我們生活的地球為何能維持宜居性？正是因為以碳循環為核心的“自調節系統”在發揮作用。但隨著生命系統和人類活動出現，碳循環系統受到非常大的擾動，引起氣候和生態系統的顯著變化。當前，氣候變化正逐步成為各國政府、科學界、社會公眾關注的焦點，我國也積極采取行動應對氣候變化，并提出碳達峰碳中和目標愿景。

 

2023年12月23日，中國科學院院士、國家自然科學基金委地學部主任郭正堂在由人力資源社會保障部和中國氣象局共同主辦的專家創新大講堂上，分析了“雙碳”目標下面臨的種種挑戰，并提出要發揮地球科學學科作用，助力“雙碳”目標實現。

 

實現“雙碳”目標，我國還面臨諸如化石能源占比高、高碳產業結構、經濟高速增長和高質量經濟轉型齊頭并進、從碳達峰到碳中和的時間短、技術創新能力仍需提高等挑戰和問題。郭正堂認為，在基礎理論、能源-產業結構、減排-固碳-增匯技術、“雙碳”路徑、觀測與數值模擬等五方面，急需發揮地球科學學科作用。

 

在氣候變化和碳循環領域，仍有一系列基礎理論問題尚未被根本解決，而這些基礎理論問題意義重大，是當前氣候變化、碳循環理論的基本框架和邏輯起點，是保障氣候環境安全、優化“雙碳”路徑必須考慮的問題，是國際談判、國際規則制定的科學依據。郭正堂指出，當前，氣候系統對二氧化碳的敏感度尚屬科學難題，未來碳排放空間估算仍有較大的不確定性，氣候變化和碳循環如何互饋、二氧化碳增加背景下未來氣候走向能否真正確定、極端氣候事件的類型和成因等尚需進一步研究，“關注這些科學問題，可助力破解基礎科學難題。”

 

能源結構轉型是實現“雙碳”目標的核心。但目前對地學清潔能源與地質儲能問題的認識和研究在系統性、精準性上仍需進一步深化。以地熱能為例，有學者估計我國地熱資源占全球地熱資源總量的六分之一，然而我們對淺層地熱能如何增效、中層地熱能如何規模化利用、深層地熱能如何開發利用等問題的理論研究還不夠，技術瓶頸還有待突破，亟待開展巖石圈-環境相互作用等相關研究。

 

地球科學能為“雙碳”目標作出巨大貢獻的另一個領域則是地質-生態系統固碳。我國在油田驅油驅氣方面頗有成效，但二氧化碳地質封存的基礎研究仍有待加強。郭正堂表示，“不應只把固碳作為碳中和的保底措施，低成本固碳可以形成產業；加強地質-生態碳匯研究可有效降低產業升級的成本。”

 

對于我國如何更好地實現“雙碳”目標，郭正堂強調，因地制宜是關鍵。他建議，至少應從全球、全國以及區域三個層面綜合考慮“雙碳”路徑研究，結合數值模擬與決策支持系統走中國的“雙碳”之路。