3.1 碳中和技术发展总体目标

为保障我国碳排放高质量达峰和实现碳中和目标提供技术可行、经济可承受的科技支撑，是我国碳中和技术发展的总体目标。根据我国力争实现2030年前二氧化碳排放达峰和2060年前碳中和愿景，以及2035年前碳排放稳中有降的有关规划，我国碳排放趋势可分为达峰期、平台期、下降期以及中和期四个阶段。在不同发展阶段，需要根据碳排放特征、减排需求，针对性地部署符合该阶段目标需求的减排技术。

在达峰期，高质量达峰需要兼顾经济社会可持续发展。减排手段主要集中在节能减排技术广泛推广、可再生能源技术应用占比提升、能效技术潜力进一步释放等，新兴技术如碳捕集利用与封存（CCUS）技术、生物质利用与CCUS技术结合（BECCS）等需提前有序部署以减轻未来压力，从而实现我国预期的达峰目标。

在平台期与下降期，需实现国内经济发展与碳排放完全脱钩，碳排放显著下降，核心的碳中和技术取得较大突破，大部分技术实现规模化推广，能源系统逐步实现近零排放。这一阶段能效提升技术的贡献逐渐变小，主要减排手段集中在脱碳零碳技术规模化推广与商业化应用，脱碳燃料、原料和工艺全面替代，负排放技术广泛示范等。

进入中和期，我国将要或者已经全面建成社会主义现代化强国，经济社会发展绿色低碳/脱碳转型已经完成，碳中和技术发展处于全球引领位置，脱碳、零碳和负排放技术进一步推广，全面支撑碳中和目标实现。

3.2 碳中和目标下主要行业技术发展需求

电力、工业、建筑和交通等社会经济部门的排放是我国碳排放的主要来源，需结合各部门自身排放结构和发展的异质性，明确推广需要的碳中和技术，同时考虑非二气体排放的削减，以实现全社会的零碳发展。

电力部门是实现2060碳中和目标的关键所在。能效进步、可再生能源占比提升是达峰期的主要减排手段，高比例非化石能源电力系统的安全性和灵活性将成为重大难点，电力系统集成优化减排技术与各类需求侧响应技术需开始部署。随着电力系统逐步实现零碳排放，提高能源生产及利用效率技术的贡献将下降，可再生能源及核能发电技术的推广、CCUS技术和BECCS等负排放技术开始进入商业推广阶段并成为电力部门减排的主要贡献技术。电力系统集成优化减排技术需要在全国范围普及应用。到电力系统实现负排放，化石能源发电将全部采用CCUS技术，并通过BECCS等实现负排放。

工业部门是中国的能耗和碳排放大户，是实现碳中和目标的重点领域。实现工业部门的高质量达峰，主要依靠工业生产节能、减少工业产品需求量以及提升产品利用率的节材技术。工业原料替代、工艺革新与CCUS技术大都还在研发阶段，达峰期贡献较少。随着相关技术潜力和技术成熟度的改变，各类技术的贡献占比也将发生较大变化：节能技术的潜力相对下降，节材技术、工业原料替代、工艺革新与CCUS技术将随着有关技术的成熟，贡献不断增加，成为工业部门碳中和的主要贡献技术。

建筑部门的碳排放已开始进入平台期，总体来说各项需求都存在零碳解决方案，应率先进入去峰期并尽早实现近零排放。服务需求减量技术以及效率提升技术为2030年之前的主要减排手段；调整能源结构与可再生能源利用技术，包括建筑电气化、光伏建筑一体化等在此阶段需积极部署。对于建筑部门实现近零排放，能源结构优化是主要途径，包括电气化的显著提升、零碳热力的推广等。建筑负荷柔性化技术通过调节建筑负荷曲线实现电网友好，是未来高比例可再生电力发展的重要支撑，应加快技术攻关，在2035年以前具备在全国范围推广的能力并在之后持续推广。

交通部门碳减排潜力大、难度高。国际经验表明，发达国家在交通运输规模基本稳定的情况下，实现碳中和亦非常困难。发展公共交通、优化运输结构等需求减量技术和提高能源利用效率技术是尽早达峰的主要减排手段。电动货车、生物柴油燃料技术等燃料替代技术对实现交通部门快速深度减排将起到关键作用，需积极研发部署。同时，交通用能供需匹配技术应在全国普及和应用，以减轻交通部门的供需矛盾。预计航空与远洋航海到中和期还可能有部分排放难以削减，需要颠覆性技术。

现阶段非二气体的管控与减排相关技术还较为薄弱，亟需科技相关部署与支撑。要实现非二气体尽快进入减排期，完全消减需求和替代原有需求为主要减排手段。煤层气回收、工业部门尾气排放催化分解处理等末端回收和处置技术多还处于研究阶段，贡献占比目前相对较小，但伴随技术进步将逐渐增加。预计到2060年仍有部分非二气体难以减排，剩余的排放量需要颠覆性技术的研发与应用。

3.3 亟须优先部署的技术突破方向

“十四五”是碳达峰与碳中和目标实现的关键时期，应全面加强相关脱碳、零碳技术发展的全局性部署，加快开展以实现碳中和为目标的零碳、负排放技术研发与示范。

一是重点突破零碳电力技术。围绕能源生产消费方式深度脱碳转型需求，以一次能源结构非化石化为主线，研发推广大规模低成本储能、智能电网、虚拟电厂等技术，构建水、风、光等资源利用—可再生发电—终端用能优化匹配技术体系，发展支撑实现高比例可再生能源电网灵活稳定运行的相关技术，推动工业、交通、建筑电气化进程。

二是加快推进零碳非电能源技术的研发与商业化进程。加快化石能源制氢+CCUS等“蓝氢”技术部署，积极推动可再生能源发电制氢规模化等“绿氢”技术研发，超前储备其他氢能制备技术，推动生物质能、氨能等其他零碳非电能源技术发展，探索以上能源形式与工业、交通、建筑等深度融合发展的新模式。

三是继续发展节能节材技术与资源产品循环利用技术。利用新材料、新技术升级现有节能技术和设备，持续挖掘节能潜力提升能效，提高能源精细化管理水平。推动钢铁、水泥等基础材料的高性能化、减量化和绿色化转型，减少钢铁、水泥、化工等产品的需求量与提高材料利用效率。重点推进电能替代、氢基工业、生物燃料等工艺革新技术并推广应用，包括氢能炼钢、电炉炼钢、生物化工制品工艺等，强化和加速推进以CO2为原料的化学品合成技术研发。

四是超前部署增汇技术和负排放技术。发展CCUS关键技术及其与工业、电力等领域的集成技术，重点部署BECCS以及直接空气捕集（DAC）技术，探索太阳辐射管理等地球工程技术并开展综合影响评估，发展农业、林业草原减排增汇技术，研究海洋、土壤等碳储技术，发展以红树林、海草床、盐藻为代表的海洋蓝碳等技术。

五是推动耦合集成与优化技术发展并开展工程示范。聚焦能源体系零碳转型升级、工业产品绿色低碳发展、各终端消费部门近零排放等，及时评估相应脱碳、零碳和负排放技术发展进程，促进不同技术单元集成耦合，最大限度地挖掘相应技术的减排潜力，协同温室气体与污染物减排，促进社会经济各部分全链条低碳/脱碳绿色转型。融合人工智能、互联网、信息通讯等系统优化技术，开展技术融合优化的工程示范。