劍橋大學學者發表文章指出實現凈零排放的目標需要技術、社會和基于自然的解決方案的組合，提出了在未來10年需要優先研究的領域和課題，涉及電力系統、建筑、公路交通、航空和海運、工業、土地/海洋/農業、垃圾、溫室氣體的移除。

A.電力系統

——發電

需要優先研究的內容：（i）新的形狀和安裝模式的薄膜太陽能電池材料；（ii）如何設計風力渦輪機，以在葉片、渦輪機、塔架等約束條件下提供靈活的電力輸出；(iii）采用低成本的方式，為具有碳捕獲和儲存功能的天然氣廠提供靈活性；(iv）如何降低海上漂浮風電的成本；(v）提高潮流渦輪機的穩健性，開發新技術，例如海上漂浮風電、波浪和潮汐發電；(vi）小型模塊化核反應堆的可行性；(vii）（海洋）可再生能源對自然資本和生態系統服務的累積影響，以及監測和緩解這些影響的方案。

——儲能

需要優先研究的內容：（i）高充放電循環效率的技術（>60%）；(ii）降低電解槽成本和耗水量的方法；(iii）提高光催化制氫的效率；(iv）儲氫；(v）高能量密度蓄熱；(vi）電池的替代材料；(vii）確定儲能容量需求的方法。

——系統規劃和運行

需要優先研究的內容：（i）改進轉換和控制系統，以提供穩定的電力系統運行；（ii）基于先進優化技術的新決策支持工具；(iii）氣候變化對可再生能源發電的影響。

——電網

需要優先研究的內容：（i）如何增加高壓直流（HVDC）變流器和電纜的容量，并促進覆蓋全國和國際大面積的多端網絡的運行（例如，跨越緯度的HVDC互連，以傳輸太陽能）；(ii）氣候變化對電網造成的壓力。

B.建筑部門

——新建房屋

需要優先研究的內容：（i）如何確保所有社區都能負擔得起低碳建筑，降低經濟成本增加的風險；(ii）如何基于生命周期分析和考慮建筑內含碳，以最低成本創建零碳建筑；(iii）如何確保團隊協作并交付滿足設計目標的建筑；(iv）通過熱泵和區域熱網實現脫碳，使建筑物的能源需求與能源供應相匹配。

——現有建筑改造

需要優先研究的內容：（i）建筑節能改造是跨學科的任務，不能僅讓工程技術占主導地位，需要考慮基礎設施轉型的社會和自然影響的系統方法；（ii）關于節能改造的影響和附帶效益的數據庫。

C.公路運輸

——出行需求管理

需要優先研究的內容：（i）降低車輛擁有/使用需求相關政策的有效性；(ii）克服反彈效應（比如在家工作導致需要的快遞更多）。

——輕型電動汽車

需要優先研究的內容：（i）公寓樓居民在家充電；(ii）充電的替代選項。

——重型貨車

需要優先研究的內容：（i） 重型貨車用氫燃料電池；(ii）基礎設施提供商、車隊運營商和政府的商務模式；（iii）貨物運輸和物流的運營績效；(iv）自然資源消耗，包括材料（鉑、鈷）和土地使用變化。

D.工業

——碳捕集利用和封存（CCUS）

需要優先研究的內容：解決CCUS加快部署的瓶頸：實施系統方法，將集群級工程和環境/技術解決方案與經濟、行為和政策相結合。

——能源效率

需要優先研究的內容：（i）產業廠址之間的整合，以優化能源/資源利用；(ii）產業協同的潛力，即產業集群層面的循環經濟；(iii）關鍵材料和技術所需金屬的供應。

——氟化氣體

需要優先研究的內容：（i）自下而上和自上而下清單之間的差異，更好地監測和量化氟化氣體排放；(ii）現有技術的改進（例如鋁的生產用脫碳陽極、置換氣體）；(iii）探索氣候緩解方案和替代方案，對新興技術進行廣泛的生命周期分析；(iv）將減排技術從半導體擴展到鋁和稀土制造。

E. 土地/海洋用途和農業

需要優先研究的內容：（i）改變飲食建議和成本如何改變食品需求，以及這種改變的公平性；（ii）技術可行性評估基礎上進行社會和經濟研究；(iii）從地方到區域范圍對陸地和海洋固碳方法的適用性進行評估，確保與其他土地和海洋利用需求（如糧食生產）保持平衡；（iv）作物和動物育種創新；(v） 飼料添加劑；(vi）土壤改良劑（如生物炭、增強風化）；(vii）如何提高監測和報告技能；(viii）糧食生產和土地使用的變化如何影響其他部門（如水）以及下游沿海和海洋系統所需的資源；(ix）糧食生產系統（綜合作物/牲畜）的循環性和恢復力；(x）土地和海洋利用決策的影響，包括生物能源作物生產，以及與其他生態系統服務的權衡。

E.航空和海運

——航空

需要優先研究的內容：（i）電池驅動飛機；(ii）氫燃料提供零碳排放，但容納燃料箱所需的空間減少了有效載荷和里程；(iii）可持續航空燃料用于現有飛機上，但其生產成本過高，并且還受到生產所需能源和可持續原料來源的限制。

——海運

需要優先研究的內容：（i）短途海運用電池和混合動力船舶；(ii）基于綠氫/藍氫生產的氨作為海運燃料。

F. 垃圾

需要優先研究的內容：（i）改進現有填埋場（甲烷收集/使用）、堆肥、厭氧消化、焚燒（捕獲二氧化碳和毒素）、回收（分類/標記）和水處理工藝；(ii）研究新技術，如化學和生物回收以及廢物轉化為能源；(iii）安全拆卸和回收電子廢物（如光伏和鋰離子電池）；(iv）消除浪費的戰略（例如，新的商業模式，設計更符合循環經濟的產品）；(v）不同行為干預措施的權衡和效果，包括教育、政策、產品設計；(vi）將有機廢物用于制造業。

G. 溫室氣體的移除

需要優先研究的內容：（i）如何平衡二氧化碳去除與實現其他可持續發展目標；(ii）可持續的生物量資源利用；(iii）改進二氧化碳捕獲和儲存的技術方法；(iv）非二氧化碳溫室氣體的捕集；(v）將碳封存與二氧化碳利用聯系起來的創新方法。