城鄉(xiāng)規(guī)劃師|關于自然資源管理促進碳中和的思考

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2030年前碳達峰，2060年前碳中和，是統(tǒng)籌國內經(jīng)濟社會發(fā)展與全球應對氣候變化協(xié)同共贏的重大戰(zhàn)略。

碳中和的基本邏輯是通過碳減排和碳清除與捕獲(自然和人工手段)達到二氧化碳排放量等于消除量的數(shù)量平衡。所謂碳減排，就是通過提高自然資源利用效率、利用新能源新材料礦產、完善能源資源配置和治理結構等減少二氧化碳的排放量。碳清除與捕獲實質是從大氣中吸收、匯集、清除、固定并利用二氧化碳的運行過程，使二氧化碳重返生物圈、巖石圈、水文圈和土壤圈。這些都需要經(jīng)濟、社會、資源、生態(tài)和應對氣候變化協(xié)同治理，也需要自然資源管理和國土空間治理的深度、廣泛參與。

未來十年碳排放總量仍將持續(xù)增長，自然擾動不可避免，誘發(fā)的各類自然災害與自然資源治理息息相關——

自然資源治理如何應對自然擾動?

我國力爭于2030年前二氧化碳排放達到峰值，意味著未來十年我國碳排放量仍將持續(xù)增長，必然會影響氣候變化，進而帶來的自然擾動不可避免，這些誘發(fā)的自然災害問題對自然生態(tài)系統(tǒng)和自然資源本身產生重大影響，并給自然資源管理帶來挑戰(zhàn)。

加速地質災害形成和孕育，易造成重大生命財產損失。氣候變化常常作為外力因子加速地質災害發(fā)育過程。地質災害原本具有自身規(guī)律，但極端氣候往往誘發(fā)新的地質災害。地質災害相較氣候變化具有滯后性，不會立即在地質體上反映出來，需用長遠眼光預測發(fā)展趨勢，這給地質災害防治研究提供了空間。

極端氣候條件造成土地退化，對國家糧食安全產生威脅。降水強度變化、氣溫變化、海平面變化等都可能改變耕地質量、加劇土地退化。同時，采伐森林、圍湖造田、建設用地擴張等土地利用變化是僅次于化石燃料的碳排放來源。推進國土低碳利用，控制開發(fā)強度，不僅有助于實現(xiàn)主體功能區(qū)戰(zhàn)略，也有助于降低碳排放產生的不利影響。

全球變暖林草生長規(guī)律打破，動物棲息環(huán)境變化。由于全球變暖，植物生長周期變化，進而影響動物的食物鏈和遷徙規(guī)律，并可能導致某些物種滅絕。此外，由于森林地帶變得更干燥，世界各地的森林大火出現(xiàn)的頻次更多、影響的區(qū)域也更廣。氣候變化給林草資源管理和野生動植物保護帶來新的視角，需要用更廣尺度、更長周期、更系統(tǒng)的觀念來考慮自然生態(tài)問題。

碳排放導致海洋酸化加劇，海洋生物資源生存條件惡化。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會評估報告顯示，海洋吸收了1/4的人造二氧化碳和90%以上的溫室氣體熱量。但與此同時，也導致海洋酸化加劇，海洋生物的種屬、生命周期都會發(fā)生相應的演變;還會加速海洋生物鈣化，導致海螺、珊瑚等面臨被海水溶解的風險。海洋生物的生存環(huán)境變得越來越嚴峻，要積極探尋海洋資源利用、海洋生態(tài)保護和碳中和目標間的平衡路徑。

引起河流徑流量、降水變化，影響水資源供需和水質。氣候變化帶來全球范圍內的冰川退縮，影響徑流和下游的水資源水質，全世界200條大河中近1/3的河流徑流量減少。我國青藏高原冰川退縮加劇了江河源區(qū)徑流量變化的不穩(wěn)定性，20世紀中葉以來，我國東部主要河流徑流量不同程度減少，海河和黃河徑流量減幅尤其明顯。必須從長周期考慮中國的水問題，做好水資源調查評價與監(jiān)測，科學合理的取水、用水，維護國家水資源安全。

以化石能源為主的能源資源消費總量仍不斷攀升，消費結構不合理，減少碳排放總量必須從源頭上抓起——

如何用好資源能源實現(xiàn)減排?

作為世界工廠，在經(jīng)濟高速發(fā)展、產業(yè)鏈日趨完善、加工制造能力與日俱增的同時，我國對能源資源的消耗不斷增長、碳排放量不斷攀升，雖然近年碳排放增速放緩，但總量仍然巨大。

設計碳中和實踐路徑，首先需分析碳源。從三產來看，2000年以來，我國一產能源消費比重下降較為明顯，二產能源消費始終占據(jù)主導地位，三產能源消費比重上漲。工業(yè)是我國能源消費的主體，工業(yè)能源利用效率對能源消費強度影響最為直觀。從經(jīng)濟部門來看，2018年我國二氧化碳排放主要源自電力/熱力生產業(yè)(51%)、工業(yè)(28%)和交通運輸業(yè)(10%)，三者合計占比89%。電力仍以燃煤為主，交通運輸業(yè)則主要依靠汽油/柴油燃燒動力，而工業(yè)高能耗產品的制造過程中，煤、原油、天然氣仍是主要動力來源。目前我國的能源結構中，作為碳排放主要來源的化石能源(煤、石油、天然氣)仍占絕對主導。截至2020年底，我國電力結構中“一煤獨大”的現(xiàn)狀仍然極為突出，能源消費減排空間巨大。

電力部門脫碳是實現(xiàn)碳中和的第一位要務。從資源利用的清潔程度、可開發(fā)性能、安全性能、可再生性能等要素考慮，可將發(fā)電能源可大致分為煤炭、次優(yōu)能源(原油、天然氣、水電、核電)、優(yōu)質清潔能源(風能、太陽能、生物質能)三類。未來電力部門脫碳的整體趨勢可概括為：煤炭發(fā)電持續(xù)削減，風力、光伏發(fā)電持續(xù)擴張，次優(yōu)能源穩(wěn)定支持，生物質作為補充力量。我國自2005年后，煤炭發(fā)電占比開始下降，風力、光伏與天然氣發(fā)電占比開始提升，但制約風力、光伏發(fā)電廣泛替代火電依然存在瓶頸。如，風力、光伏資源與負荷地理分布錯配，陸地風力、光伏資源聚集在西北地區(qū)，而電力負荷集中在東部沿海，需要在國土空間統(tǒng)籌布局。

提升能源資源利用效率是實現(xiàn)碳減排的主要抓手。強化技術創(chuàng)新理念，加強全過程節(jié)能管理。積極發(fā)揮能源科技的功能，加強風能、潮汐能、太陽能等可再生能源技術創(chuàng)新，大力開拓可再生能源市場，促進清潔能源的產業(yè)化發(fā)展。調整和優(yōu)化產業(yè)結構，提高能源資源的利用效率，促進低能耗產業(yè)的發(fā)展。堅持節(jié)約優(yōu)先，加強重點用能單位在用地用礦用海等方面的強度監(jiān)管，嚴格執(zhí)行能耗地耗限額標準。建立企業(yè)能源資源使用管理體系，利用信息化、數(shù)字化和智能化技術加強能源資源耗用的控制和監(jiān)管。加快發(fā)展服務業(yè)和戰(zhàn)略性新興產業(yè)，優(yōu)化能源、經(jīng)濟、環(huán)境系統(tǒng)，重點突破能源高效和分級梯級利用和安全處置、資源回收和循環(huán)利用、智能電網(wǎng)等關鍵技術和裝備，實施節(jié)能減排重點工程。

加強新能源的資源保障是實現(xiàn)碳減排的重要發(fā)力點。加強鋰、鈷、鎳、銅、鉑和稀土供應等關鍵礦物的資源安全保障。國際能源署表示，隨著世界走向清潔能源的未來，電池和生產氫氣的電解槽是最重要的兩項技術，預計未來對關鍵礦物的需求會激增。以氫為例，氫被譽為未來世界能源架構的核心、最潔凈的燃料。通過風電、光伏等可再生能源制氫，不僅能夠實現(xiàn)“零碳排放”，獲得真正潔凈的“綠氫”，還能夠將間歇、不穩(wěn)定的可再生能源轉化儲存為化學能，促進新能源電力的消化，由此帶來的生態(tài)環(huán)境效益和經(jīng)濟效益是難以估量的。

碳清除與捕獲是實現(xiàn)碳中和的重要路徑，地質多樣性和生物多樣性是重要基礎——

人工與自然兩種路徑如何相得益彰?

根據(jù)利用路徑和方式不同，碳中和大致分為碳捕獲與利用、大氣中的二氧化碳清除和碳捕獲與儲存三種。

地質多樣性是碳捕獲與儲存的關鍵。碳捕獲與儲存技術發(fā)揮著減少排放和實現(xiàn)碳清除的雙重功能，且安全可靠。根據(jù)碳儲存位置的不同，碳儲存方式也呈現(xiàn)多元化和多功能性，主要包括地質儲存、碳酸鹽巖礦風化碳匯、生物圈和水文圈等儲存。碳儲存位置決定了儲碳穩(wěn)定性能，如地質儲碳，是將二氧化碳捕集、運輸并注入至地下地質結構或通過礦化作用封存于巖石之中，使排出的碳重回地圈儲存。中國地質調查局評價表明，全國陸域及淺海沉積盆地的深部咸水層、枯竭油氣藏和不可采煤層等地二氧化碳地質儲存潛力為7.5萬億噸。目前二氧化碳地質儲存已突破鉆探、灌注、采樣和監(jiān)測等技術難題，形成一整套國際領先、相對成熟的工程技術。此外，地質儲存促進二氧化碳驅采油技術研究尚處起步階段;二氧化碳強化天然氣、頁巖氣、鹵水開采等技術也處于基礎研究階段。雖然碳捕獲與儲存技術相對成熟，但一直面臨高成本、高能耗的挑戰(zhàn)，法律法規(guī)、產業(yè)部署和標準體系尚待完善。

生物多樣性是二氧化碳清除的基礎。二氧化碳清除技術是實現(xiàn)碳中和的主要保障，其中人工方式主要是碳捕獲與儲存、生物質能、碳礦化三種，兼具碳捕獲與利用和碳捕獲與儲存部分功能。自然方式主要是碳匯。自然界中的土地(壤)、海洋、森林、草原、生物體、巖石(硅酸鹽礦物)等都可作為碳匯實體，均具備一定的碳匯功能和儲存能力，這也是應對碳達峰、碳中和最經(jīng)濟的途徑，但也存在大規(guī)?；亓鞯酱髿馊Φ娘L險。其中陸地生態(tài)系統(tǒng)中，森林作為全球最大的儲碳庫，活林材每立方米每年可吸收和固定1.83噸二氧化碳，碳儲量約占39%~40%，成本僅是技術減排的20%。草地占33%~34%，且草碳匯潛力巨大，通過整治恢復、種草、草畜平衡等方式每年可新增碳匯約40億噸~60億噸。海洋生態(tài)系統(tǒng)碳匯中，紅樹林、海草床和鹽沼均能夠捕獲和儲存大量的碳。自然生態(tài)數(shù)量、質量、結構和分布的調查核算評價和監(jiān)測預警有廣闊空間。

碳捕獲與利用是二氧化碳清除的重要補充。碳捕獲與利用可減少碳排放并捕集發(fā)電和工業(yè)化石燃料產生的90%的二氧化碳，又能通過二氧化碳利用產出具有經(jīng)濟價值的產品。捕集途徑強調系統(tǒng)治理，包括化石能源產生的廢氣、工業(yè)過程和以土地為主的生物利用以及結合碳儲存的直接空氣捕集等。碳捕獲與利用技術是自然資源系統(tǒng)治理的必然趨勢。自然資源系統(tǒng)觀和國土空間整體觀是碳捕獲與利用的前提，系統(tǒng)和源頭治理及綜合利用是碳捕獲與利用的本質要求。

碳捕獲與利用方式突出節(jié)約集約與綜合利用，包括二氧化碳衍生化工產品、二氧化碳衍生燃料、生物質能、巖石風化、林業(yè)技術、土壤固碳和生物炭等10余種。這些捕集利用方式需發(fā)揮自然資源管理“兩統(tǒng)一”職責優(yōu)勢，搶占碳領域科技高地，逐步夯實我國在碳科技領域理論基礎和技術儲備，并重點探索新能源、儲能、氫能、碳捕獲與利用封存等零碳技術的商業(yè)化應用和市場化運營范式，為支撐保障碳中和落實落地提供“自然資源+”方案。

自然資源治理是碳中和的重要組成部分，其參與方式和程度影響碳中和的實現(xiàn)路徑與效能——

三大結構如何優(yōu)化力促碳中和?

要以國土空間為載體，將碳中和引入自然資源管理之中。將碳中和總體思路放在生態(tài)文明建設中，統(tǒng)籌考慮地質多樣性、生物多樣性、生態(tài)多樣性、氣候多樣性。將碳中和實現(xiàn)路徑放在國土空間規(guī)劃中，統(tǒng)籌考慮優(yōu)化煤炭產能規(guī)模、生產布局和綠色開發(fā)，解決海陸風力、光伏資源與電力負荷錯配等問題。發(fā)揮自然資源配置對于減碳和清除的核心載體功能，

更加注重空間結構的綜合治理、系統(tǒng)治理、源頭治理，有效發(fā)揮自然資源管理措施的系統(tǒng)性整體性協(xié)同性。碳中和目標實現(xiàn)依賴能源結構、資源結構、國土空間結構的優(yōu)化。

推進能源資源利用結構的轉型升級。提升能源礦產資源保障，促進能源體系清潔低碳發(fā)展，提升鈾、鋰、鈷、氫等能源資源保障程度，促進核電、光伏、風電等新能源產業(yè)發(fā)展。推進工業(yè)和能源領域提高能效、降低能耗，降低單位GDP能源消耗量，減少二氧化碳排放。優(yōu)化能源結構，加強清潔能源發(fā)展，大力發(fā)展氫能、核能、生物質能等清潔能源，提高光伏、風力、水力發(fā)電量，充分利用波浪能、潮汐能，降低傳統(tǒng)化石能源在能源結構中的比例，研發(fā)清潔煤炭技術，減少二氧化碳排放和提高資源利用效率。

充分利用地質多樣性和多功能性。充分利用碳捕集的多功能性和地圈存儲的無上限性，加強直接接觸空氣捕獲、二氧化碳礦化和配備碳捕獲和封存的生物質能等基礎方法推廣應用。加強深部特殊地下空間的合理開發(fā)利用與保護，重視地質學、水文地質學、儲層地質學等學科的綜合運用，科學評價深部咸水層、油田、氣田和煤層等地質儲存介質的潛力。創(chuàng)新二氧化碳地質儲存技術方法體系，擴大二氧化碳地質儲存選址實踐，積極開展典型地區(qū)二氧化碳地質儲存示范工程。

發(fā)揮國土空間促進碳中和的載體功能。發(fā)揮國土空間的載體作用，以優(yōu)化空間布局和國土綜合治理促進碳增匯和碳減排。加強土地利用碳排放過程關鍵點的政策干預，引導低碳產業(yè)合理布局，推進土地利用在數(shù)量結構和空間布局兩方面低碳優(yōu)化。處理好資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護之間的關系，降低礦產資源開發(fā)的外部性影響，促進礦業(yè)綠色發(fā)展。充分發(fā)揮林草資源生態(tài)固碳的能力，統(tǒng)籌考慮生態(tài)安全與糧食安全兩方面問題，提高森林植被和土壤碳儲量。不斷優(yōu)化火、水、風、光、核電國土空間布局，促進一次能源資源利用結構重心逐漸向風力、光伏等清潔能源轉移。

提升自然生態(tài)系統(tǒng)的固碳能力。加強生態(tài)保護修復和國土綠化，培育森林草原資源，增強草原、綠地、湖泊、濕地等自然生態(tài)系統(tǒng)固碳能力。繼續(xù)大規(guī)模開展國土綠化行動，全面保護天然林，努力提升森林蓄積量。通過山水林田湖草綜合修復治理，擴大植被覆蓋面積，增加森林碳儲量，防止多余的碳向大氣排放。適度退耕還林、退耕還草，加強森林經(jīng)營和森林撫育，發(fā)展固碳林，充分發(fā)揮森林碳匯在應對氣候變化中的作用。

發(fā)揮海洋重要碳匯聚集地功能。利用海洋的固碳作用，發(fā)展海洋低碳技術，大力發(fā)展海洋物理固碳、深海封儲固碳、海洋生物固碳、海濱濕地固碳，增加海洋的碳匯能力。從自然資源治理的角度看，應高度重視海岸生態(tài)系統(tǒng)捕獲和儲存大量碳的作用，加強濱海濕地修復工作。加強紅樹林保護和修復，提高紅樹林覆蓋面積，提升紅樹林的碳匯能力。推進針對海草床的保護修復工程，恢復物種多樣性。開展濱海鹽沼的生態(tài)保護修復，恢復鹽沼生態(tài)系統(tǒng)原有結構和功能。

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