【双碳】的实现是中国可一连生长的一定选择
现在 ，我国石油和自然气对外依存度已经划分凌驾了 70%和 40%。在目今重大的国际形势下 ，油气供应清静已经成为我国经济清静和国家清静的重中之重。“能源的饭碗必需端在自己手里” ，就必需降低对外洋油气的依赖。我国是天下上可再生能源资源最为富厚的国家之一 ，鼎力大举生长可再生能源等非化石能源生产和使用手艺（例如 ，可再生能源电力代油、绿氢代油、生物质制油等实现油气替换） ，是包管我国能源清静的最可靠手段 ，是能源强国的主要标记 ，也是实现“双碳”目的的一定选择。
《中共中央 国务院关于完整准确周全贯彻新生长理念做好碳达峰碳中和事情的意见》中明确提出 ，推进经济社会生长周全绿色转型 ，加速构建清洁低碳清静高效能源系统 ，提升城乡建设绿色低碳生长质量 ，一连牢靠提升碳汇能力。实验“双碳”目的是破解资源情形约束突出问题 ，推动经济结构转型升级实现可一连生长 ，增进人与自然协调共生 ，以及推进生态文明建设、落真相形治理和生态修复的国家战略；是建设漂亮中国的现实和久远需求。
作为天下上最大的能源生产国和消耗国 ，中国起劲加入全球应对天气转变事情行动 ，推动了《团结国天气转变框架条约》《京都议定书》《巴黎协定》等一系列条约的告竣和生效。中国实现碳中和关于天下应对天气转变行动具有决议性意义。“双碳”目的意味着作为生齿最多的国家将完玉成球最高的碳排放降幅 ，彰显中国起劲应对天气转变 ，推动构建人类运气配合体的大国继续。
实现“双碳”目的是一项弘大而重大的系统工程 ，是一场普遍而深刻的社会厘革 ，涉及能源生产、工业用能、交通运输等国民经济支柱的各个领域 ，面临着降碳幅度大、调解时间短、知足要求的可用手艺少等一系列挑战。
中国能源结构中化石能源占绝对主导职位。2020年中国能源消耗中煤炭占 61% ，石油占 22% ，自然气占 9% ，可再生及核能占 8%；从消耗端来看 ，工业占 65%（工业用能 56%+工业质料 9%） ，修建占 19% ，交通占 16%（图 1）。在相同发热量情形下 ，煤、石油、自然气燃烧爆发的二氧化碳（CO2）比例大致为 10 : 8 : 6。由此可以估算出中国煤炭、石油、自然气燃烧使用爆发的碳排放量比例大致为 11 : 3 : 1。
2030年前实现碳达峰 ，意味着中国要在不到 8年的时间里 ，起源建设清洁低碳、清静高效的能源系统 ，工业结构调解取得重大希望 ，一大批厘革性绿色低碳手艺最先规；乒阌τ ，重点耗能行业能源使用效率抵达国际先进水平 ，重点领域低碳生长模式基本形成；2060年实现碳中和 ，要求我国非化石能源比例由现在的 20%上升到 80%。中国从碳达峰到碳中和的时间只有 30年左右 ，与蓬勃国家相比 ，时间大幅缩短。这关于中国这个天下最大能源消耗国家 ，是一个重大挑战？萍剂⒁焓墙饩稣庖幌盗形侍獾慕沟阋 ，对“双碳”目的实现应起到焦点的支持引领作用。
当人为碳排放量即是人为固碳量与自然碳汇量之和时 ，就实现了碳中和（图 2）。2021年中国科学院（简称“中科院”）学部启动了“中国碳中和框架蹊径图研究”重大咨询项目 ，提出了实现碳中和需要在能源生产端、能源消耗端、固碳端“三端发力”的总思绪。能源生产端 ，要降低化石能源消耗 ，生长非澳门所有娱乐源替换化石能源发电、制氢 ，构建新型能源供应系统；能源消耗端 ，实现电力、氢能、太阳能等非澳门所有娱乐源对化石能源消耗的替换；固碳端 ，主要是通过生态建设、土壤固碳、碳封存与使用等工程去除不得不排放的 CO2。
2018年中科院提出了构建多能融合能源新系统的理念。实现“双碳”目的要从源头上降低碳排放 ，其中最主要的途径就是降低化石能源消耗总量。可是 ，降低化石能源消耗不可以牺牲经济社会生长、牺牲国家能源清静和工业链清静为价钱 ，必需通盘思量先立后破。在鼎力大举生长可再生能源、核能等新能源的同时 ，注重新能源与现有能源和工业系统的无缝链接 ，建设多能融合的能源生产和使用新系统。实现“双碳”目的的历程也是低碳/零澳门所有娱乐源对高澳门所有娱乐源的逐步替换历程。以包管经济社会稳步生长为基础 ，以实验“双碳”战略为目的 ，系统思量能源生产与消耗 ，团结中国国情 ，生长以化石能源清洁高效使用与耦合替换、清洁能源规模应用与多能互补、工业流程低碳再造、交通修建智能化多能融合为主线 ，以氢能、储能、甲醇为要害平台的多能融合低澳门所有娱乐源生产与使用新模式（图 3） ，支持清洁低碳、清静高效的能源新系统和绿色低碳循环生长的经济系统的构建。
中国化石资源中煤炭占 90%以上。“富煤贫油少气”资源禀赋决议了中国以煤为主的能源结构短期内无法改变。
煤炭是我国最可靠、最经济的能源资源 ，特殊是在目今重大的国际形势下 ，煤制油、气、化学品 ，实现油气增补替换入口 ，是包管国家油气清静的刚需。煤炭也是冶金、建材等基础工业的主要燃料和质料 ，但普遍保存系统效率低、污染物和碳排放高等问题。“双碳”目的下 ，必需加大生长节能减排手艺 ，知足污染物和碳排放要求 ，包管能源供应清静和工业链清静。煤炭的能源职位从“主体”向“基础”再向“包管”转变是大趋势。波动性可再生能源的引入对能源生产与供应的稳固性提出了新的挑战。在长时间、大容量、低本钱的储能手艺成熟之前 ，要生长高效无邪调峰发电手艺。燃煤发电作为电力系统的“稳固器” ，应起到兜底包管作用。
现在 ，我国正在鼎力大举生长可再生能源、核能发电手艺、储能手艺、智能电网与漫衍式能源等新手艺？稍偕茉从牒四艽蠊婺Ｓτ每梢孕纬啥悦旱绲奶婊？稍偕缌Φ缃馑蠊婺Ｖ迫÷糖 ，绿氢与煤化工、钢铁、建材等行业耦合 ，可以大幅度降低这些行业 CO2排放。绿氢与 CO2反应制油品、化工品 ，是对石化行业的主要增补。久远看 ，可再生能源必将成为中国能源的主体能源 ，因此要重点生长新型高效太阳能电池、大功率海优势电、生物质能、地热能、海洋能新手艺。
核能具有能量密度高、供能稳固、碳排放低的优势。加速器驱动的先进核能手艺可以将乏燃料转换为可用的燃料 ，成倍提高核质料使用率 ，并能显著降低核废物量。钍基熔盐堆核能系统具有清静、无邪、节水的特点 ，是核能生长主要偏向之一？煽睾司郾涫侨死嗟哪茉醋钪彰蜗 ，我国这方面的事情已经取得了天下领先水平的希望 ，创立了 1.2亿摄氏度 101秒和 1 056秒长脉冲高参数等离子体运行等多项天下纪录 ，现在正在向建设紧凑型核聚变能实验堆偏向起劲 。
我国处于工业化中后期 ， 单位海内生产总值（GDP）碳排放量高。我国第二工业能源消耗占天下能源消耗总量 70%左右 ，其中钢铁、水泥、有色金属、化工等高耗能工业是主要碳排放源。我国 2020年生产了全球 57%的粗钢、58%的水泥、57%的电解铝 ，这是我国能源消耗总量大、单位 GDP能源消耗强度高的主要缘故原由。我国制造业整体处于全球价值链中低端 ，通过调解工业结构降低碳排放的难度要远大于蓬勃国家。
降低工业能耗。主要有 3条途径。① 生长厘革性绿色低碳手艺、绿氢替换手艺降低碳排放 ，如氢冶金、无碳电极电解铝手艺。② 团结清洁电力生长提升工业电气化水平 ，替换化石能源供能降低工业 CO2排放 ，如电炉冶金、电锅炉、电窑炉等手艺。③ 调解质料和产品结构 ，增进工业流程低碳化再造和工业升级 ，如原油直接制化学品、新型水泥制造手艺等。
增强工业系统与能源系统的耦合。工业历程爆发的 CO2、一氧化碳、氢可以与能源和化工工业团结。例如 ，钢厂尾气富含一氧化碳 ，可以与绿氢团结 ，使用煤化工合成气转化手艺生产甲醇、乙醇、烯烃、芳烃等化工品或燃料。工业生产中的余热与都会修建供暖相团结 ，降低修建整体碳排放。差别部分之间 ，差别行业之间的能量耦合与物质耦合 ，可望带来显着的整体节能减排效应。例如 ，许多修建接纳热泵手艺供能 ，水源热泵使用市政或者工业水源（如自来水厂、污水厂、工厂冷却水等）作为低温热源 ，可以大幅提高热泵能效 ，降低修建整体能耗。
修建和交通用能具有单体用能少、用户数目多、漫衍地区广的特点。通过智能化多能融合手艺 ，形成电力-交通-修建之间的能量交互流动 ，提高整体能效。
修建用能主要是电力、燃气和供暖。一方面 ，生长修建节能手艺 ，提高修建节能标准；另一方面 ，可以在有条件地区接纳修建电气化方法降低 CO2排放。同时 ，依托修建自己生长漫衍式“光储直柔”电力系统 ，修建成为能源的生产者和调控者 ，可以大幅降低修建能耗。生长跨季节储热/储冷手艺 ，以及漫衍式供能手艺 ，通过氢、电、热、冷联供可以显著提高系统能效。部分修建自己具有储电/储热功效 ，可以与电网交互 ，加入电力系统调峰和需求侧响应 ，提升电力系统稳固性。未来电动车将成为主流。每台电动车储电能知足 4口之家 5天用电量（2021年中国家庭人均用电 2.3千瓦时/天 ，按每台电动车储电 50千瓦时盘算）。通过智能化车网互下手艺 ，电动车成为修建与电网能量和功率的调理器 ，修建用能效率和可靠性也会大幅增添。
随着我国交通运输业一连快速生长 ，用能量会一直增添。降低交通运输业的 CO2排放主要是生长电代油、氢代油手艺。电动车是乘用车生长的主要偏向。氢燃料电池在重型或者专用车辆方面具有优异的生长远景。生长生物质制油、气手艺可以降低古板油、气的消耗 ，促学习建和交通低碳生长。生长绿色甲醇/油品手艺也是包管国家能源清静的主要手段。
通过智能化多能融合 ，可增进我国新能源汽车的生长。我国 2021年底天下汽车保有量凌驾 3亿辆 ，新能源汽车保有量达 784万辆 ，比 2020年增添 59%。国务院办公厅印发的《新能源汽车工业生长妄想（2021—2035年）》中明确提出 ，推动新能源汽车与能源融合生长 ，增进新能源汽车与可再生能源高效协同。电动汽车的电池退役后 ，可以作为修建或者电网的储能单位继续使用。
碳汇对实现碳中和具有主要的意义。现在 ，碳汇机理不清晰 ，科学盘算要领还保存较大的不确定性。要针对地质碳汇的科学评估与增汇手艺、生态系统碳汇、天气转变与碳汇关系、地球深部碳循环、生态碳汇稳固性、天气转变与碳循环互馈机制等增强基础研究 ，建设碳库核算新要领、碳汇潜力评估新手艺 ，为碳中和提供理论指导和科学依据。
鼎力大举举行生态建设 ，生长生态碳汇。增强森林、草原等陆地生态系统和近海生态系统管护与固碳增汇要害手艺攻关 ，提供莳植业、畜牧业、渔业养殖等固碳减排手艺 ，为提升国家重大生态工程固碳效益和农业绿色生长提供科技支持？蒲平低程蓟阍龌闶髂Ｇㄉ ，提出国家标准生态系统碳汇提升空间结构建议计划 ，形建设体监测、手艺树模和决议支持“三位一体”的生态系统碳汇研究与天气转变治理支持系统。
增强碳捕集、使用和封存（CCUS）基础研究和焦点手艺攻关。CCUS手艺是未来解决钢铁、水泥等难减排行业碳排放问题的主要手段 ，是我国实现碳中和目的的保底手艺。因此 ，CCUS手艺的经济性必需受到关注。
为深入贯彻落实党中央、国务院关于碳达峰、碳中和的重大决议安排 ，强化顶层设计 ，充分验展多学科建制化优势 ，中科院启动实验“中国科学院科技支持碳达峰碳中和战略行动妄想”（以下简称“双碳行动妄想”）。“双碳行动妄想”是以后一个时期中科院相关领域开展“双碳”科研攻关的主要事情依据。“双碳行动妄想”是开放性的科技妄想 ，坚持与时俱进 ，将凭证国际形势和国家战略需求举行调解和更新。
围绕国家“双碳”战略目的重大科技需求 ，研究提出科技生长蹊径图 ，打造原始立异策源地 ，突破要害焦点手艺 ，开展综合应用树模 ，支持工业低碳绿色转型生长 ，抢占科技制高点 ，建成立异人才高地 ，提升国际影响力和话语权。在科技支持国家“双碳”战略实验中 ，起到国家战略科技实力的主干引领作用。
围绕“双碳行动妄想”目的 ，统筹推进八大行动 ，实验 18项重点使命（表 1）。
增强“双碳”战略研究。我国特殊的资源禀赋、生长模式和生长速率决议了实现“双碳”目的只能走适合我国国情的蹊径。需要增强战略研究 ，掌握科学手艺生长纪律和时势 ，研判重点手艺的未来生长趋势及蹊径图 ，识别和发明未来潜在新兴手艺及突破性、倾覆性新手艺 ，提出系列要害手艺的生长妄想 ，研判要害手艺及其组合生长的综相助用及影响。尽快科学制订中国“双碳”科技生长蹊径图 ，手艺生长清单和时间表 ，引领经济社会的低碳转型生长的手艺偏向。
增强基础研究和要害焦点手艺攻关。“双碳”目的是一场深刻的全社会厘革 ，是一个重大的系统工程 ，在这场厘革中“手艺为王”将获得充分体现。支持“双碳”目的的手艺立异系统 ，需要增强顶层设计 ，施展国家体制优势 ，天下一盘棋举行统筹结构。
注重政府指导与市场导向作用。实现“双碳”目的： 坚持手艺引领 ，施展建制化国家战略科技实力的作用； 坚持市场导向 ，施展企业起劲性 ，强调企业的减排主体责任； 坚持团结 ，勉励竞争 ，稳步推进。建议国家相关部分设立“双碳”科技立异专项支持手艺研发 ，出台政策 ，勉励和指导企业工业举行“双碳”手艺研发与树模应用 ，加速手艺和工业升级迭代。 要特殊重视工业结构的调解 ，强化行业之间的相互关联 ，以及各地区之间的相互作用。
施展国家战略科技实力主力军的焦点引领作用。以中科院为例 ，作为国家战略科技实力主力军 ，其在“双碳”科技方面有成建制的研究步队 ，恒久积累并取得了一批主要效果。在“双碳行动妄想”的指导下 ，中科院将施展优势 ，自动前瞻结构 ，与国家相关部分亲近配合 ，增强与地方和主干企业的相助 ，安排实验一批重大项目 ，起劲建媾和肩负国家重大使命 ，出台相关政策在人才、平台、国际相助等方面提供周全支持 ，起劲为国家实现“双碳”目的提供强有力的科技支持。