作者：曲建升, 陈伟, 曾静静, 孙玉玲, 廖琴, 郭楷模, 秦阿宁, 裴惠娟, 滕飞, 刘燕飞, 岳芳, 刘莉娜, 汤匀, 李岚春

作者单位：中国科学院成都文献情报中心;中国科学院武汉文献情报中心 科技大数据湖北省重点实验室;中国科学院西北生态环境资源研究院 文献情报中心;中国科学院文献情报中心;中国科学院大学 经济与管理学院 

　　实现碳达峰、碳中和是以习近平同志为核心的党中央做出的重大战略决策，将带来经济社会广泛而深刻的系统性变革。科技是支撑碳中和目标的核心驱动力。

文章在梳理碳中和相关概念基础上，分析了发达国家/地区和国际组织碳中和的战略行动和科技布局特点，发现：各主要国家通过立法监管、能源战略、技术路线图、碳市场等政策行动全面推动碳中和目标；在科技方面，重点布局可再生能源、氢能、储能、先进核能、碳捕集利用与封存（CCUS）等变革性绿色低碳技术，抢占未来绿色工业革命科技制高点。文章针对实现碳中和的“减排”和“增汇”两条根本路径，围绕“构建零碳能源体系”“再造低碳产业流程”“生态固碳增汇/负排放”三大方向提出了需要重点布局的14个重要科技问题研究，以引导超过70项关键技术突破。

在分析碳中和国际行动和关键科技问题基础上，围绕加强碳达峰、碳中和行动顶层设计，强化面向碳中和的科技研发体系，建立零碳能源体系和新型电力系统，构建低碳产业体系，前瞻部署生态固碳等负排放技术，以及加强系统性解决方案在碳中和行动中的应用6个方面，提出了加强我国碳中和战略科技布局的建议。

亮点论述：

4 我国碳中和工作的挑战与建议

　　实现碳中和必将带来一场广泛而深刻的经济社会变革。当前，我国需要着重提升支撑碳中和的高水平科技自立自强能力，围绕能源生产与消费革命、工业过程与重点领域/难减排领域低碳转型、生态固碳增汇等方面，加大零碳/负碳颠覆性技术开发和成熟低碳技术在电力、工业、建筑、交通等重点领域应用推广，推动关键技术集成示范并打造系统性解决方案，构建政府、企业、科技界、媒体、公众等立体化的推进参与机制。为此，提出6点对策建议。

　　（1）加快研究制定和完善应对气候变化相关法律，持续加强政府主导、各部门分工负责的碳排放管理体系。目前，关于碳减排相关法律法规建设还处于起步阶段，系统性有待加强；特别是围绕碳减排目标、减排制度、管理体制上需要建立体系化的立法框架，以强化国家碳中和战略的有序深入推进。建议加快研究制定应对气候变化法律，赋予碳达峰、碳中和目标法律约束力，增强相关制度和政策的长期稳健性，保障参与主体的合法权益，强化绿色低碳投资的市场信心。完善现有法律法规体系，如《中华人民共和国大气污染防治法》《中华人民共和国森林法》等，确保其与碳中和目标一致。通过明确政府、行业部门、企业、公民各方责任义务，构建国家统一管理和地方、部门分工负责相结合的碳排放管理体制和工作机制。在法律法规框架下，完善金融、市场、科技相关政策，统筹制定并持续更新国家、区域和各部门的碳达峰、碳中和中长期时间表、路线图和施工图。

　　（2）持续强化面向碳中和的科技研发体系，加快低碳、零碳、负碳前沿科技突破。将高水平科技自立自强置于我国碳中和科技创新的核心，持续强化多部门广泛参与、分工明确、有机协作的碳中和领域科技研发体系。发挥国家科研机构、高水平研究型大学、科技领军企业等国家战略科技力量的不同优势，布局面向碳中和重大科技需求的国家科技创新基地体系，建设一批高水平国家实验室、全国重点实验室、国家工程研究中心、国家技术创新中心等。从碳中和领域研究国际前沿和经济社会发展实际问题中不断凝练重大科学问题，聚焦核心关键技术清单，突破基础理论和技术原理，加快形成前沿基础研究和核心技术攻关的强大合力，建立基础科学、应用研究、产业部署和示范有机联动的碳中和科技研发模式，打造自主可控、国际领先的碳中和核心技术体系。

　　（3）推进能源革命，瞄准建立非化石能源为主的零碳能源结构和以新能源为主体的新型电力系统积极布局。近期内对于存量化石能源，支撑煤电由主体电源向电力保障和调峰的基础性电源转变，化石能源转化利用重心由“碳燃料”向“碳材料”转变。中远期要显著提高非化石能源在能源结构中的比重，优先发展新一代高效低成本可再生能源、安全先进核能系统、新型电化学能源转化与存储等颠覆性零碳能源技术。构建新型电力系统还需大力发展高比例新能源并网消纳、先进电网、多能互补与供需互动、大规模储能、新型电力电子装备、数字技术等关键技术。发展氢/氨燃料、生物能源、低品位余热利用等零碳燃料技术，以满足高品位热能、高能量密度燃料等非电用能需求。最终构建清洁低碳、安全高效、多能融合的现代能源体系。

　　（4）加快构建低碳产业体系，构建变革性智能化绿色生产过程技术体系。制定化工、水泥、钢铁、有色等高耗能和高排放行业发展的绿色低碳转型中长期发展规划，分阶段细化发展目标和重点任务。近中期重点通过电气化应用、燃料/原料替代、高效节能技术，大幅削减工业过程原料反应和化石能源使用造成的碳排放。中远期发展物质能量循环与再利用技术，包括持续发展原生资源高效加工转化、废弃物再资源化技术，加强资源的全生命周期管理与利用，以及在重点领域/难减排领域开展颠覆性零碳/低碳工业流程再造，加强对氢/氨、可再生能源、CCUS等减排技术的综合应用，如氢还原炼铁、绿色化工、生物冶金等。

　　（5）持续推进生态建设，提高自然固碳增汇能力，前瞻部署负排放技术研发与示范工作。近期需完善生态碳储量核算、碳汇能力提升潜力评估等方法体系，持续开展生态保护与修复；中远期加强森林绿碳、海洋蓝碳等固碳增汇技术的研发与推广工作，利用人工干预生物过程和生态工程技术增加土壤、森林、草原、湿地、海洋等碳汇能力，大幅提升生态系统固碳水平。针对实现能源系统净零负排放和抵消难减排产业碳排放的需求，近中期以二氧化碳规模化减排和资源化利用为重点，有序推进CCUS技术在火电、化工、钢铁等产业的全流程融合示范，加强跨行业、跨领域的技术集成；着眼长远前瞻部署生物能源碳捕集与封存（BECCS）、直接空气捕集、矿物碳化、生物炭、地球工程等前沿负排放技术的研发与示范工作。

　　（6）推动全产业链条碳中和技术的集成应用示范，加强系统性解决方案在碳中和行动中的普遍应用。加快打造多能融合综合系统，促进能源化工互补耦合、钢铁化工联产、可再生能源绿氢与煤化工融合发展，协同解决能源转化和工业生产过程的高能耗高排放难题。系统评估碳中和愿景下关键技术跨系统大规模应用的经济-社会-环境-气候-健康综合影响，统筹推进分区域和分部门的低碳、零碳和负碳技术发展。推动人工智能、数字化等新一代信息技术在能源、工业和生态领域的广泛应用。发展碳中和创新战略与决策支撑系统等管理支撑技术，推进系统性解决方案在碳中和行动中的部署应用。

碳中和的概念逻辑图

碳中和工作涉及的重要科技问题