實現“雙碳”目標除了能源消費結構變革，能源技術革新，產業結構調整，碳捕集、碳封存等路徑外，更需要自然資源與國土空間治理深度參與
在“無碳未來”的美好愿景下，地下空間開發利用需要進一步轉變發展理念，遵循“生態優先、節約優先、高質量發展”的國土空間規劃原則，聚焦“增加碳匯、降低能耗、減少排放”為目標的開發利用策略
文 | 易榮
2020年9月22日，我國在第75屆聯合國大會一般性辯論上宣布中國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。
“雙碳”目標的實現，需要國家層面精心組織謀劃，更需要社會層面各行各業的深度參與。實現“雙碳”目標除了能源消費結構變革，能源技術革新，產業結構調整，碳捕集、碳封存等路徑外，還需要自然資源與國土空間治理深度參與。
地下空間作為城市建設的新型國土資源與城市發展的戰略性空間資源，具有巨大的資源開發潛力以及獨特的優勢特性，是建設生態低碳型、資源節約型、環境友好型城市的重要場所。
地下空間資源具有雙重屬性優勢
地下空間是城市發展的新型自然資源，也是國家重要的戰略資源，不僅是各類地下空間設施建設的基礎，承載著城市的交通、市政、商業等多種功能，同時也是地下巖土資源、地下可再生能源的重要載體。地下空間具有雙重屬性，城市地下空間資源包括空間資源和地熱資源。
地下空間的雙重屬性決定了其各種開發方式、利用功能和空間形式，與地面空間形成互補、替換和整體關系，解決多種城市矛盾且滿足城市的不同需求。
一方面，由于地下空間資源開發潛力巨大，根據中國地質調查局編制的《城市地質調查總體方案（2017—2025年）》，中國337個地級及以上城市可供開發的地下空間資源量約90億平方米，僅單層應用就可置換地表土地（建設用地）面積約58億平方米，這對緩解城鎮化發展導致的土地資源緊缺，以及堅守耕地紅線功效突出。
另一方面，地下空間被巖石、土壤和地下水介質包圍，并蘊含大量的可再生能源，在溫度、濕度的穩定方面，空間和環境的封閉、隱蔽和防護安全方面，節省能源消耗方面，以及通過地熱資源的開發利用，推動能源消費轉型升級方面，都具有地表空間無法替代的優勢。
實現碳達峰、碳中和有兩種途徑：一種途徑是減少碳排放，如使用可再生清潔能源替代化石能源，以及提高能效等；另一種途徑是利用自然或人為力量直接去除大氣中的溫室氣體，如增加國土綠化面積（自然方式）、利用碳捕集和碳封存技術固定碳。
充分利用地下空間資源的雙重屬性優勢，將適宜于地下空間環境的城市交通、商業、污水處理、垃圾轉運處理、變電站等功能設施地下化，不僅可以置換大量的土地用于城市生態綠地建設，提升城市生態碳匯能力，還可以利用地下空間恒溫性節省溫度調節能耗，利用地熱等清潔能源部分替代化石能源，利用地下空間地質多樣性實現碳儲存等。這對建設綠色生態城市，助力實現“雙碳”戰略目標功效顯著。
北京市通州區碧水污水處理廠的處理設施全部置入地下，有效提升改善了污水處理廠周邊的環境。圖為北京市通州區碧水污水處理廠的工作人員在廠區內巡查（資料照片） 羅曉光攝/本刊
對于城市減排具有重要價值
隨著經濟社會的發展，城鎮化進程加快，城市已成為資源、能源消耗，碳排放（碳耗）的聚集區域，同時也是溫室氣體主要的排放源。
據聯合國人居署統計，全球60%以上的溫室氣體排放來自城市地區。在我國，70%以上碳排放來自城市，其中近三分之一來自大型建筑耗能。開發利用好地下空間，對于城市減排、實現“雙碳”目標具有重要價值。
——增加城市生態綠地，實現碳匯增容。
對于城市而言，綠地生態系統作為城市內唯一的自然碳匯，在維持和改善城市生態環境中發揮著核心作用，是吸收并儲存城市排放二氧化碳的主要貢獻者。但在城市高密度建設與存量發展背景下，用于園林綠化、公園等開闊空間的綠地日益減少。而地下空間的開發利用在解決霧霾與空氣污染、綠地不足與生態環境問題方面大有可為。特別是交通等基礎設施、文娛綜合體等公共場所的下移可以置換出大量的綠地面積，可用于建造城市園林。
——降低能耗、儲碳固碳，緩解城市污染。
相比于地上建筑，地下空間環境單一，較為封閉，溫濕度恒定，可作為交通隧道、工業設施來直接收集尾氣、降低噪音，也可作為儲藏空間，實現節約能源、降低碳排放量，有效地緩解城市環境污染等問題。尤其是在冬夏溫差較大、氣候較為惡劣的城市，地下空間可節省大量的溫度調節能耗。
據計算，交通出行所排放的二氧化碳占城市二氧化碳排放總量的20%～35%。發展地下綠色交通，對于進一步減少在交通方面所產生的二氧化碳排放有明顯效果。
此外，地下空間可基本保持溫濕度常年恒定，地下建筑物能量消耗遠小于地面建筑。以天津市為例，截至2020年，天津市地下空間建筑面積約1500萬平方米，據測算，地下空間的溫度調節作用節省出的能耗約折合標準煤136萬噸，可減少二氧化碳排放340萬噸。同時，地下空間具有封閉性，對儲存水果蔬菜、糧食及石油、危險品、油氣等戰略物資極為有利，且地下冷庫比地面的運行費用低25%～50%。
此外，開發建設地下空間也是未來儲碳固碳的關鍵手段。充分利用地下空間圍巖地質多樣性，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，是今后固碳儲碳的一大技術方向。
有關調查顯示，全國陸域及淺海沉積盆地的深部咸水層、枯竭油氣層和不可采煤層等地層二氧化碳地質儲存潛力為7.5萬億噸，具有廣闊的分布面積和巨大的儲存容量。
未來，地下空間行業規模、技術手段等日益發展完善，必將進一步顯現其在調整能源利用結構和布局中的重要地位。
——通過地下空間開發，發展地下清潔能源。
地熱能源作為地下空間資源的重要組成部分，具有儲量大、分布廣、可持續利用與清潔環保等特點，也是唯一不受天氣、季節變化影響的可再生能源。
我國地熱能資源稟賦良好，包含淺層地熱能，水熱型地熱和干熱巖，資源潛力約占全球總量的8%。大力開發利用地熱能源對調整中國能源結構、加快轉型升級、助力“雙碳”目標的實現具有重要現實意義。
據統計，全國336個地級以上城市80%的土地面積適宜利用淺層地熱能。如北京大興機場地源熱泵系統每年能提取淺層地熱能56.36萬吉焦（GJ），實現大興機場公共區域近250萬平方米辦公場地的供熱和制冷，節省天然氣1735.89立方米，滿足8%的能源總量需求，可減少碳排放1.58萬噸以上，是真正意義上的綠色節能空調系統。
目前，水熱型地熱資源是世界上開采利用的主要地熱能，在取暖、醫療康養、農業種植和工業發電等諸多領域被廣泛應用。在現有技術條件下，高效利用地下熱水資源，每年可節約標準煤7.5億噸，減少二氧化碳排放18億噸。河北雄安新區雄縣利用地下熱水供暖滿足了縣城90%以上的供熱需求，年替代標準煤9萬噸，減排二氧化碳22.5萬噸。
優化地下空間開發策略
在“雙碳”目標愿景下，地下空間開發利用需要進一步轉變發展理念，遵循“生態優先、節約優先、高質量發展”的國土空間規劃原則，聚焦“增加碳匯、降低能耗、減少排放”為目標的開發利用策略。
一是生態優先，開發與保護并重。地下空間作為城市建設新型國土資源和戰略資源，是造福子孫后代的“第四國土”，不能無序開發和浪費。應始終秉持“總體規劃引領，地質調查先行”的規劃理念，通過對城市地質環境進行全面系統調查，在此基礎上開展生態安全、資源承載能力、工程建設適宜性等評價工作，從生態地質環境的角度提出有針對性的地下空間規劃建議。如自然保護區、地下水源地、大型濕地、地下文物埋藏區等城市生態敏感區域，要加強保護，審慎開發建設或禁止開發建設。對地下空間功能設置，要統籌兼顧，合理規劃和利用不同深度的地下空間，如對熱穩定性優良、降耗節能效果明顯的層位，規劃過程中考慮彈性預留，為戰略物資、能源等地下儲存留下寶貴的空間資源。
二是功能協調與提升碳匯結合。城市地下空間資源開發利用應納入法定的城市國土空間總體規劃，實現城市地上地下空間的綜合規劃、統一部署、剛性約束、彈性預留。倡導立體化、層次化、網絡化、系統化的地下空間開發模式，統籌地下空間的平面、豎向功能與地面空間的有機融合，在優先安排市政基礎設施、地下交通、人防、應急防災設施的基礎上，對占地面積大的垃圾處理和轉運站、變電站、污水處理廠、倉儲、雨水調蓄等市政功能設施能地下化盡量地下化，把置換出來的土地用于建設城市生態綠地，提升城市碳匯。
三是工程施工與低碳生態技術融合。未來城市地下空間資源開發利用應強化工程施工技術與低碳生態技術融合發展，加強地源熱泵、自然采光、綠色物流運輸等節能減耗技術在地下空間使用，改善地下空間建設、運行過程中的環境友好性，提升地下空間的品質和節能減排效果。如在綠色地下城市建設中，通過開發利用地層中的高溫地熱進行發電和供暖，或者通過地源熱泵技術提取地層中的低溫地熱能，夏季制冷，冬季供暖，可以大幅減少地下空間對外部能源的依賴。又如通過對地下空間頂部的處理引入室外自然光線或者采用導光管、光導纖維等裝置將自然光導入地下空間，節省大量地下空間照明能源消耗。在城市中心區域，宜大力發展電力驅動地下貨物運輸系統，該系統不僅可實現污染零排放，還可以將原來用于交通運輸部分地表轉變為城市綠化帶，釋放地表空間，改善城市生態環境。
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