输业持续快速成长跟着我邦交通运，不竭添加用能量会。放次要是成长电代油、氢代油手艺降低交通运输业的 CO2 排。成长的次要标的目的电动车是乘用车。车辆方面具有优良的成长前景氢燃料电池在重型或者公用。能够降低保守油、气的耗损成长生物质制油、气手艺，交通低碳成长推进建筑和。保障国度能源平安的主要手段成长绿色甲醇/油品手艺也是。

　　、用户数量多、分布地域广的特点建筑和交通用能具有单体用能少。多能融合手艺通过智能化，筑之间的能量交互流动构成电力-交通-建，体能效提高整。

　　略方针严重科技需求环绕国度“双碳”战，技成长路线图研究提出科，立异策源地制造原始，焦点手艺冲破环节，使用示范开展分析，绿色转型成长支持财产低碳，技制高点抢占科，人才高地建成立异，响力和话语权提拔国际影。双碳”计谋实施中在科技支持国度“，力量的骨干引领感化起到国度计谋科技。

　　程工程研究所张锁江称谢 中国科学院过，高档研究院魏伟中国科学院上海，究所李前锋、朱汉雄、詹晶中国科学院大连化学物理研，立异研究院彭子龙中国科学院赣江，究所王一波、赵慧斌中国科学院电工研，军等对论文提出了很多贵重看法和建议以及中国科学院工程热物理研究所隋，示衷心感激在此一并表！

　　前目，、储能手艺、智能电网与分布式能源等新手艺我国正在鼎力成长可再生能源、核能发电手艺。使用能够构成对煤电的替代可再生能源与核能大规模。水大规模制取绿氢可再生电力电解，铁、建材等行业耦合绿氢与煤化工、钢，行业 CO2 排放能够大幅度降低这些。反映制油品、化工品绿氢与 CO2 ，业的主要弥补是对石化行。远看长，中国能源的主体能源可再生能源必将成为，海优势电、生物质能、地热能、海洋能新手艺因而要重点成长新型高效太阳能电池、大功率。

　　能源出产国和消费国作为世界上最大的，对天气变化工作步履中国积极参与全球应，定书》《巴黎协定》等一系列公约的告竣和生效鞭策了《结合国天气变化框架公约》《京都议。天气变化步履具有决定性意义中国实现碳中和对于世界应对。的国度将完成全球最高的碳排放降幅“双碳”方针意味着作为生齿最多，应对天气变化彰显中国积极，配合体的大国担任鞭策建立人类命运。

　　泥等难减排行业碳排放问题的主要手段CCUS 手艺是未来处理钢铁、水，和方针的保底手艺是我国实现碳中。此因，济性必需遭到关心CCUS手艺的经。

　　固碳量与天然碳汇量之和时当报酬碳排放量等于报酬，和（图 2）就实现了碳中。启动了“中国碳中和框架路线图研究”严重征询项目2021 年中国科学院（简称“中科院”）学部，源消费端、固碳端“三端发力”的总思绪提出了实现碳中和需要在能源出产端、能。出产端能源，石能源耗损要降低化，化石能源发电、制氢成长非碳能源替代，源供应系统建立新型能；消费端能源，碳能源对化石能源消费的替代实现电力、氢能、太阳能等非；碳端固，与操纵等工程去除不得不排放的 CO2次要是通过生态扶植、土壤固碳、碳封存。

　　展提拔工业电气化程度2.连系洁净电力发，低工业 CO2 排放替代化石能源供能降，炉、电窑炉等手艺如电炉冶金、电锅。

　　炭占 90% 以上中国化石资本中煤。国以煤为主的能源布局短期内无法改变“富煤贫油少气”资本禀赋决定了中。

　　项弘大而复杂的系统工程实现“双碳”方针是一，深刻的社会变化是一场普遍而，运输等国民经济支柱的各个范畴涉及能源出产、工业用能、交通，满足要求的可用手艺少等一系列挑战面对着降碳幅度大、调整时间短、。

　　持结合3.坚，合作激励，推进稳步。”科技立异专项支撑手艺研发建议国度相关部分设立“双碳，政策出台，双碳”手艺研发与示范使用激励和指导企业财产进行“，财产升级迭代加速手艺和。

　　技使命局材料能源处处长何京东中国科学院严重科。劳伦斯伯克利国度尝试室进行拜候学者研究2018年2月—2019年2月在美国。术和能源成长计谋研究次要处置干净能源技，能源范畴的项目筹谋、组织和办理工作目前担任中国科学院严重科技使命局。

　　业化中后期我国处于工，GDP）碳排放量高单元国内出产总值（。能源消费总量 70% 摆布我国第二财产能源消费占全国，工等高耗能财产是次要碳排放源此中钢铁、水泥、有色金属、化。的粗钢、58% 的水泥、57% 的电解铝我国 2020 年出产了全球 57% ，GDP 能源耗损强度高的主要缘由这是我国能源耗损总量大、单元 。于全球价值链中低端我国制造业全体处，放的难度要弘远于发财国度通过调整财产布局降低碳排。

　　0 年前实现碳达峰我国力争于 203，和（以下简称“双碳”）2060 年前实现碳中，内国际两个大局做出的严重计谋决策是以习同志为焦点的党地方统筹国，款式、鞭策高质量成长的内在要求是贯彻新成长理念、建立新成长，做出的庄重许诺是中国对世界。

　　建多能融合能源新系统的理念2018 年中科院提出了构。从泉源上降低碳排放实现“双碳”方针要，降低化石能源消费总量此中最次要的路子就是。是但，展、牺牲国度能源平安和财产链平安为价格降低化石能源消费不克不及以牺牲经济社会发，虑先立后破必需全盘考。、核能等新能源的同时在鼎力成长可再生能源，和工业系统的无缝链接重视新能源与现有能源，源出产和操纵新系统成立多能融合的能。零碳能源对高碳能源的逐渐替代过程实现“双碳”方针的过程也是低碳/。稳步成长为根本以保障经济社会，”计谋为方针以实施“双碳，源出产与消费系统考虑能，国国情连系中，多能互补、工业流程低碳再造、交通建筑智能化多能融合为主线成长以化石能源洁净高效操纵与耦合替代、洁净能源规模使用与，合低碳能源出产与操纵新模式（图 3）以氢能、储能、甲醇为环节平台的多能融，和绿色低碳轮回成长的经济系统的建立支持洁净低碳、平安高效的能源新系统。

　　京东何,大泉曹,晓男段,涛赵,奇锋李,宇肖,中民刘,海生陈,计谋科技力量感化丁赤飚.阐扬国度，科技支持.中国科学院院刊为“双碳”方针供给无力,2220,415-42237(4):.

　　前实现碳达峰2030 年，到 8 年的时间里意味着中国要在不，平安高效的能源系统初步成立洁净低碳、，取得严重进展财产布局调整，手艺起头规模化推广使用一多量变化性绿色低碳，效率达到国际先辈程度重点耗能行业能源操纵，展模式根基构成重点范畴低碳发；年实现碳中和2060 ，前的 20% 上升到 80%要求我国非化石能源比例由目。时间只要 30 年摆布中国从碳达峰到碳中和的，国度比拟与发财，幅缩短时间大。界最大能源消费国度这对于中国这个世，庞大挑战是一个。系列问题的焦点环节科技立异是处理这一，起到焦点的支持引领感化对“双碳”方针实现应。

　　年第4期专刊：科技支持“双碳”方针实本文刊载于《中国科学院院刊》2022现

　　理念做好碳达峰碳中和工作的看法》中明白提出《中共地方国务院关于完整精确全面贯彻新成长，展全面绿色转型推进经济社会发，平安高效能源系统加速建立洁净低碳，色低碳成长质量提拔城乡扶植绿，升碳汇能力持续巩固提。解资本情况束缚凸起问题实施“双碳”方针是破，升级实现可持续成长鞭策经济布局转型，然协调共生推进人与自，情况管理和生态修复的国度计谋以及推进生态文明扶植、落实；的现实和久远需求是扶植斑斓中国。

　　奇锋1 肖 宇4 刘中民4 陈海生1 丁赤飚何京东1* 曹大泉1 段晓男2 赵 涛3 李1

　　碳、氢能够与能源和化工财产连系工业过程发生的 CO2、一氧化。如例，含一氧化碳钢厂尾气富，绿氢连系能够与，、乙醇、烯烃、芳烃等化工品或燃料操纵煤化工合成气转化手艺出产甲醇。城市建筑供暖相连系工业出产中的余热与，全体碳排放降低建筑。门之间分歧部，量耦合与物质耦合分歧业业之间的能，全体节能减排效应可望带来较着的。如例，热泵手艺供能很多建筑采用，厂、污水厂、工场冷却水等）作为低温热源水源热泵操纵市政或者工业水源（如自来水，高热泵能效能够大幅提，全体能耗降低建筑。

　　院为例以中科，科技力量主力军作为国度计谋，面有成建制的研究步队其在“双碳”科技方，了一批主要功效持久堆集并取得。打算”的指点下在“双碳步履，阐扬劣势中科院将，瞻结构自动前，部分亲近共同与国度相关，骨干企业的合作加强与处所和，批严重项目摆设实施一，担国度严重使命积极建议和承，国际合作等方面供给全面支撑出台相关政策在人才、平台、，方针供给强无力的科技支持勤奋为国度实现“双碳”。

　　电力、燃气和供暖建筑用能次要是。方面一，节能手艺成长建筑，节能尺度提高建筑；方面另一，气化体例降低 CO2 排放能够在有前提地域采用建筑电。时同，式“光储直柔”电力系统依托建筑本身成长分布，出产者和调控者建筑成为能源的，低建筑能耗能够大幅降。热/储冷手艺成长跨季候储，式供能手艺以及分布，供能够显著提高系统能效通过氢、电、热、冷联。有储电/储热功能部门建筑本身具，电网交互能够与，峰和需求侧响应参与电力系统调，系统不变性提拔电力。将成为支流将来电动车。2021 年中国度庭人均用电 2.3 千瓦时/天每台电动车储电能满足 4 口之家 5 天用电量（，50 千瓦时计较）按每台电动车储电 。车网互脱手艺通过智能化，网能量和功率的调理器电动车成为建筑与电，靠性也会大幅添加建筑用能效率和可。

　　化多能融合通过智能，能源汽车的成长可推进我国新。汽车保有量跨越 3 亿辆我国 2021 岁尾全国，达 784 万辆新能源汽车保有量，年添加 59%比 2020 。划（2021—2035 年）》中明白提出国务院办公厅印发的《新能源汽车财产成长规，与能源融合成长鞭策新能源汽车，可再生能源高效协同推进新能源汽车与。电池退役后电动汽车的，网的储能单位继续利用能够作为建筑或者电。

　　能源占绝对主导地位中国能源布局中化石。消费中煤炭占 61%2020 年中国能源， 22%石油占，占 9%天然气，能占 8%可再生及核；端来看从消费， 56%+工业原料 9%）工业占 65%（工业用能， 19%建筑占，%（图 1）交通占 16。热量环境下在不异发，O2）比例大致为 10 : 8 : 6煤、石油、天然气燃烧发生的二氧化碳（C。发生的碳排放量比例大致为 11 : 3 : 1由此能够估算出中国煤炭、石油、天然气燃烧操纵。

　　能不变、碳排放低的劣势核能具有能量密度高、供。以将乏燃料转换为可用的燃料加快器驱动的先辈核能手艺可，原料操纵率成倍提高核，低核废料量并能显著降。平安、矫捷、节水的特点钍基熔盐堆核能系统具有，主要标的目的之一是核能成长。类的能源终极胡想可控核聚变是人，得了世界领先程度的进展我国这方面的工作曾经取，56 秒长脉冲高参数等离子体运转等多项世界记载缔造了 1.2 亿摄氏度 101 秒和 10，核聚变能尝试堆标的目的勤奋目前正在向扶植紧凑型。

　　于碳达峰、碳中和的严重决策摆设为深切贯彻落实党地方、国务院关，层设想强化顶，科建制化劣势充实阐扬多学，和计谋步履打算”（以下简称“双碳步履打算”）中科院启动实施“中国科学院科技支持碳达峰碳中。关范畴开展“双碳”科研攻关的主要工作根据“双碳步履打算”是此后一个期间中科院相。是开放性的科技规划“双碳步履打算”，时俱进对峙与，计谋需求进行调整和更新将按照国际形势和国度。

　　了实现“双碳”方针只能走适合我国国情的道路我国特殊的资本禀赋、成长模式和成长速度决定。计谋研究需要加强，成长纪律和大势把握科学手艺，来成长趋向及路线图研判重点手艺的未，术及冲破性、倾覆性新手艺识别和发觉将来潜在新兴技，手艺的成长打算提出系列环节，成长的分析感化及影响研判环节手艺及其组合。双碳”科技成长路线图尽快科学制定中国“，单和时间表手艺成长清，转型成长的手艺标的目的引领经济社会的低碳。

　　“双碳”）方针中起到主要的支持引领感化科技立异在实现碳达峰、碳中和（以下简称。源消费、固碳 3 个方面持续发力实现“双碳”方针要在能源出产、能，互补、工业流程低碳再造、建筑交通智能化多能融合为主线建立以化石能源洁净高效操纵、洁净能源规模操纵与多能，多能融合能源出产和操纵新模式以甲醇、氢能和储能为平台的，系统和洁净低碳平安高效的能源系统支持制造绿色低碳轮回成长的经济。学院科技支持碳达峰碳中和计谋步履打算”2022 年中国科学院启动了“中国科，、人才步队扶植、国际合作支持、立异系统能力提拔、“双碳”科普等八大步履通过实施科技计谋研究、根本前沿交叉立异、环节手艺冲破、新手艺分析示范，方针供给无力科技支持为我国实现“双碳”。

　　前目，别离跨越了 70% 和 40%我国石油和天然气对外依存度曾经。的国际形势下在当前复杂，济平安和国度平安的重中之重油气供应平安曾经成为我国经。须端在本人手里”“能源的饭碗必，国外油气的依赖就必需降低对。资本最为丰硕的国度之一我国是世界上可再生能源，石能源出产和操纵手艺（例如鼎力成长可再生能源等非化，、生物质制油等实现油气替代）可再生能源电力代油、绿氢代油，平安的最靠得住手段是保障我国能源，的主要标记是能源强国，”方针的必然选择也是实现“双碳。

　　动打算”方针环绕“双碳行，八大步履统筹推进，点使命（表 1）实施 18 项重。

　　生态系统管护与固碳增汇环节手艺攻关加强丛林、草原等陆地生态系统和近海，渔业养殖等固碳减排手艺供给种植业、畜牧业、，益和农业绿色成长供给科技支持为提拔国度严重生态工程固碳效。碳汇增汇示范区扶植科学推进生态系统，汇提拔空间结构建议方案提出国度标准生态系统碳，”的生态系统碳汇研究与天气变化管理支持系统构成立体监测、手艺示范和决策支撑“三位一体。

　　术、绿氢替代手艺降低碳排放1.成长变化性绿色低碳技，电极电解铝手艺如氢冶金、无碳。

　　和具有主要的意义碳汇对实现碳中。前目，理不清晰碳汇机，在较大的不确定性科学计较方式还存。地球深部碳轮回、生态碳汇不变性、天气变化与碳轮回互馈机制等加强根本研究要针对地质碳汇的科学评估与增汇手艺、生态系统碳汇、天气变化与碳汇关系、，、碳汇潜力评估新手艺成立碳库核算新方式，论指点和科学根据为碳中和供给理。

　　财产布局的调整4.要出格注重，间的彼此联系关系强化行业之，间的彼此感化以及各地域之。

　　料和产物布局3.调整原，化再造和财产升级推进工业流程低碳，、新型水泥制造手艺等如原油间接制化学品。

　　、最经济的能源资本煤炭是我国最靠得住，杂的国际形势下出格是在当前复，气、化学品煤制油、，充替代进话柄现油气补，气平安的刚需是保障国度油。础工业的次要燃料和原料煤炭也是冶金、建材等基，污染物和碳排放高档问题但遍及具有系统效率低、。”方针下“双碳，节能减排手艺必需加大成长，和碳排放要求满足污染物，全和财产链平安保障能源供应安。根本”再向“保障”改变是大趋向煤炭的能源地位从“主体”向“。产与供应的不变性提出了新的挑战波动性可再生能源的引入对能源生。成本的储能手艺成熟之前在长时间、大容量、低，活调峰发电手艺要成长高效灵。系统的“不变器”燃煤发电作为电力，底保障感化应起到兜。

　　场深刻的全社会变化“双碳”方针是一，的系统工程是一个庞大，为王”将获得充实体此刻这场变化中“手艺。标的手艺立异系统支持“双碳”目，顶层设想需要加强，体系体例劣势阐扬国度，进行统筹结构全国一盘棋。