“碳中和”的内涵、创新与愿景

地质作用引起的全球性气候变化是地质历史时期5次全球性生物大灭绝的主要诱因之一。人类工业化活动导致生态系统遭到严重破坏,大气CO2温室效应加剧,生存环境面临威胁与挑战。碳中和目标是人类面对气候变化危机的主动作为和共同追求,探究"碳中和学"的理论与技术内涵、科技创新体系和发展前景,具有深远的意义。研究结论认为:(1)碳中和体现"能源学"与"碳中和学"的理论内涵,包含碳减排、零碳、负碳、碳交易等;(2)碳中和催生以CCUS(碳捕集、利用和封存)/CCS(碳捕集与封存)为核心的碳工业和以绿氢为核心的氢工业等新产业;"灰碳"和"黑碳"是CO2的两种应用属性,"碳+""碳-""碳="是碳中和的3种产品与技术;(3)中国实现碳中和目标面临三大挑战:一是能源转型规模大,碳中和实现周期较短;二是能源转型过程中存在着安全不确定性、利用经济性、颠覆性技术难预测性等问题;三是转型后可能面临新的关键技术"卡脖子"和关键矿产资源"断链子"等风险;(4)基于目前的认知预判能源领域的十大颠覆性技术与产业包括煤炭地下气化、中低熟页岩油原位开采、CCUS/CCS、氢能与燃料电池、生物光伏发电、天基太阳能发电、光储智能微网、超级储能、可控核聚变、智慧能源互联网,同时碳中和需要实施节能提效、减碳固碳、科技创新、应急储备、政策支撑五大战略协同工程;(5)未来我国不同能源类型定位各有侧重,煤炭将发挥保障国家能源战略"储备"与"兜底"作用,石油将发挥保障国家能源安全"急需"与民生原料用品"基石"作用,天然气将发挥保障国家能源"安全"与新能源最佳"伙伴"作用,新能源将发挥保障国家能源战略"接替"与"主力"作用;(6)碳中和是绿色化工业革命、减碳化能源革命、生态化科技革命的重大实践,将为人类社会、环境与经济带来新的深刻变革;(7)碳中和进程中需遵循"技术的颠覆性突破、能源的安全性保障、经济的可行性实现、社会的稳定性可控"4项原则,重点依靠科技创新与管理变革保障国家能源"独立自主"与碳中和目标的实现,为宜居地球、绿色发展、生态文明建设做出中国贡献。