自人類社會工業(yè)化以來，溫室氣體排放急劇增加，由此導(dǎo)致的氣候變化已成為全球面臨的重大生態(tài)環(huán)境問題。控制碳排放是應(yīng)對全球氣候變化的關(guān)鍵措施。習(xí)近平主席在第七十五屆聯(lián)合國大會上提出：“中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。”“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的提出，是黨中央、國務(wù)院統(tǒng)籌國際國內(nèi)兩個大局經(jīng)過深思熟慮作出的重大戰(zhàn)略決策。

　　“碳達(dá)峰”指的是碳排放量由升轉(zhuǎn)降的過程，碳排放量的最高值即為峰值。“碳中和”指的是人為碳排放與人為碳匯達(dá)到平衡，碳排放絕對值降為零。我國每年二氧化碳排放量約112億噸，均為含碳礦產(chǎn)資源使用的貢獻(xiàn)，其中煤、石油、天然氣排放99億噸，占比88%；碳酸鈣等工業(yè)原料排放13億噸，占比12%。非二溫室氣體排放約24億噸，包括甲烷、氧化氮、含氟氣體等，涉及人類活動的方方面面，扣除能源、工業(yè)過程的13億噸碳排放，與碳匯基本持平。

　　含碳礦產(chǎn)資源的使用是碳排放的主要原因，實現(xiàn)“碳達(dá)峰”的挑戰(zhàn)在于如何將經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和含碳礦產(chǎn)資源使用逐漸脫鉤，而實現(xiàn)“碳中和”則需要將含碳礦產(chǎn)資源的碳排放清零，最終徹底擺脫對含碳礦產(chǎn)資源的依賴。因此，實現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)，是一場深刻的能源革命、產(chǎn)業(yè)革命和生活方式革命，必將對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和人類生活產(chǎn)生巨大影響。變嚴(yán)峻挑戰(zhàn)為重大戰(zhàn)略機(jī)遇，關(guān)鍵在科技創(chuàng)新。

　　“碳達(dá)峰”和“碳中和”領(lǐng)域的科技創(chuàng)新涉及方方面面，具有行業(yè)廣泛性、領(lǐng)域交叉性和技術(shù)集成性特點，每個領(lǐng)域均要作出自己的貢獻(xiàn)，更要加強(qiáng)合作、形成合力、破解難題。就宏觀層面和國家利益而言，科技創(chuàng)新最重要的目標(biāo)是保持可再生能源成本全球最低、低碳流程再造代價最小。以此分析，零碳能源重構(gòu)、零碳流程再造、非二溫室氣體減排和負(fù)碳體系構(gòu)建四方面創(chuàng)新工作應(yīng)該擺在更為重要的位置。

　　在零碳能源技術(shù)方面，電力能源碳排放是我國碳排放的主要來源之一，總量約40億噸，占我國總碳排放30%。未來，電氣化將帶來更大電力需求。當(dāng)前世界各國均致力于構(gòu)建以太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、核能和氫能等綠色能源為主體的零碳能源系統(tǒng)。發(fā)展零碳電力能源是世界各國的一致目標(biāo)。美國、英國計劃在2035年實現(xiàn)零碳電力，歐盟計劃在2040年實現(xiàn)零碳電力。我國在以光伏發(fā)電為代表的零碳電力技術(shù)方面整體成熟度較高，特別是輸配電技術(shù)國際領(lǐng)先。以綠氫為代表的零碳非電技術(shù)與國際先進(jìn)水平并跑，但國內(nèi)外整體成熟度普遍偏低。

　　在零碳工業(yè)技術(shù)方面，我國工業(yè)碳排放量接近我國碳排放總量50%，是未來開展深度減排的主戰(zhàn)場。因此，工業(yè)低碳零碳流程再造是中國責(zé)任，也是技術(shù)發(fā)展重點，要走一條有中國特色的“碳中和”之路。工業(yè)的直接碳排放來源包括燃料直接燃燒與碳原料使用，一方面要將用能結(jié)構(gòu)從化石燃料向電力與零碳燃料調(diào)整；另一方面通過開發(fā)燃料/原料替代的流程再造技術(shù)實現(xiàn)工藝過程近零排放。不同工業(yè)領(lǐng)域的碳排放特征各不相同，需對癥下藥。目前我國零碳流程再造技術(shù)整體接近國際先進(jìn)水平，但技術(shù)成熟度偏低，尤其在原料替代及燃料替代技術(shù)方面仍有較大發(fā)展空間。

　　在非二溫室氣體減排技術(shù)方面，隨著減排工作的不斷推進(jìn)，非二溫室氣體將逐漸成為溫室氣體排放的主體。非二溫室氣體減排技術(shù)的特征是初期成本較低，后期成本呈陡峭上升趨勢。目前深度減排尚缺乏有效技術(shù)支撐。國內(nèi)外已有的非二溫室氣體削減技術(shù)總體成熟度較高，我國整體接近國際先進(jìn)水平，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域氧化亞氮削減技術(shù)、含氟氣體過程控制技術(shù)等與國際水平存在差距。未來亟需根據(jù)不同的非二溫室氣體類型，結(jié)合控制手段與領(lǐng)域，基于技術(shù)需求，開發(fā)顛覆性減排技術(shù)，構(gòu)建非二溫室氣體減排技術(shù)體系，以實現(xiàn)深度減排。

　　在碳匯和負(fù)排放技術(shù)方面，預(yù)計到2060年我國仍存在10億—15億噸的溫室氣體排放難以削減，需構(gòu)建包含碳捕集利用與封存(CCUS)技術(shù)、碳匯和負(fù)排放技術(shù)的負(fù)碳體系進(jìn)行抵消，其中負(fù)排放技術(shù)在未來邊際減排成本較高時具有可行性。預(yù)計我國2060年碳匯量約為7億—10億噸，同時需要通過負(fù)排放技術(shù)實現(xiàn)3億—8億噸碳削減。目前我國碳匯技術(shù)接近國際先進(jìn)水平，但CCUS技術(shù)及碳移除負(fù)排放技術(shù)落后于國際水平。

　　綜上所述，“碳中和”目標(biāo)的實現(xiàn)是從化石能源向可再生能源轉(zhuǎn)變的能源革命，是以電氣化、節(jié)能和燃料/原料替代等流程再造為代表的工業(yè)革命，也是低碳的生活方式革命，有望同時解決我國面臨的能源安全、經(jīng)濟(jì)競爭力和生態(tài)環(huán)境三大問題。如何把“碳中和”這一嚴(yán)峻挑戰(zhàn)轉(zhuǎn)變?yōu)橹卮髴?zhàn)略機(jī)遇，關(guān)鍵在于科技創(chuàng)新。歷史經(jīng)驗一再證明，能源革命和工業(yè)革命都是科技革命引發(fā)的。通過科技創(chuàng)新，做到可再生能源成本全球最低，流程工業(yè)燃料/原料替代代價最小，在新一輪能源革命和工業(yè)革命中引領(lǐng)潮頭，是保持和提高國家競爭力的核心支撐。

　　現(xiàn)代化是科技進(jìn)步的產(chǎn)物，與能源革命、工業(yè)革命、信息革命、生物與生命革命密切相關(guān)。“碳中和”直接引發(fā)新一輪能源革命、工業(yè)革命，是建設(shè)現(xiàn)代化強(qiáng)國的引擎之一，也是建設(shè)現(xiàn)代化強(qiáng)國的一次重大考驗。