3.1 碳中和技術發展總體目標

為保障我國碳排放高質量達峰和實現碳中和目標提供技術可行、經濟可承受的科技支撐，是我國碳中和技術發展的總體目標。根據我國力爭實現2030年前二氧化碳排放達峰和2060年前碳中和愿景，以及2035年前碳排放穩中有降的有關規劃，我國碳排放趨勢可分為達峰期、平臺期、下降期以及中和期四個階段。在不同發展階段，需要根據碳排放特征、減排需求，針對性地部署符合該階段目標需求的減排技術。

在達峰期，高質量達峰需要兼顧經濟社會可持續發展。減排手段主要集中在節能減排技術廣泛推廣、可再生能源技術應用占比提升、能效技術潛力進一步釋放等，新興技術如碳捕集利用與封存（CCUS）技術、生物質利用與CCUS技術結合（BECCS）等需提前有序部署以減輕未來壓力，從而實現我國預期的達峰目標。

在平臺期與下降期，需實現國內經濟發展與碳排放完全脫鉤，碳排放顯著下降，核心的碳中和技術取得較大突破，大部分技術實現規模化推廣，能源系統逐步實現近零排放。這一階段能效提升技術的貢獻逐漸變小，主要減排手段集中在脫碳零碳技術規模化推廣與商業化應用，脫碳燃料、原料和工藝全面替代，負排放技術廣泛示范等。

進入中和期，我國將要或者已經全面建成社會主義現代化強國，經濟社會發展綠色低碳/脫碳轉型已經完成，碳中和技術發展處于全球引領位置，脫碳、零碳和負排放技術進一步推廣，全面支撐碳中和目標實現。

3.2 碳中和目標下主要行業技術發展需求

電力、工業、建筑和交通等社會經濟部門的排放是我國碳排放的主要來源，需結合各部門自身排放結構和發展的異質性，明確推廣需要的碳中和技術，同時考慮非二氣體排放的削減，以實現全社會的零碳發展。

電力部門是實現2060碳中和目標的關鍵所在。能效進步、可再生能源占比提升是達峰期的主要減排手段，高比例非化石能源電力系統的安全性和靈活性將成為重大難點，電力系統集成優化減排技術與各類需求側響應技術需開始部署。隨著電力系統逐步實現零碳排放，提高能源生產及利用效率技術的貢獻將下降，可再生能源及核能發電技術的推廣、CCUS技術和BECCS等負排放技術開始進入商業推廣階段并成為電力部門減排的主要貢獻技術。電力系統集成優化減排技術需要在全國范圍普及應用。到電力系統實現負排放，化石能源發電將全部采用CCUS技術，并通過BECCS等實現負排放。

工業部門是中國的能耗和碳排放大戶，是實現碳中和目標的重點領域。實現工業部門的高質量達峰，主要依靠工業生產節能、減少工業產品需求量以及提升產品利用率的節材技術。工業原料替代、工藝革新與CCUS技術大都還在研發階段，達峰期貢獻較少。隨著相關技術潛力和技術成熟度的改變，各類技術的貢獻占比也將發生較大變化：節能技術的潛力相對下降，節材技術、工業原料替代、工藝革新與CCUS技術將隨著有關技術的成熟，貢獻不斷增加，成為工業部門碳中和的主要貢獻技術。

建筑部門的碳排放已開始進入平臺期，總體來說各項需求都存在零碳解決方案，應率先進入去峰期并盡早實現近零排放。服務需求減量技術以及效率提升技術為2030年之前的主要減排手段；調整能源結構與可再生能源利用技術，包括建筑電氣化、光伏建筑一體化等在此階段需積極部署。對于建筑部門實現近零排放，能源結構優化是主要途徑，包括電氣化的顯著提升、零碳熱力的推廣等。建筑負荷柔性化技術通過調節建筑負荷曲線實現電網友好，是未來高比例可再生電力發展的重要支撐，應加快技術攻關，在2035年以前具備在全國范圍推廣的能力并在之后持續推廣。

交通部門碳減排潛力大、難度高。國際經驗表明，發達國家在交通運輸規模基本穩定的情況下，實現碳中和亦非常困難。發展公共交通、優化運輸結構等需求減量技術和提高能源利用效率技術是盡早達峰的主要減排手段。電動貨車、生物柴油燃料技術等燃料替代技術對實現交通部門快速深度減排將起到關鍵作用，需積極研發部署。同時，交通用能供需匹配技術應在全國普及和應用，以減輕交通部門的供需矛盾。預計航空與遠洋航海到中和期還可能有部分排放難以削減，需要顛覆性技術。

現階段非二氣體的管控與減排相關技術還較為薄弱，亟需科技相關部署與支撐。要實現非二氣體盡快進入減排期，完全消減需求和替代原有需求為主要減排手段。煤層氣回收、工業部門尾氣排放催化分解處理等末端回收和處置技術多還處于研究階段，貢獻占比目前相對較小，但伴隨技術進步將逐漸增加。預計到2060年仍有部分非二氣體難以減排，剩余的排放量需要顛覆性技術的研發與應用。

3.3 亟須優先部署的技術突破方向

“十四五”是碳達峰與碳中和目標實現的關鍵時期，應全面加強相關脫碳、零碳技術發展的全局性部署，加快開展以實現碳中和為目標的零碳、負排放技術研發與示范。

一是重點突破零碳電力技術。圍繞能源生產消費方式深度脫碳轉型需求，以一次能源結構非化石化為主線，研發推廣大規模低成本儲能、智能電網、虛擬電廠等技術，構建水、風、光等資源利用—可再生發電—終端用能優化匹配技術體系，發展支撐實現高比例可再生能源電網靈活穩定運行的相關技術，推動工業、交通、建筑電氣化進程。

二是加快推進零碳非電能源技術的研發與商業化進程。加快化石能源制氫+CCUS等“藍氫”技術部署，積極推動可再生能源發電制氫規模化等“綠氫”技術研發，超前儲備其他氫能制備技術，推動生物質能、氨能等其他零碳非電能源技術發展，探索以上能源形式與工業、交通、建筑等深度融合發展的新模式。

三是繼續發展節能節材技術與資源產品循環利用技術。利用新材料、新技術升級現有節能技術和設備，持續挖掘節能潛力提升能效，提高能源精細化管理水平。推動鋼鐵、水泥等基礎材料的高性能化、減量化和綠色化轉型，減少鋼鐵、水泥、化工等產品的需求量與提高材料利用效率。重點推進電能替代、氫基工業、生物燃料等工藝革新技術并推廣應用，包括氫能煉鋼、電爐煉鋼、生物化工制品工藝等，強化和加速推進以CO2為原料的化學品合成技術研發。

四是超前部署增匯技術和負排放技術。發展CCUS關鍵技術及其與工業、電力等領域的集成技術，重點部署BECCS以及直接空氣捕集（DAC）技術，探索太陽輻射管理等地球工程技術并開展綜合影響評估，發展農業、林業草原減排增匯技術，研究海洋、土壤等碳儲技術，發展以紅樹林、海草床、鹽藻為代表的海洋藍碳等技術。

五是推動耦合集成與優化技術發展并開展工程示范。聚焦能源體系零碳轉型升級、工業產品綠色低碳發展、各終端消費部門近零排放等，及時評估相應脫碳、零碳和負排放技術發展進程，促進不同技術單元集成耦合，最大限度地挖掘相應技術的減排潛力，協同溫室氣體與污染物減排，促進社會經濟各部分全鏈條低碳/脫碳綠色轉型。融合人工智能、互聯網、信息通訊等系統優化技術，開展技術融合優化的工程示范。