地质能源及资源在碳中和进程中的关键作用和重要意义

邓旭   姚亚明

序言

碳中和是一个系统工程，需要上中下游一体化、各行各业同步化、开发利用科学化，做到了这三化，才能够全面、安全、持久，达到绿色、合理、高效的目的。这样说是不是不讲重点了，非也！一定要突出重点。我认为：重要的是能源的清洁化、清洁能源开发，这是碳中和的源头和重点！再就是制造过程的低耗高效化、减少排碳，这是碳中和的过程和关键！还有就是能源的利用中的能源节约、避免浪费，这是碳中和的管理和核心！

实现碳中和的根本目的还是要社会发展、人民幸福！因此，不能够产生误会，既要立足现实、更要科技创新，拿出百倍、千倍的干劲。从源头抓起，抓好清洁能源的勘探和开发；从过程做起，做好制造过程的低耗能和高效率；从利用管起，管好来之不易能源的节约、避免浪费。在这三项重点、核心当中，我认为清洁能源的勘探开发又是重中之重。与此同时，清洁能源种类较多，有群雄并起的局面，那么有没有一个重点呢；或者说现阶段的重点能源是什么？为此，我从地质工作的角度谈谈碳中和。而在谈之前，先说一下能源及其分类

一、能源

能源是国民经济的命脉，人们每天的生产、生活各项活动都离不开能源，尤其是在当今社会，能源的意义显得更为重要，已经成为与空气、水、粮食并列的四大资源要素。回望历史，人类社会每一次大的进步，都与能源革命有不可分割的关系。薪柴能源，带来了农耕文明；煤炭能源，开创了工业革命时代；石油能源，促进了现代社会文明；天然气、太阳能、风能等能源，则引领了当代绿色文明。当然，还有煤、油、气时代的电力清洁能源，都给我们生活带来了较为深刻的变化。可以说，我们生活的地球越来越离不开能源，当然，我们生活的地球也为我们提供有各式各样的能源。

说到这里，人们不仅要问，无论是煤炭，石油、天然气，还是水电、核电，拟或是太阳能、风力发电，还有生物制油，这些都是能源，那么是如何划分的，他们之间是什么关系？分别是哪些用途？未来主流能源会是谁呢？

能源就是向自然界提供能量转化的物质，能源是人类活动的物质基础，具体讲就是指可产生各种能量(如热量、电能、光能和机械能等)或可做功的物质的统称。在某种意义上讲，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界，能源的发展，能源和环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。

“能源”这一术语，过去人们谈论得很少，正是两次石油危机使它成了人们议论的热点。能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础。自工业革命以来，能源安全问题就开始出现。在全球经济高速发展的今天，国际能源安全已上升到了国家的高度，各国都制定了以能源供应安全为核心的能源政策。在此后的二十多年里，在稳定能源供应的支持下，世界经济规模取得了较大增长。但是，人类在享受能源带来的经济发展、科技进步等利益的同时，也遇到一系列无法避免的能源安全挑战，能源短缺、资源争夺以及过度使用能源造成的环境污染等问题威胁着人类的生存与发展。

二、能源成因分类

从形成本身来讲：主要有三种，一种是来自地球本身，如：来自于地球深部的无机成因的天然气；地球本身产生的地热；地球成矿作用形成的铀矿，是核能发电的原料，地球表面的地形起伏，为水力发电创造了条件；一种是来自宇宙其他星球，如太阳能、潮汐能等；还有一种是其他星球与地球共同作用的结果，则如化石能源，包括煤炭、石油、天然气，是生物遗体埋藏后经历物理、化学作用形成，生物能源，如沼气、生物制油等，则是生物直接转化而来。因为生物生长是离不开太阳的。目前，通常将能源分为三个大类：即常规能源、非常规能源和新能源。

三、为什么要从地质角度来分析碳中和

从以上能源及其分类，大家可以看出，常规能源——煤、石油、天然气，是地质能源；非常规能源——煤层气、页岩油气、致密油气、天然气水合物、油砂、油页岩、沥青等，是地质能源；新能源——核能，需要地质人员找到铀矿等；——太阳能，需要单晶硅、多晶硅，这里的硅需要地质人员找到高纯石英吧；——地热，本身也是地质能源。包括下一步储能的石墨烯，需要地质人员找到优质石墨矿；锂、镍电池，需要找到锂、镍矿吧。就是大家说的最终能源——氢能，在一定程度上，需要在煤、油、气里面提取。经过这个大致分析，我想大家应该了解地质工作在实现碳中和上的作用和意义了吧！

现在提倡新能源、清洁能源，这个非常正确，也是将来发展的必然趋势。但是，不要忘了，天然气也是清洁能源，包括常规天然气、页岩气、煤层气、天然气水合物也叫可燃冰。而这个很容易让人忽略。另外，你说石油就产生污染，我看不能简单地说吧，现在一提就是电动汽车，那么我问这个电动汽车与汽有关系吗？显然没有，那么为啥叫电动汽车。须知道，汽车之所以叫汽车，是因为当初是蒸汽机作动力的。虽然后来改烧汽油，但还是这个汽字。

再看看前段时间煤炭价格大涨，甚至涨到2000元/吨，有些省市还拉闸限电，这个问题，我后面还要专门来说。那么，关键时候用煤来顶上，把煤作为压舱石，你说对煤公平吗？不需要的时候，煤炭污染严重，煤矿还容易出事故；而需要的时候，则是说我国的能源禀赋是富煤、贫油、少气。当然，随着页岩气、页岩油的大规模发现和开采，贫油、少气这几个字可能会修改。

还有一个因素应该引起大家的注意，就是电不是一次能源，属于二次能源。说下步电气化，我觉得不妥，因为早都电气化了，下步应该是以电为主的智能化时代。

四、应该充分发挥煤、油、气的综合效应

煤炭、石油等能源，它们实际上还具有更多的职能，除了当作能源外，还是重要的化工原料。一是煤炭、石油的清洁化利用，比如制成气；二是将其更多的进行化工生产；三是把它们当作提取新能源氢的主要原料。因此，下步要将煤炭、石油从纯能源概念中脱离出来，发挥它们的综合效应。

什么事综合效应，就是煤、油、气出了作为能源这一重要功能外，还有许多的功能。比方说作为重要的化工原料，生产出的塑料、合成纤维、合成橡胶、合成洗涤剂、化肥、农药等；制得的润滑油、石蜡、沥青等。尤其是煤，下不要大力发展煤制油、煤制气、煤化工。从煤、石油里面提取氢是一个非常好的途径。

既是煤直接发电，我认为也不能一概而论地彻底退出，考虑没有考虑过，对现有煤发电设备的改进和更新，使其少排放、多发电。有没有这个可能，我认为是有的。

能源开发生产、材料设备制造，以及能源利用等所有环节都会产生二氧化碳排放，不然也不会提二氧化碳封存了。大家可能也都知道，除了地表以外，地下封存是个非常好的场所。将捕集到的二氧化碳输送到地下煤层中、页岩层中，可以置换甲烷，利用岩石更喜好吸附二氧化碳的原理，提高煤层气、页岩气的产量，同时封存二氧化碳。还有纯封存二氧化碳的，将二氧化碳注入到已经枯竭的油气田、煤矿采空区、溶解的盐矿等，进行永久封存。还可以，在枯竭的油田，将天然气注入地下，在用气高峰时将天然气抽出来，进行调峰。

因此，煤炭、石油行业，尤其是煤炭行业，怎么抓紧进行转型，变被动为主动。这还关系到这么大的产业大军的人员稳定问题。

五、储能技术的研究和突破

多余的石油、天然气，我们已经开建了储油库、储气库。在用量低的时候将它们储集起来，在用量高的时候，再将它们调出来。

那么多余的风电、太阳能电储存。目前来说，大功率场合一般采用铅酸蓄电池，小功率场合也可以采用可反复充电的干电池：如镍氢电池，锂离子电池等。还有电感器储能、电容器储能等。除了这些来储存（这个量目前有限）外，我们要研制出更加快速、高效、特别是成规模的储电技术。还要研制如何将白天的太阳能储集起来，如何将夏季的太阳能储集起来！

现在势头发展较猛的地热能，由于其资源量巨大、可再生、零污染、又稳定，广受喜爱。特别是浅层地热能，不太受地质条件限制，但是温度不太够，可否考虑用风电、光伏，在夜间进行中高温加热。当然，除了光伏，也还有光热，直接产生热，用于人们取暖和生活用水。

下步应该是多能并进、战国争雄的时代。天然气、可燃冰、地热能，风能、太阳能、生物质能，这些低碳（天然气、可燃冰）甚至零碳、清洁、资源量大、可循环（地热能，风能、太阳能、生物质能）的能源，作为今后发展的主力军，从国家到地方，从政策到税收，从人才培养到科学管理等方方面面都要优先考虑。核电、水电，在保持绝对安全、不影响生态等前提下，合理向前推进。

如果说核心，我认为是天然气、太阳能、风力发电三剑齐发，煤、石油、水电、核电、地热、生物质油紧紧跟上。

结论

当前双碳（碳达峰、碳中和）目标下：

1、大规模开发利用清洁能源是关键（源头）；2、能源高效利用和节约能源是基础（过程）；3、二氧化碳利用和封存（固碳）是方向（途径）；4、经济绿色发展与环境达标是目的（结果）。

我觉得要搞好继承和发展的关系：1、常规能源（煤、油、气）清洁化；2、非常规能源（页岩气、煤层气、可燃冰）规模化；3、新能源（风电、光伏、水电、核电、生物质油等，以及地热）扩大化。

经济既要高质量发展，生态环境也要高质量保护！