地下空間開發利用可以與交通碳減排、人工碳匯、建筑碳減排、能源的綠色轉型“組團”，為實現碳達峰碳中和提供解決方案。

錢七虎

中國工程院院士、陸軍工程大學教授

“現在城市的交通擁堵還很普遍，帶來的交通污染怎么解決？其中一個辦法是把貨運轉到地下去，建設城市的地下智慧物流運輸系統。這個系統如果建成，人們購買任何商品都只需要點一下鼠標，所購商品就像自來水一樣通過地下管道很快‘流入’居住小區的自動提貨柜……”

近日，在江蘇省科協主辦的2021年江蘇科技論壇的報告中，國家最高科學技術獎獲得者、中國工程院院士、陸軍工程大學教授錢七虎用這番暢想，分享地下空間開發利用與交通碳減排的遠景。

錢七虎認為，地下空間開發利用可以與交通碳減排、人工碳匯、建筑碳減排、能源的綠色轉型“組團”，為實現碳達峰碳中和（以下簡稱雙碳）提供解決方案。

能源變革要循序漸進

中國工程院院士、上海交通大學碳中和發展研究院院長黃震建議，要從供給側和需求側探索電力零碳化、燃料零碳化、再電氣化、智慧化、高效化等方面，促進能源變革。

中國科學院院士、西安交通大學教授郭烈錦則建議，以大規模低成本清潔發電制氫、二氧化碳還原與碳高值化循環利用，構建五位一體的能源體系。

“當前，中國二氧化碳排放的最大來源是化石能源的燃燒。”作為深耕能源領域幾十年的資深從業者，國家能源集團科學技術研究院有限公司副總經理朱法華認為：“控制二氧化碳排放，首當其沖的是要控制煤炭消費。中國煤炭約一半用于燃燒發電，減少電力行業的煤炭消費是減少二氧化碳排放的有效手段，但中國富煤貧油少氣的資源稟賦，使得電力行業很難離開煤炭。”

“面向碳中和的能源變革，要循序漸進，先立后破，先把新能源為主的新型電力系統建立起來，再逐漸減少化石能源比例。作為保障型能源，化石能源還會繼續為國民經濟作貢獻，當然也要達到零碳的排放。”中國工程院院士、上海交通大學碳中和發展研究院院長黃震認為，迎接能源變革，需要同時在能源供給側和需求側推進革命。

“重中之重是電力的脫碳和零碳化。”黃震解釋，電力脫碳與零碳化，核心是構建以新能源為主體的新型電力系統。對此，德國的經驗或有借鑒意義。

此前，德國宣布將在2022年全面棄核，2038年前關閉所有煤電廠，2050年構建全部100%采用可再生能源的用能體系。

德國在推進可再生能源發展中立法先行，建立起遍布全國的分布式光伏發電、風電、生物質發電及儲能機組；通過基于大數據的電力供給側和需求側的預測與管理，以及基于互聯網的電力交易和服務平臺，有效促進可再生能源消納，提高電網的供需平衡。在德國，高比例的可再生能源已使常規火電從基荷電力轉變為調峰電力，成功實現了能源結構轉型。

“市場化的電價、電力系統的調節、基于互聯網的電力交易等都是值得我們借鑒的。”黃震說。

可再生能源制取助力零碳化

電力的脫碳和零碳化，離不開燃料零碳化。燃料零碳化是以太陽能、風能等可再生能源為主要能量制取可再生燃料，包括氫、氨和合成燃料等。

郭烈錦認為，發展大規模低成本的可再生能源的轉化存儲技術大有可為。

“例如，太陽能光/熱耦合制氫及碳氫燃料，以水為基，構建光/熱催化耦合制氫、制碳氫燃料的碳氫循環，實現太陽能到燃料化學能的能量與物質的耦合轉化。”郭烈錦解釋。

碳中和是一場綠色革命，如果沒有顛覆性、變革性的技術突破，不可能實現碳中和，黃震認為，助推能源利用高效化、再電氣化、智慧化也勢在必行。

黃震認為，在加速零碳電力供給的基礎上，加快工業、建筑、交通等領域的再電氣化，是提高能源利用效率、實現能源利用脫碳和零碳的重要途徑。而如何通過互聯網、物聯網、人工智能、大數據、云技術等信息與控制技術，將人、能源設備及系統、能源服務互聯互通，使電源、電網、負荷和能源存儲深度協同，也值得深思。

將碳“圍剿”在城市地下空間

“要實現‘雙碳’目標，一定要聚焦城市。”錢七虎說，有數據顯示，全球碳排放的三分之二或者四分之三來自城市，而中國三線以上城市總面積占到了國土面積的1/6。全球變暖的罪魁禍首是碳排放，應對之策是碳減排與碳匯。

錢七虎解釋，碳匯有生態碳匯和人工碳匯。生態碳匯是發展綠水青山的生態建設。而人工碳匯可以利用地下空間的封閉性、穩定性等優勢，把捕捉到的二氧化碳永久封存地下。

如果說地下空間是尚待開發的固碳“潛力股”，對建筑業和交通業的綠色轉型，地下空間同樣大有可為。

錢七虎表示，交通的碳減排有兩個途徑：“一個是零碳燃料，最好用氫，但是氫要解決運輸和儲存的問題。另一個是交通轉地下，用電動交通，不用直接燃料的交通，發展地鐵為主的城市地下軌道交通、地下低真空高速磁懸浮的城際交通、發展地下物流系統。當然，光有軌道交通不夠，還要有城市地下快速路系統，發揮私家車‘門對門’的優勢。”