程和数据整理过程,指出了整理过程中存在的问题及解决方法。     

Carbon peak and carbon neutrality in China: Goals,implementation path and prospects

Climate change is a common problem in human society. The Chinese government promises to peak carbon dioxide emissions by 2030 and strives to achieve carbon neutralization by 2060. The proposal of the goal of carbon peak and carbon neutralization has led China into the era of climate economy and set off a green change with both opportunities and challenges. On the basis of expounding the objectives and specific connotation of China’s carbon peak and carbon neutralization, this paper systematically discusses the main implementation path and the prospect of China’s carbon peak and carbon neutralization. China’s path to realizing carbon neutralization includes four directions: (1) in terms of carbon dioxide emission control: energy transformation path, energy conservation, and emission reduction path; (2) for increasing carbon sink: carbon capture, utilization, and storage path, ecological governance, and land greening path; (3) in key technology development: zero-carbon utilization, coal new energy coupling, carbon capture utilization and storage (CCUS), energy storage technology and other key technology paths required to achieve carbon peak and carbon neutralization; (4) from the angle of policy development: Formulate legal guarantees for the government to promote the carbon trading market; Formulate carbon emission standards for enterprises and increase publicity and education for individuals and society. Based on practicing the goal and path of carbon peak and carbon neutralization, China will vigorously develop low carbon and circular economy and promote green and high-quality economic development; speed up to enter the era of fossil resources and promoting energy transformation; accelerate the integrated innovation of green and low-carbon technologies and promote carbon neutrality.©2021 China Geology Editorial Office.     

二氧化碳地质储存的主要环境问题及研究进展

CO2地质储存是缓解温室效应的有效手段之一.在CO2地质储存工程实施过程中可能引起断裂、地震、淡水含水层污染等地质灾害问题,对人类和生态环境造成危害.本文系统阐述CO2地质储存过程中造成的环境地质问题及其成因机制,并从风险评价、监测预警、应急补救等角度提出了具体防治措施,对CO2地质储存技术的安全性评估及工程实施项目管理具有重要的实际意义.     

当代世界地质调查工作发展趋势

20世纪80年代以来，经济全球化的发展、高新技术的广泛应用、世界人口的迅速增长和环境问题的日益严峻，对地质调查工作产生了巨大的冲击，地质调查的驱动机制、主要任务和工作内容、技术手段、服务意识等都发生了很大的变化。总体趋势为：需求驱动——地质调查工作的驱动机制由传统的供给驱动型向需求驱动型转变；领域拓宽——地质调查的研究领域不断拓展，从以寻找、发现矿产资源为主的矿产资源型转变为兼顾资源与环境保护、灾害减轻的资源与环境并重的社会型；技术先导——地质调查的技术手段发生了根本性变化，地质调查传统的“老三件”正逐渐被“新三件”所替代；服务优先——地质调查的服务意识不断增强。