科技支撐碳中和目標實現(xiàn)的路徑選擇及政策研究

作者簡介 本文+內(nèi)-容-來-自；中^國_碳+排.放_交^易=網(wǎng) t a n pa ifa ng .c om

徐俊(中國科學(xué)技術(shù)部社會發(fā)展科技司) 本+文+內(nèi).容.來.自：中`國`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.com

摘要 本*文@內(nèi)-容-來-自；中_國_碳^排-放*交-易^網(wǎng) t an pa i fa ng . c om

中國提出碳中和目標，將深刻影響我國社會經(jīng)濟體系。碳中和對內(nèi)將助推我國經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展、全面實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型，對外則可實現(xiàn)彎道超車，引領(lǐng)全球技術(shù)發(fā)展。然而，要實現(xiàn)這一目標，我國面臨時間短、任務(wù)重、難度系數(shù)大的挑戰(zhàn)?？萍紕?chuàng)新作為技術(shù)發(fā)展的動力引擎，在碳中和中扮演舉足輕重的角色。沒有科技創(chuàng)新，也就無從談碳中和。然而，當前我國科技創(chuàng)新仍然存在整體水平較低、體制機制不健全、創(chuàng)新投入不足、基礎(chǔ)條件薄弱等問題。碳中和愿景下，從技術(shù)端，要依靠“能源供給端”“能源消費端”“固碳端”三端共同發(fā)力。結(jié)合我國不同階段能源消費結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)排碳特征，遵循各領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展規(guī)律，提出各領(lǐng)域的科技創(chuàng)新路徑，從而分階段、分重點、分目標地推進技術(shù)發(fā)展。從政策端，也應(yīng)從深化頂層設(shè)計、加強戰(zhàn)略研究、加快技術(shù)發(fā)展、促進市場銜接、推動隊伍建設(shè)等方面加大科技創(chuàng)新對碳中和的支撐作用。 本/文-內(nèi)/容/來/自:中-國-碳-排-放-網(wǎng)-tan pai fang . com

碳中和 科技創(chuàng)新 技術(shù)路徑 政策建議 本`文@內(nèi)/容/來/自:中-國^碳-排-放^*交*易^網(wǎng)-tan pai fang. com

* 聯(lián)系人：徐俊，郵箱：john_sheng1998@aliyun.com。 本文`內(nèi)-容-來-自；中_國_碳_交^易=網(wǎng) tan pa i fa ng . c om

一、引言

工業(yè)革命以來，人類在使用化石能源/資源、從事工業(yè)生產(chǎn)以及改變土地利用方式等過程中向大氣層排 放了大量以二氧化碳（CO2）為代表的溫室氣體，科學(xué)界普遍認為這是導(dǎo)致氣候變化尤其是全球變暖的主要 原因。這一觀點在2021年8月聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）發(fā)布的關(guān)于氣候變化物理科學(xué)的最新評估報告（Sixth Assessment Report，AR6）中得到再次明確（IPCC，2021）。

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全球變暖將帶來許多“不可預(yù)測”的環(huán)境影響。對歐洲而言，氣溫升高若引發(fā)北極冰川融化，大量淡水融入北大西洋，導(dǎo)致北大西洋暖流的補償流減弱，進而使得洋流循環(huán)體系變慢，暖流動力減弱甚至消失1，歐洲或?qū)⒂瓉順O寒時代。對我國而言，氣候變暖在一定程度上可能是利大于弊。西北地區(qū)平均氣溫和降水量均呈上升趨勢，出現(xiàn)了向暖濕轉(zhuǎn)型的趨勢，有可能出現(xiàn)重回漢唐時期的關(guān)中八百里沃野、八水繞長安、西北似江南的盛世景象（陳冰，2015；姚旭陽等，2022；張強等，2021）。但是從全球角度來看，如果任由氣候變暖不斷加速， 人類生存環(huán)境總體將遭受極大負面影響，引發(fā)災(zāi)難性后果。 本文@內(nèi)/容/來/自:中-國-碳^排-放-交易&*網(wǎng)-tan pai fang . com

1 麥克斯韋的科學(xué)，2021，《科學(xué)家預(yù)警，大西洋洋流系統(tǒng)面臨崩潰，歐洲或?qū)⒂瓉順O寒時代？》https://baijiahao.baidu.com/s?id=1707808886327021297&wfr=spider&for=pc。

當前歐洲等國積極推動碳減排倡議，一是基于其自身生存環(huán)境可能遭受極大威脅考慮；二是從政治方面出發(fā)，通過搶占道德制高點，穩(wěn)固世界影響力；三是為了遏制經(jīng)濟衰退趨勢，通過重塑世界發(fā)展規(guī)則，憑借技術(shù)優(yōu)勢，催生新的經(jīng)濟增長點，提高經(jīng)濟競爭力，推動歐洲經(jīng)濟復(fù)蘇。

對比歐洲在氣候變化問題上面臨的困境，我國所面臨的客觀環(huán)境壓力較小。且與發(fā)達國家相比，我國經(jīng)濟社會發(fā)展階段還具有碳排放持續(xù)增長的剛性需求，但仍然以壯士斷腕的勇氣和決心多次向全世界提出碳達峰碳中和目標，彰顯了我國對保護人類賴以共同生存的地球家園的負責任態(tài)度，彰顯了對構(gòu)建人類命運共同體的擔當(習近平，2020）。 本+文+內(nèi)/容/來/自:中-國-碳-排-放（交—易^網(wǎng)-tan pai fang . com

毫無疑問，碳中和的提出將會深刻影響政治經(jīng)濟文化和社會生活的方方面面。中國各部委、地方政府和大型企業(yè)也迅速響應(yīng)，出臺政策或制定工作計劃，助力碳達峰碳中和目標（賴明，2021）。國內(nèi)的專家學(xué)者、戰(zhàn)略家和企業(yè)管理者也從國家戰(zhàn)略、區(qū)域發(fā)展、產(chǎn)業(yè)布局甚至是企業(yè)管理角度，針對碳達峰碳中和工作面臨的形勢與挑戰(zhàn)、碳排放路徑、未來情景設(shè)計等方面提出自己的觀點和想法，全國掀起了一股碳達峰碳中和研究熱潮（王燦、張雅欣，2020；柴麒敏等，2020；王志剛,2021）。 本`文@內(nèi)/容/來/自:中-國^碳-排-放^*交*易^網(wǎng)-tan pai fang. com

筆者長期從事綠色低碳科技管理工作，近一年多的時間里圍繞碳達峰碳中和，參與組織了與碳中和科技創(chuàng)新相關(guān)的研究與部署。本論文主要是基于筆者前期對科技創(chuàng)新之于碳中和的認識，集中分析了碳中和愿景下我國面臨的機遇和挑戰(zhàn)、科技創(chuàng)新所面臨的現(xiàn)實問題，進一步聚焦和思考了科技創(chuàng)新支撐碳中和路徑和政策方面的設(shè)計等，僅供讀者參考。

二、碳中和愿景下機遇和挑戰(zhàn)并存 夲呅內(nèi)傛萊源亍：ф啯碳*排*放^鮫*易-網(wǎng) τā ńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ

2021年11月，第26屆聯(lián)合國氣候變化締約國大會達成了格拉斯哥氣候協(xié)議一攬子決定，重申了《巴黎協(xié)定》提出的21世紀內(nèi)“把全球平均氣溫升幅控制在工業(yè)化前水平以上低于2℃之內(nèi)，并努力將氣溫升幅限制在工業(yè)化前水平以上1.5℃之內(nèi)”，以及“公平、共同但有區(qū)別的責任和各自能力原則”，同時也明確提出削減煤炭、取消低效化石能源補貼2。煤炭等化石能源將進一步被加速替代，這對仍處于工業(yè)化、城市化發(fā)展階段的中國而言，機遇與挑戰(zhàn)并存。

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2 澎湃新聞，2021，《COP26峰會達成協(xié)議，發(fā)布《格拉斯哥氣候公約》聯(lián)合公報》，https://baijiahao.baidu.com/s?id=171 6368873630146441&wfr=spider&for=pc。 本文+內(nèi)-容-來-自；中^國_碳+排.放_交^易=網(wǎng) t a n pa ifa ng .c om

從機遇來看，一是綠色能源、低碳技術(shù)將引發(fā)全球范圍內(nèi)一場深刻的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革。我國作為世界上第二大經(jīng)濟體，需要抓住這次大變革的機遇，改變傳統(tǒng)的發(fā)展方式，實現(xiàn)經(jīng)濟的高質(zhì)量發(fā)展；二是碳達峰碳中和也是我國生態(tài)文明建設(shè)整體布局的內(nèi)在要求，以降碳為重點戰(zhàn)略方向，可以實現(xiàn)溫室氣體與污染物的協(xié)同減排，促進經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型；三是碳中和的現(xiàn)實表象是溫室氣體減排，實質(zhì)是全球綠色低碳技術(shù)發(fā)展的競爭。當前綠色低碳技術(shù)在全球各國方興未艾，各國間還基本處于同一起跑線上，我國應(yīng)搶抓此次全球技術(shù)變革的窗口期，實現(xiàn)彎道超車，引領(lǐng)未來全球的技術(shù)發(fā)展。 內(nèi)-容-來-自；中_國_碳_0排放￥交-易=網(wǎng) t an pa i fa ng . c om

從挑戰(zhàn)來看，中國在2006年超過美國成為世界第一大碳排放國。IEA（2020a）的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2020年我國二氧化碳排放量約112億噸，約占全球排放總量的四分之一，是美國的2倍多、歐盟的3倍多；人均碳排放約為7.1噸CO2/人，相當于世界平均水平1.6倍，同時超過歐盟和二十國集團的平均水平；單位GDP碳排放約為 0.7千克CO2/USD（2015年不變價），是世界平均水平的1.7倍、美國的3.5倍。我國碳達峰峰值水平預(yù)計在115 億噸以內(nèi)，約是美國的2倍、歐盟的3倍。而從時間跨度上看，從碳達峰到碳中和，我國只有30年，而歐美則用了 43~70年的時間，因此我國碳達峰碳中和面臨的目標任務(wù)極其艱巨。另外，從經(jīng)濟社會發(fā)展階段看，我國尚處于經(jīng)濟社會發(fā)展的上升期，碳排放總量和強度“雙高”的情況仍將持續(xù)，經(jīng)濟發(fā)展與碳排放仍存在強耦合關(guān)系。在未來四十年，我國仍需要大力推進經(jīng)濟建設(shè)，提高城鎮(zhèn)化水平，提升人民生活水平和質(zhì)量，這其中都需要以大量能源消耗為前提。要實現(xiàn)經(jīng)濟社會發(fā)展與碳排放量脫鉤，必須尋求一種可持續(xù)的經(jīng)濟發(fā)展模式。因此，無論從經(jīng)濟發(fā)展階段、碳排放總量、人均碳排放量、碳中和實現(xiàn)周期，還是從技術(shù)發(fā)展水平來看，我國實現(xiàn)碳達峰尤其是碳中和目標需要付出更大努力（張賢等，2021）。

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三、科技創(chuàng)新是實現(xiàn)碳中和的唯一選擇 本+文+內(nèi)/容/來/自:中-國-碳-排-放（交—易^網(wǎng)-tan pai fang . com

（一） 科技創(chuàng)新是碳中和的唯一出路 本+文內(nèi).容.來.自：中`國`碳`排*放*交*易^網(wǎng) ta np ai fan g.com

碳中和表面上關(guān)注的是“碳”的問題，本質(zhì)上是涉及能源、資源轉(zhuǎn)化過程中盡量少排、不排甚至負排碳的問題。而能源、資源轉(zhuǎn)化過程的實現(xiàn)都是以技術(shù)為載體實現(xiàn)。因此，碳中和的實現(xiàn)，技術(shù)是根本的落腳點。

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據(jù)中國21世紀議程管理中心專家測算，若延續(xù)“十四五”期間低碳轉(zhuǎn)型政策力度（即每五年碳強度下降率 達18%，能源強度下降率達13.5%），保持現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展水平，我國可實現(xiàn)在2030年前二氧化碳排放達峰，但峰值高達126億噸，到2060年仍有約94億噸碳排放，離2060年前實現(xiàn)碳中和目標有很大差距（見圖1）。因此，現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展水平不足以支撐碳中和目標實現(xiàn)。 本`文內(nèi).容.來.自：中`國`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a npai fan g.com

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為了提高技術(shù)水平，唯一能做的就是不斷地進行科技創(chuàng)新，在理念創(chuàng)新、科學(xué)規(guī)律、技術(shù)發(fā)明、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新等各方面開展全新全方位的探索實踐與創(chuàng)新變革。因此，科技創(chuàng)新是實現(xiàn)碳中和的唯一出路，也是碳中和目標實現(xiàn)的最終落腳點。

（二） 世界各國的低碳科技競賽 內(nèi)/容/來/自:中-國-碳-排-放*交…易-網(wǎng)-tan pai fang . com

縱觀全球，世界主要地區(qū)、發(fā)達國家和國際組織都基于碳中和目標對重點領(lǐng)域的碳減排技術(shù)路線進行了系統(tǒng)研究和戰(zhàn)略部署，積極發(fā)展低碳技術(shù)，試圖搶占低碳技術(shù)制高點。歐盟在2019年頒布的《歐洲綠色新政》 提出“地平線歐洲”計劃，35%的經(jīng)費將用于支持應(yīng)對氣候變化研發(fā)，提出能源、工業(yè)、建筑、交通、消費等7個 重點領(lǐng)域的關(guān)鍵政策、核心技術(shù)和實施計劃4；并在2020年3月提交的《歐洲氣候法（草案）》中提出將綠色經(jīng)濟作為未來經(jīng)濟、社會、外交等事務(wù)的重要抓手5。同時，歐盟也對一些關(guān)鍵技術(shù)提出了專門的發(fā)展戰(zhàn)略。比如， 2020年7月，歐盟委員會發(fā)布《歐盟氫能戰(zhàn)略》，規(guī)劃出歐盟氫能發(fā)展的三個階段，提出到2050年的氫能發(fā)展目標，啟動歐洲清潔氫聯(lián)盟籌建，并預(yù)計到2050年，可再生氫能方面的累計投資將高達1800億~4700億歐元。英國《綠色工業(yè)革命十點計劃》中提出將投入120億英鎊，加強海上風電、低碳氫、先進核電、零排放汽車、綠色建筑、CCUS等技術(shù)研發(fā)。6美國總統(tǒng)拜登將氣候變化作為四大優(yōu)先事項之一，在其《清潔能源革命和環(huán)境正義計劃》中，擬確保美國在2035年前實現(xiàn)零碳發(fā)電，在2050年前達到“凈零排放”，實現(xiàn)“100%清潔能源消費”。7在低碳技術(shù)方面，美國強調(diào)對液體燃料、低碳交通、可再生能源發(fā)電、儲能技術(shù)等方面加大研究投入及技術(shù)支持。日本發(fā)布的《綠色增長戰(zhàn)略》確定了海上風電、燃料電池、氫能、核能、交通物流和建筑等14個重點領(lǐng)域深度減排技術(shù)路線圖和發(fā)展目標，旨在確保日本到2050年實現(xiàn)碳中和目標，構(gòu)建“零碳社會”。8國際能源署長期開展減排技術(shù)評估并發(fā)布減排技術(shù)路線圖，在《能源技術(shù)展望2020》中系統(tǒng)分析了解決能源行業(yè)各領(lǐng)域排放問題 所需的清潔技術(shù)，如電氣、氫能、生物能源以及碳捕獲、利用和儲存（Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS）技術(shù)等，強調(diào)要大力開發(fā)和部署清潔能源技術(shù)，才能在確保能源系統(tǒng)彈性和安全性的同時于2050年左右實現(xiàn)凈零排放（IEA，2020b）。

4EUROPEAN COMMISSION. The European Green Deal[A/OL]. https://ec.europa.eu/info/strategy/ priorities-2019-2024/european-green-deal_en, 2019-11-12. 禸*嫆唻@洎：狆國湠棑倣茭昜蛧 τāńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ

5 資料來源： 本`文@內(nèi)-容-來-自；中^國_碳0排0放^交-易=網(wǎng) ta n pa i fa ng . co m

6 The Ten Point Plan for a Green Industrial Revolution, https://www.gov.uk/government/publications/the-tenpoint-plan-for-a-green-industrial-revolution/title,2020-11-18. 本+文`內(nèi).容.來.自：中`國`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.com

7 資料來源：https:// climatecrisis.house.gov/sites/climatecrisis.house.gov/files/ Climate%20Crisis%20Action%20Plan. pdf。

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8 資料來源：https://www.meti.go.jp/english/ press/2020/1225_001.html。

（三） 中國的低碳科技創(chuàng)新部署 本+文+內(nèi).容.來.自：中`國`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.com

中國政府已經(jīng)充分認識到科技創(chuàng)新對碳達峰碳中和的重要意義。在《中共中央國務(wù)院關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》中提出“政府和市場兩手發(fā)力，構(gòu)建新型舉國體制，強化科技和制度創(chuàng)新，加快綠色低碳科技革命”。國務(wù)院《2030年前碳達峰行動方案》提出：“發(fā)揮科技創(chuàng)新的支撐引領(lǐng)作用，完善科技創(chuàng)新體制機制，強化創(chuàng)新能力，加快綠色低碳科技革命。”中央層面成立的碳達峰碳中和工作領(lǐng)導(dǎo)小組正在全面構(gòu)建碳達峰碳中和“1+N”政策體系，“科技支撐”位列一系列保障方案的第一位。國務(wù)院國資委編制印發(fā)《關(guān)于推進中央企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展做好碳達峰碳中和工作的指導(dǎo)意見》，提出“著力科技和制度創(chuàng)新，加快中央企業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展” 本@文$內(nèi).容.來.自：中`國`碳`排*放^交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.c om

長期以來，中國在能源、建設(shè)、交通、廢棄物資源化等相關(guān)領(lǐng)域持續(xù)支持綠色低碳關(guān)鍵核心技術(shù)的研發(fā)與示范，并取得了優(yōu)異成果（劉仁厚等，2021）。碳達峰碳中和目標提出以來，科技部也在積極部署針對碳達峰碳中和科技創(chuàng)新的“碳達峰碳中和關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”重點專項，以及“可再生能源技術(shù)”“氫能”“儲能與智能電網(wǎng)”等10個與碳達峰碳中和強相關(guān)的重點專項和“綠色生物制造”“顛覆性技術(shù)創(chuàng)新”等16個弱相關(guān)重點專項。國家自然科學(xué)基金委部署了“面向國家碳中和的重大基礎(chǔ)科學(xué)問題與對策”專項項目。中國科學(xué)院也在積極部署面向碳達峰碳中和的先導(dǎo)專項。上海、江蘇、重慶等多地都在醞釀甚至已經(jīng)推動設(shè)立相關(guān)研究項目。

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四、中國科技創(chuàng)新存在的主要問題 本文@內(nèi)/容/來/自:中-國-碳^排-放-交易&*網(wǎng)-tan pai fang . com

然而，當前的技術(shù)儲備與研發(fā)力度離支撐目標的實現(xiàn)還有很大差距，具體體現(xiàn)在：

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（1）低碳科技總體水平參差不齊。目前我國在低碳科技創(chuàng)新基礎(chǔ)研究方面投入少、能力不足，尚未形成技術(shù)源頭。同時不同領(lǐng)域的發(fā)展水平差距大。以能源領(lǐng)域為例，我國的光伏、水電、煤化工、鋼鐵長流程等領(lǐng)域在全球處于領(lǐng)先地位，但是儲能、氫能、鋼鐵短流程等技術(shù)發(fā)展相對滯后。推動技術(shù)系統(tǒng)化、工程化、產(chǎn)業(yè)化的高附加值能源科技裝備國產(chǎn)化率低，高性能、高技術(shù)含量能源裝備產(chǎn)品的設(shè)計、制造能力與國外差距較大，仍以引進、仿制為主。

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（2）低碳科技創(chuàng)新體制機制仍不完善。碳中和提出以來，雖然社會各個層面就如何實現(xiàn)雙碳目標掀起了一股思潮。但是總體來說，國家層面針對如何科技創(chuàng)新，未能發(fā)揮戰(zhàn)略主導(dǎo)作用。各個領(lǐng)域各自為政，甚至各說各話，從國家層面尚未有一個統(tǒng)一、科學(xué)、公允的聲音和態(tài)度。國家層面對碳中和相關(guān)的重大政策尚缺乏深入研究和論證，政策落地不確定、不穩(wěn)定和不持續(xù)。碳中和是一個系統(tǒng)性問題，缺乏建立一個系統(tǒng)、高效且能夠調(diào)動和融合各個領(lǐng)域協(xié)同創(chuàng)新的機制。同時，低碳科技推廣與市場銜接力度不夠，缺乏促進科技創(chuàng)新的財稅金融政策，以及產(chǎn)業(yè)政策、法規(guī)保障，導(dǎo)致研發(fā)向應(yīng)用轉(zhuǎn)移的動力不足，創(chuàng)新價值鏈還未形成。 本文@內(nèi)/容/來/自:中-國-碳^排-放-交易&*網(wǎng)-tan pai fang . com

（3）低碳科技創(chuàng)新投入仍然不足。我國低碳科技投入不足。以能源領(lǐng)域為例，能源研發(fā)投入、政府研發(fā)投入占全國研發(fā)投入比例均在下降。能源企業(yè)更多地通過技術(shù)改造、技術(shù)引進和直接購買國外技術(shù)實現(xiàn)低水平技術(shù)升級。能源工業(yè)中用于消化吸收和再創(chuàng)新的經(jīng)費極少，大部分經(jīng)費用于自主創(chuàng)新含量不高的技術(shù)改造和 技術(shù)引進。

（4）低碳科技創(chuàng)新基礎(chǔ)條件薄弱。針對低碳科技創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)總體規(guī)模在不斷擴大，科技人員不斷加入，基礎(chǔ)創(chuàng)新能力不斷增強，但離需求水平還相差甚遠。以國家重點實驗室、國家工程技術(shù)中心、國家認定企業(yè)技術(shù)中心、企業(yè)國家重點實驗室為創(chuàng)新載體的數(shù)量少，缺乏整體的戰(zhàn)略部署，創(chuàng)新載體的特色不明顯，定位和側(cè)重重復(fù)交叉，同時國家對創(chuàng)新載體缺乏持續(xù)穩(wěn)定的支持。

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五、碳中和愿景下科技創(chuàng)新的路徑思考

實現(xiàn)碳中和，需要從整個鏈條（包含源頭替代—燃料和原料、過程削減—工業(yè)生產(chǎn)和建筑交通、末端處理—CCUS和碳匯三大部分）統(tǒng)籌加以考慮。通過對能源供給端和消費端的分析，碳中和需要“三端協(xié)同聯(lián) 動”，即“發(fā)電端”“能源消費端”和“固碳端”共同作用。9電力部門作為“發(fā)電端”，工業(yè)、建筑和交通等社會經(jīng)濟部門作為“能源消費端”，而碳匯、碳捕集利用與封存等負碳技術(shù)作為“固碳端”，不同發(fā)展階段下不同部門實現(xiàn)碳減排的技術(shù)路徑有所不同?？萍紕?chuàng)新應(yīng)遵循各個領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展規(guī)律，與時俱進、動態(tài)調(diào)整，分階段、分重點、分目標推進技術(shù)創(chuàng)新。

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9 資料來源：https://www.in-en.com/article/html/energy-2311652.shtml。 內(nèi)/容/來/自:中-國/碳-排*放^交%易#網(wǎng)-tan p a i fang . com

（一） 能源供給端科技創(chuàng)新路徑 本@文$內(nèi).容.來.自：中`國`碳`排*放^交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.c om

2020年，中國能源消費總量49.8億噸標煤，煤炭消費占比56.8%。煤電裝機占比49.1%，發(fā)電量占比 60.8%。據(jù)蘇健等（2021）測算，在“雙碳”目標下，為滿足我國經(jīng)濟和社會發(fā)展，中國能源消費總量還將繼續(xù)增加，消費峰值在2030~2040年間達到60億~ 64億噸標準煤，隨后穩(wěn)步下降；到2025年、2030年、2060年我國能源消費總量將分別為58億噸標準煤、60億噸標準煤和56億噸標準煤（見圖2）。 本+文內(nèi).容.來.自：中`國`碳`排*放*交*易^網(wǎng) ta np ai fan g.com

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從能源結(jié)構(gòu)分析，降煤、穩(wěn)油、增氣、大力發(fā)展可再生能源是未來40年中國能源消費結(jié)構(gòu)的總基調(diào)。我國煤炭生產(chǎn)“總體富余，供需基本平衡”，能滿足每年40億噸需求。然而為了實現(xiàn)碳中和，對于煤炭消費的壓縮和限制首當其沖。最終煤炭在我國的能源消費體系內(nèi)將起到壓艙石的作用。中國原油、天然氣生產(chǎn)長期不足。如果沒有變革性技術(shù)，原油生產(chǎn)將穩(wěn)定在2億噸左右；天然氣生產(chǎn)到2030年達到3000億立方米峰值后，將努力保持穩(wěn)產(chǎn)。中國可再生能源資源豐富，尤其是西部地區(qū)風、光資源和東部沿海大陸架風力資源，資源潛力能夠滿 足我國到2060年非化石能源占能源消費比重80%以上的需求。

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中國未來能源趨勢主要呈現(xiàn)以下幾個特點：一是能源需求總體呈現(xiàn)先增長后降低的趨勢；二是化石能源 在2040年之前仍然在中國的能源消費體系中占主導(dǎo)地位；三是非化石燃料在一次能源需求總量中的比重不斷提高，2040年替代化石能源成為能源供給主要形式，其在一次能源需求總量中的比重將從2025年的20%飛躍至2060年的80%左右；四是電能作為能源傳輸?shù)闹饕问?，其重要性不斷體現(xiàn)，其中又以綠電為主。2020年我國電能占終端能源消費比重約為27%，預(yù)計到2030年、2060年將分別提升到39%和70%。10 本文+內(nèi)-容-來-自；中^國_碳+排.放_交^易=網(wǎng) t a n pa ifa ng .c om

10 資料來源：全國能源信息平臺, https://baijiahao.baidu.com/s?id=1711103389482683034&wfr=spider&for=pc。 本+文內(nèi).容.來.自：中`國`碳`排*放*交*易^網(wǎng) ta np ai fan g.com

電力部門成為能源轉(zhuǎn)化和供給的關(guān)鍵部門。①在碳達峰甚至2040之前，電力部門有可能仍以化石能源燃 燒為主要的發(fā)電形式。針對煤電，主要創(chuàng)新手段是不斷提升煤電機組效率，推廣一次再熱的超超臨界機組、針對二次再熱超超臨界機組的高低位分軸布置技術(shù)、煤電的低負荷提效技術(shù)。同時，在我國儲能技術(shù)沒有大規(guī)模成熟之前，考慮以煤電的深度調(diào)峰技術(shù)作為提高可再生能源消納的方式。穩(wěn)步提高光電、風電的開發(fā)力度。②在達峰以后的深度減排階段，推廣應(yīng)用原料脫碳技術(shù)，即以大規(guī)模摻燒甚至全燒生物質(zhì)顆粒的方式，實現(xiàn)火電的零碳化。同時，實現(xiàn)高效優(yōu)質(zhì)光儲能植物的創(chuàng)新研究，通過基因改良培育出高效光儲能植物，如超級蘆竹等植物，提供充足的生物基燃料，實現(xiàn)向“零碳生物質(zhì)火電”轉(zhuǎn)型。11與此同時，實現(xiàn)電力部門與CCUS技術(shù) 的銜接，實現(xiàn)碳資源的部分轉(zhuǎn)化利用。在可再生電力發(fā)展方面，實現(xiàn)高效低成本晶硅太陽能電池、新型薄膜電池的技術(shù)突破，大幅提高可再生電力的轉(zhuǎn)化效率和儲存能力。風電向遠海高空、大型化、智能化、高可靠性發(fā)展。解決可再生能源制氫、智能電網(wǎng)等關(guān)鍵技術(shù)問題，利用大數(shù)據(jù)及新一代信息技術(shù)，構(gòu)建出以光伏、風能、生物質(zhì)和氫能等為主的一體化、智能化多能融合電力體系。在碳中和階段，在零碳的火電技術(shù)基礎(chǔ)上，得益于大規(guī)模的CCUS技術(shù)成熟，實現(xiàn)火電行業(yè)的負排放。同時積極推進四代裂變堆研發(fā)及聚變堆實驗突破，推進核能安全高效應(yīng)用，進一步提高電力系統(tǒng)的降碳能力。 本%文$內(nèi)-容-來-自；中_國_碳|排 放_交-易^網(wǎng)^t an pa i fang . c om

11 資料來源：http://xincailiao.com/news/news_detail.aspx?id=604161。 內(nèi).容.來.自：中`國*碳-排*放*交*易^網(wǎng) t a npai fa ng.com

（二） 能源消費端科技創(chuàng)新路徑 本文+內(nèi)-容-來-自；中^國_碳+排.放_交^易=網(wǎng) t a n pa ifa ng .c om

對能源消費端的低碳轉(zhuǎn)型，一方面依托能源供給側(cè)外部帶來的系統(tǒng)性變革，另一方面也受益于其工業(yè)內(nèi)部的技術(shù)革新帶來的降碳。

工業(yè)部門是實現(xiàn)碳中和的重點領(lǐng)域。2020年工業(yè)部門碳排放約49億噸，占比約44%，預(yù)計2025年前后達峰，峰值約55億噸，2060年工業(yè)總體碳排放建議控制在3億~5億噸。①在碳達峰之前，工業(yè)部門依靠的降碳途徑主要是生產(chǎn)工藝的進一步整合和優(yōu)化實現(xiàn)能耗需求降低、提升產(chǎn)品的品質(zhì)和延長使用壽命來減少產(chǎn)量規(guī)模、智能化生產(chǎn)以及提升產(chǎn)生過程中的二次資源的循環(huán)利用。對于鋼鐵和有色部門，主要通過產(chǎn)業(yè)全流程打通，冶金產(chǎn)品的質(zhì)量提升，氫能冶煉、余熱回收技術(shù)應(yīng)用等途徑，大幅降低碳排放。對于建材部門，主要走工業(yè)原料的低碳化，充分利用其他行業(yè)的固體廢棄物，開發(fā)循環(huán)利用的建筑材料。對于化工行業(yè)，也是依靠工藝單元之間的系統(tǒng)優(yōu)化和集成，主要耗能工序的流程再造，能量梯級利用的推廣，物料循環(huán)利用提升以及低位熱能、灰渣等資源綜合利用，大幅降低化工產(chǎn)業(yè)的能耗。對于新建項目，積極選用具有國際領(lǐng)先或國際先進水平 的技術(shù)，提高產(chǎn)品收率，降低能源和資源消耗，推動行業(yè)低碳發(fā)展。比如，煤氣化技術(shù)方面的水煤漿水冷壁廢鍋氣化爐技術(shù)、第三代甲醇制烯烴（DMTO-III）技術(shù)、甲醇與石腦油耦合制低碳烯烴技術(shù)等。②在達峰以后 的深度減排階段，積極推廣原料替代技術(shù)和短流程技術(shù)。對鋼鐵和有色部門，主要通過工業(yè)流程的轉(zhuǎn)型，推廣 以廢舊金屬為原料的短流程冶金技術(shù)。水泥行業(yè)大規(guī)模推廣低鈣熟料、無熟料/少熟料等原料替代和氫能燃 料替代技術(shù)。化工行業(yè)實現(xiàn)短流程節(jié)能低碳技術(shù)、低碳原料替代技術(shù)、CO2資源化利用技術(shù)等的工業(yè)化應(yīng)用， 在具有較好條件的化工領(lǐng)域，優(yōu)先推進CCUS技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用，助力化工行業(yè)實現(xiàn)近零排放。③在碳中和階段，人工CCUS/碳移除技術(shù)將在工業(yè)領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用，發(fā)揮關(guān)鍵性托底作用。 本@文$內(nèi).容.來.自：中`國`碳`排*放^交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.c om

建筑部門是主要的能源消費端。2020年，我國建筑部門直接碳排放約6.2億噸（不含村鎮(zhèn)散煤供熱和熱水 炊事等），占比約6%。中國建筑部門的碳排放總體開始進入平臺期，且相關(guān)的零碳解決方案較為成熟，應(yīng)率先進入去峰期并盡早實現(xiàn)近零排放。建筑部門實現(xiàn)低碳/零碳轉(zhuǎn)型應(yīng)以節(jié)能降耗建筑本體的開發(fā)建設(shè)以及全面普及電氣化為落腳點。①在碳達峰之前，對存量建筑實行節(jié)能改造，對新建建筑推行超低能耗和近零能耗標準。通過高性能圍護結(jié)構(gòu)新材料、新產(chǎn)品和新工藝的應(yīng)用，降低建筑的能耗需求。②在達峰以后的深度減排階段，一是提高建筑的建設(shè)質(zhì)量和品質(zhì)，延長建筑的使用壽命；二是著力實現(xiàn)建筑用能全面電氣化，推廣夏熱冬 冷地區(qū)供暖、炊事、熱水和蒸汽的電能與零排放替代技術(shù)和產(chǎn)品；三是加快推進熱電協(xié)同技術(shù)創(chuàng)新，發(fā)展光儲 直柔技術(shù)，加強低碳建材和低碳建筑結(jié)構(gòu)體系化應(yīng)用，實現(xiàn)與電力和工業(yè)部門協(xié)同減排；四是推廣光伏建筑 一體化技術(shù)，最大限度挖掘建筑本體的可再生能源開發(fā)潛力。

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交通部門作為油品和電力的主要消費端，碳減排潛力大，但難度高。對交通部門而言，2019年碳排放總量約11.5億噸左右，占比約10%。爭取將于2030年左右達峰，峰值控制在12.5億~13.5億噸。綜合考慮交通運輸?shù)陌踩浴⒈憬菪砸蠛蜏p排技術(shù)與成本等因素，2060年碳排放將努力降至2億噸以內(nèi)。交通部門實現(xiàn)低碳需 重點關(guān)注運輸工具節(jié)能降碳和新能源替代。①在碳達峰之前，積極倡導(dǎo)公共交通、慢行交通，減少交通出行的能耗。積極開展燃油汽車的節(jié)能技術(shù)研發(fā)，包括提高發(fā)動機的效率、汽車車身的輕量化等技術(shù)。積極開發(fā)交通 共享系統(tǒng)，提高交通出行的利用率。②在達峰以后的深度減排階段，突破高性能電動和氫燃料電池車輛技術(shù)， 全面推廣新能源替代。打造智慧交通系統(tǒng)，重點突破智能感知、多元大數(shù)據(jù)融合處理、多元協(xié)同指揮調(diào)度等關(guān)鍵技術(shù)，提升綜合交通運輸整體效率。

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（三） 固碳端科技創(chuàng)新路徑

碳匯、碳捕集利用與封存（CCUS）等負碳技術(shù)，是我國實現(xiàn)碳中和的兜底技術(shù)。①在碳達峰之前，未來針對森林、草原、濕地和海洋等生態(tài)系統(tǒng)，需加強碳匯機理研究，探索天空地一體化的碳匯精準監(jiān)測技術(shù)，建立動態(tài)監(jiān)測、報告和驗證的核算體系，創(chuàng)新典型生態(tài)保護和修復(fù)技術(shù)，穩(wěn)定并提高現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力。積極開展CCUS技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究，適度推廣CCUS技術(shù)的示范研究。②在達峰以后的深度減排階段，加大針對碳捕集、分離、運輸、利用、封存及監(jiān)測等各個環(huán)節(jié)的技術(shù)攻關(guān)，加強新一代低能耗、低成本和高安全性CCUS技術(shù)研發(fā)和大規(guī)模全流程集成示范部署，探索建立與美國45Q稅收法案類似的財稅激勵措施，為該技術(shù)的未來商業(yè)化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。積極推進CCUS技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。③在碳中和階段，全面推廣CCUS技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用。 本+文`內(nèi).容.來.自：中`國`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.com

六、碳中和愿景下加大科技支撐作用的政策思考 本/文-內(nèi)/容/來/自:中-國-碳-排-放-網(wǎng)-tan pai fang . com

一是深化跨技術(shù)、跨能源、跨領(lǐng)域的頂層設(shè)計。堅持全國一盤棋，建立科技部牽頭的跨部門協(xié)作機制，充分發(fā)揮各領(lǐng)域戰(zhàn)略科學(xué)家的群體智慧，廣泛開展前瞻性的交叉學(xué)科研討，準確把握未來碳達峰、碳中和領(lǐng)域的前沿科技發(fā)展方向，形成動態(tài)的碳中和科技創(chuàng)新頂層設(shè)計藍圖。 本+文內(nèi).容.來.自：中`國`碳`排*放*交*易^網(wǎng) ta np ai fan g.com

二是加強科技領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)雙碳目標的能源戰(zhàn)略研究。在國家碳中和頂層方案的大前提下，依托科技計劃五年實施周期，放眼長遠做好中長期控碳、降碳、低碳和零碳能源科技戰(zhàn)略規(guī)劃，持續(xù)滾動推進非碳基能源技術(shù)迭代，深入研判經(jīng)濟性與生態(tài)友好性兼顧的多場景技術(shù)路徑，保障國家能源安全。 本@文$內(nèi).容.來.自：中`國`碳`排*放^交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.c om

三是加快新技術(shù)新模式試點示范應(yīng)用。系統(tǒng)分析雙碳目標下節(jié)能降碳技術(shù)需求，針對不同領(lǐng)域、不同場景積極開展試點示范，在試點中形成與推廣成熟技術(shù)，形成在研一批、投產(chǎn)一批、儲備一批的良性循環(huán)，促進新技術(shù)、新工藝、新模式的研發(fā)、轉(zhuǎn)化和落地應(yīng)用。 本*文@內(nèi)-容-來-自；中_國_碳^排-放*交-易^網(wǎng) t an pa i fa ng . c om

四是積極推動形成低碳技術(shù)市場化運作的體制機制。深入研究市場導(dǎo)向型的減排政策，開展凈零技術(shù)經(jīng)濟學(xué)研究，深入研究碳中和對科技創(chuàng)新的倒逼和激發(fā)作用、科技創(chuàng)新對未來能源和工業(yè)體系的重塑功能，發(fā)揮有為政府和有效市場作用，有效協(xié)調(diào)技術(shù)政策與財稅和投融資政策，建設(shè)低碳技術(shù)評估、交易體系，激發(fā)低碳技術(shù)創(chuàng)新，鼓勵和引導(dǎo)低碳技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，逐步提升凈零技術(shù)在經(jīng)濟社會向碳中和轉(zhuǎn)型發(fā)展中的重要作用。 內(nèi)/容/來/自:中-國-碳-排-放*交…易-網(wǎng)-tan pai fang . com

五是推動碳中和人才隊伍的系統(tǒng)和長遠布局。針對“雙碳”目標組建專門的技術(shù)創(chuàng)新和政策研究的人才隊伍，加大對優(yōu)勢科研機構(gòu)和團隊支持力度，建立穩(wěn)定支持機制，完善技術(shù)創(chuàng)新攻關(guān)主體布局，設(shè)立國家重點實驗室和技術(shù)創(chuàng)新中心，建設(shè)科技信息資源平臺，深入推進各個領(lǐng)域的交叉融合，特別要加強碳中和青年科技人才培養(yǎng)。

六是深化國際創(chuàng)新合作，推動技術(shù)交流合作共贏。促進多邊機制與雙邊合作框架下碳中和科技創(chuàng)新，積極推動將碳中和技術(shù)創(chuàng)新納入與主要國家雙邊科技合作框架的優(yōu)先領(lǐng)域。推動和深化應(yīng)對氣候變化領(lǐng)域知識共享與技術(shù)轉(zhuǎn)移，搭建技術(shù)轉(zhuǎn)移平臺和數(shù)據(jù)庫，對接國際綠色低碳/脫碳轉(zhuǎn)型技術(shù)需求與供給，促進綠色低碳技術(shù)雙向流動。 本文`內(nèi)-容-來-自；中_國_碳_交^易=網(wǎng) tan pa i fa ng . c om

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