國內碳中和技術研究進展評述

楊瑞豐，徐 俊

（1.東南大學 經濟管理學院, 江蘇 南京 211102；2.廣東工業大學 生態環境與資源學院, 廣東 廣州 510006）

“碳中和”一般指二氧化碳(CO2)凈零排放，即規定時期內全球人為CO2去除量抵消人為CO2排放量[1]。地球物理與大氣科學相關研究初步揭示了包括二氧化碳在內的溫室氣體對人類生存環境的巨大影響[2-4]。對此，聯合國政府間氣候變化委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) 自1990年以來進行了6次科學評估，明確了人類活動向大氣中排放大量以二氧化碳為代表的溫室氣體導致了氣候變化，是全球變暖主要原因[5]。在聯合國主導下，世界各國開展了多項氣候合作，并于2015年通過了《巴黎協定》,確立本世紀下半葉全球溫升目標。我國政府于2020年9月明確承諾努力爭取于2030年前二氧化碳排放達到峰值，2060年前實現碳中和(簡稱雙碳目標)。

碳中和的實現依賴于政策、社會、市場、法律、金融、技術等要素構成的復雜環境下各類要素協同作用[6]，其中技術有著舉足輕重的地位，全球對此高度重視。美國《國家創新路徑報告》提出投資顛覆性的創新技術研發項目，尋找適當的技術組合實現碳中和[7]；歐盟《綠色新政》計劃在7個重點行業開展新技術研究與應用[8]；日本《綠色增長戰略》提出14個領域的技術創新計劃和行業支持[9]；我國提出強化科技創新和綠色低碳科技革命[10]，并發布以發展能源綠色低碳轉型科技為首的十項行動，旨在“2030年前進一步研究突破一批碳中和前沿和顛覆性技術”[11]?？梢哉f，就現狀而言科技支撐是實現碳中和的必由之路。

本文結合國際國內碳中和技術基本情況和國內雙碳要求，對國內碳中和技術研究成果和最新進展進行綜述和討論，希望為現階段我國碳中和領域相關研究提供參考。

1 碳中和技術概況

1.1 碳中和技術體系

1.1.1 碳中和技術內涵

不同于清潔技術、綠色技術等在環境保護領域長期理論與實踐中已形成概念，碳中和技術雖然被廣泛提及，但至今沒有明確界定其內涵?！犊萍贾翁歼_峰碳中和實施方案(2022—2030年)》及眾多業內重點文獻頻頻提及碳中和技術，對于這一提法，一般都理解為促進碳中和實現的技術。如果從《巴黎協定》對于碳中和的界定出發，對于碳中和技術，可以從廣義溫室氣體的角度將其定義為促進“溫室氣體源的人為排放與匯的清除之間的平衡”[12]的技術全體。其中，“源”指向大氣排放溫室氣體、氣溶膠或溫室氣體前體的任何過程或活動，“匯”指從大氣中清除溫室氣體、氣溶膠或溫室氣體前體的任何過程、活動或機制[13]。

1.1.2 碳中和技術分類

目前，碳中和技術從廣義上可以分為“源”端技術及“匯”端技術，具體而言，可以細化為零碳能源重構技術、低碳流程再造技術、非二氣體減排技術以及負碳技術四類[14]；對于只考慮CO2減排的狹義碳中和技術，一般從能源供給消費過程中的碳鏈考慮，包括源頭替代、過程消減和末端處理三個環節，比如構建“三端共同發力體系”或“三端協同聯動”的“能源供給端”技術、“能源消費端”技術和“固碳端”技術[15-16]。

此外，在上述分類之外，一些間接起到促進作用的技術在實際考慮時也被納入碳中和技術分類體系中，如衛星對地觀測與數字地球技術[17]、集成耦合優化技術[18]等。

也有文獻在能源領域對電能與非電能分開討論，提出分類如電力系統脫碳技術、零碳非電能技術、燃料/材料和工藝替代技術、碳捕獲、利用和存儲技術和碳去除技術、非CO2溫室氣體減排技術以及集成和優化技術[19]。

本文為從技術進展角度全面綜合考慮廣義和狹義碳中和概念下的各類技術，選擇從能源供給端技術、能源消費端技術、非二氣體減排技術、固碳端技術四大類開展評述。

1.1.3 國內國際碳中和技術重點領域

我國是世界上最大的溫室氣體排放國家，也是工業體系最為齊全的國家之一。2020年排放總量約為136億 t CO2eq。如此巨大的排放分布在多個行業領域中，其中電力能源活動排放約40億 t CO2eq，非電能源排放約59億 t CO2eq，工業過程排放約13億 t CO2eq，非二溫室氣體排放約24億 t CO2eq，相應地這些也是碳中和技術需要重點攻關的行業領域。就當前技術發展情況細分來看，可以界定煤電、可再生能源、核能、電網、儲能、氫能、化工、鋼鐵、水泥、有色、交通、建筑、非二、碳捕集、利用與封存(Carbon Capture,Utilization and Storage, CCUS)十四個重點領域。

同時，世界主要發達經濟體根據自身難減排部門確立了相應技術減排重點領域(見表1)，這對我國發展重點技術領域具有重要參考作用。例如綠色氫能受到全世界的廣泛關注，將是未來國際碳中和技術競爭與合作的重點對象。

表1 主要國家重點碳中和技術領域1)Table 1 Carbon neutrality technology essential domains of major countries

1.2 國內碳中和技術需求

我國“富煤、缺油、少氣”，2022年全國能源消費總量達54億 t標準煤。由于尚處于工業化、城鎮化建設后半段，仍存在巨大的能源需求?？紤]這些基本國情以及產業結構、排放水平等現實條件，在雙碳目標指引下，我國有著突出的碳中和技術需求。

一是綠色低碳轉型技術需求。要立足以煤為主的資源稟賦，推動煤炭和新能源優化組合，以期達到煤炭清潔高效利用、新能源并網消納、化石能源有序替代、可再生能源高效利用等目標[11]。例如煤電領域，需要提質增效和CO2捕集利用；可再生能源領域，需要更高效低成本的光伏技術、更高空間風力利用和更遠海上風電站；核能領域，需要更安全核電技術更大規模應用；電網領域，需要提升新能源發電與電網系統耦合能力和發展智能電網；儲能領域，需要更大規模電化學儲能；氫能領域，需要更低成本的綠氫制造和運輸存儲技術等[11，14，18，22]。

二是低碳工業再造技術需求。要在傳統工業領域推動原料燃料替代、短流程制造和低碳技術集成耦合優化，以期實現高碳工業流程的零碳和低碳再造[11]。例如化工行業，需要原料燃料替代技術、使用綠電綠氫的蒸餾焙燒工藝等；鋼鐵行業，需要富氧高爐煉鋼工藝、短流程清潔煉鋼技術、綠氫替代還原等；有色行業，需要使用綠電選礦冶煉、電解槽節能化改造、鋁廢金屬回收利用等[11，14]。

三是低碳建筑和交通技術需求。要推動建筑節能減碳標準提升和全過程減碳、驅動載運裝備中化石能源降碳和非化石能源替代，以達到交通系統能效提升和減污降碳協同增效等目標[11]。例如建筑領域，需要綠色低碳建材和建筑電氣化、智能建造、建筑節能化改造等技術；交通領域，需要更高性能汽車電池、氫燃料電池、生物航空煤油、綠色智慧交通體系等[11,14]。

四是非二氣體減排技術需求。要加強甲烷、氧化亞氮及含氟氣體等非二氧化碳溫室氣體的監測和減量替代，促進非二溫室氣體減排[11]。例如氧化亞氮高效分解及抑制技術、垃圾填埋場非二氣體捕集及利用、農業過程中甲烷及氧化亞氮減排等[11,14]。

五是負碳技術需求。要聚焦二氧化碳捕集、利用、存儲與生物固碳等重點環節，降本增效推動規?；瘧肹11]。例如CCUS領域，需要CO2高值化利用、碳捕集-利用一體化、CO2光電催化轉化、空氣碳捕集與生物質能耦合等技術[11,14]。

1.3 國內碳中和技術路徑

我國從碳達峰到碳中和時間跨度短而減排任務重，在這一過程中，我國還要不斷提高經濟發展水平，逐步完成現代化建設，因而需要科學謀劃實現碳中和的技術路徑。徐俊[15]基于我國未來能源消耗和溫室氣體排放的預測，對各部門在碳達峰、深度減排和碳中和不同階段的技術情況做了詳細設計。黃晶等[18]提出了低碳、零碳、負碳技術組合構建碳中和技術路徑的設想。Guo等[19]基于技術可行性和經濟可行性的評估，提出不同時間段不同類型技術的成熟情況和減排貢獻比例。王燦等[22]提出我國應對氣候變化現有技術清單、需求技術清單和未來技術清單。武海云等[23]分部門對碳中和技術路徑做了綜合分析，特別分析了碳交易和碳管理的技術路徑。張希良等[24]基于C-GEM模型重點研究了我國能源經濟轉型并提出相應技術路徑。

目前具有代表性的觀點是在2025年之前，優先支持新風能、太陽能、水力發電和核能發電、CCUS、生物燃料、儲氫、能源輸配電和能源回收技術等，爭取到2030年達到技術成熟。到2035年，實現機械儲能、低排放原材料利用、工業工藝優化、甲烷捕獲和利用以及能源互聯技術商業化。到2040年，實現氫輸送、材料回收、熱能和電力協調供應以及生物質作為原材料等技術商業化。到2060年之前，實現生物能源的碳捕獲和儲存、直接空氣碳捕獲和儲存以及其他顛覆性技術的商業化[19]。

2 國內碳中和技術進展

2.1 能源供給端技術進展

煤電領域。近年較為突出的是高溫亞臨界升級技術方案[25]，該方案可將亞臨界機組主要指標提升到接近超臨界機組水平，節能減污降碳效益突出，若全面推廣可實現年減排CO2超1.11億 t；能提升新能源消納能力，將機組調峰范圍拓寬至20%～100%；改造效果能夠長期保持，汽缸效率投產十年平均下降值不超過1%。另有高低位分軸布置的新型汽輪發電機組方案[26]，這一發明節省大量高溫高壓管道，有力促進700 ℃等級機組的發展。此外，煤電機組靈活性改造也出現一系列解決方案，如利用彈性回熱技術、全負荷低氧低氮燃燒、廣義變頻技術實現煤電20%負荷深度調峰干態運行[26]，增設蓄熱調峰系統和尖峰加熱系統[27]、“鍋爐-高溫儲熱-汽機”一體化熱力系統[28]，有利于促進新能源消納。

可再生能源領域。光伏行業，晶體硅太陽電池技術取得重要進展[29]，多次刷新實驗室效率，其中異質結電池實驗室效率已達26.81%[30]；薄膜電池實驗室技術和產業化技術均實現較大發展，碲化鎘電池、銅銦鎵硒電池、砷化鎵五結電池實驗室效率分別達到20.16%、19.64%和35.4%[29]；新型太陽電池技術表現突出，國內鈣鈦礦電池已開始產業化布局[29]，鈣鈦礦室內光伏電池光電轉換效率最高達到44.72%[31]，鉛硫族量子點電池和鈣鈦礦量子點實驗室效率分別達到15.2%和16.53%[32]，硒(硫)化銻薄膜電池處于國際領先地位[29]；實現世界首個MW級分布式光伏直流并網，以及形成分布式光儲發電集群靈活并網整套技術[29]。風電行業，海上風電技術初步成熟，并大力發展海上風電場建設[33]；同時實現自主研制大兆瓦級整機及核心部件，且低風速、抗臺風、超高塔架等風電技術位居世界前列[34]。

核能領域。我國獨立研發創造第三代核電技術并開始投入商業運營[35]，第四代核電技術取得重大突破[36]，建成第四代核能技術的釷基熔鹽堆并嘗試商業化，該反應堆使用釷-232替代鈾-235，原料更加安全廉價，反應后核廢料是傳統核電站的千分之一。

電網領域。國內初步實現新能源并網[37]，現已具備超高壓和特高壓的直流、交流輸電技術和智能變電技術，以及配電自動化系統技術、分布式電源接入與微電網技術等。

儲能領域。抽水蓄能方面，我國自主研發了5 MW級全功率變速恒頻抽水蓄能機組[38]、大容量蓄能機組制造安裝技術進一步突破。壓縮空氣儲能方面，研發出100 MW級先進壓縮空氣儲能系統相關技術[38]。鉛蓄電池方面，正極添加劑技術和高溫耐腐蝕正極板柵得到進一步發展[38]。鋰離子電池方面，研制出基于預鋰化技術的長壽命鋰離子儲能電池、基于超大電池CTT(Cell to TWh) 技術電芯單體容量可達到560 Ah的LF560K電池、循環次數超3 000次的錳酸鋰和LMFP復合電池及低溫性能優良的超能錳鐵鋰電池等[38]。國內在全釩液流電池關鍵技術上取得“里程碑式進展”[38]，正在研發60kW全釩液流電池電堆。此外，鈉離子電池、重力儲能、熱泵儲電、液態金屬等關鍵技術都有新進展[38，39]。

氫能領域。我國開創海水原位直接電解制氫技術[40]，取得海水制氫技術重大突破，在全球開辟了全新路徑。該技術通過構建微米尺度的“氣相”隔離域，依靠自增濕電解質與海水間天然存在的飽和蒸汽壓差作為傳質驅動力，實現了水分的自發相變遷移及穩定制氫，其實驗裝置法拉第效率近乎100%。此外近年來國內堿性電解槽技術得到較多投資關注[41]，電解槽總裝機量快速提升；質子交換膜電解水制氫也得到較快發展；燃料電池技術初步成熟并產業化[42]。

2.2 能源消費端技術進展

化工領域。石油化工方面，國內CO2壓裂技術和CO2驅油技術已初步應用；分子煉油技術投產，實現輕質油品和化工原料的高值化；原油加氫裂化技術發展迅速；在減污降碳上，還研發出石化廢水物理法低碳處理技術、廢棄油基泥漿有機物回用技術、石化含油污泥裂解加氫利用技術、油氣廢氣回收資源化技術等[43]。煤化工方面，實現溫和條件下富勒烯緩沖的銅催化草酸二甲酯合成乙二醇[44]重大突破，該技術的核心在于將富勒烯與銅催化劑相復合，利用銅與富勒烯之間的可逆電子轉移，發揮富勒烯的電子緩沖效應，實現草酸二甲酯常壓催化加氫制乙二醇，這將極大減少對石油的依賴。同時，國內正開展大規模裝置節能增效、系統優化和綜合利用技術，建設現代煤化工產業示范區；通過將綠氫生產置于現場，逐步推進耦合綠氫的煤化工新工藝；同時進一步發展CO2資源化利用技術，生成甲醇、低碳烯烴、合成氣等[45]。

鋼鐵領域。國內正積極開展能效提升技術[46]，如推廣先進適用節能低碳技術、裝備升級、余熱余能高效回收與利用、界面技術和智慧能源管控系統等,還研制出近終型全連續制造關鍵工藝技術、高溫高壓干熄焦技術、高爐噴吹焦爐煤氣技術等。同時，富氫碳循環高爐冶煉技術、氫基豎爐直接還原鐵技術也已初步應用[46]。高爐富氫冶煉是將噴吹天然氣、焦爐煤氣等富氫氣體參加到冶煉過程中；氫基豎爐冶煉則使用H2與CO混合氣體作為還原劑，將鐵礦石直接還原得到直接還原鐵，然后投入電爐進一步冶煉。兩者都是氫冶金發展的重要方向，且氫基豎爐直接還原鐵技術減碳力度更大。此外，基于數字化和智能化技術的鋼鐵全流程碳核算和碳排放管理系統，以及固廢資源回收利用技術出現較大進展[46]。

水泥領域。水泥生產過程中能效提升技術已比較成熟[47]，如生料輥壓機終粉磨技術、帶分級燃燒的高效低阻預熱器系統、高性能隔熱保溫材料技術、新型水泥熟料冷卻技術、新型水泥熟料冷卻技術等。燃料替代技術得到初步應用，低碳水泥技術也有所突破，目前研制出高貝利特水泥、硫(鐵) 鋁酸鹽水泥等品種。

有色領域。有色領域重點是電解鋁，電解鋁行業碳中和技術包括減碳技術和無碳電解鋁技術兩大類。減碳技術方面，已初步應用可再生能源多能耦合鋁電解技術，此外，新型陰極結構鋁電解槽高效節能技術、高導電鋼棒技術等鋁電解槽結構優化技術及鋁電解槽余熱利用技術都有所進展[48]。無碳電解鋁技術通過實現碳陽極和高溫電解替代，實現無碳排放，主要包括惰性陽極鋁電解技術和低溫鋁電解技術[48]。國內低溫鋁電解技術實現重要突破，中科院過程工程研究所研發的離子液體電解鋁技術可在低于100 ℃溫度下進行電解。

建筑領域。國內現已開展應用的有綠色建材技術和建筑光伏一體化(Building Integrated Photovoltaic,BIPV)、地源熱泵、水源熱泵、智能充電等能源綜合利用技術，以及建筑信息化技術、建筑能耗模擬技術等建筑智能化管理技術[49]，同時有案例將以上技術耦合集成構建近零能耗的綠色建筑[50,51]。

交通領域。汽車方面，國產電動汽車已實現電池、電機、電控“三電”自主，其中動力電池技術現轉向高鎳方向正極材料，驅動電機技術中交流異步電機和永磁同步電機已成熟，現向雙轉子電機和混合勵磁同步電機發展[52-53]。氫燃料電池車初步商業應用，并配套加氫站[54]。軌道交通方面，已綜合使用新供電制式、新能源、同向供電、雙向變流、永磁牽引、高頻輔變、車站環控等技術減排節能增效[55]。航運方面，氫燃料電池在小型船舶上完成測試，船用甲醇燃料發動機技術進入商業應用[56]。此外，信息技術驅動下的智慧交通技術，如車路協同、智能信控、智慧停車等正在迅速發展[57]。

2.3 固碳端技術進展

在我國碳中和愿景的實現過程中，雖然構建高比例可再生能源為主的能源體系是必然趨勢，但化石能源必然仍在未來的能源結構中占據一定比例，同時鋼鐵、水泥、化工、有色等工業過程也難以完全脫離對化石能源的依賴。這部分化石能源使用所引起的“不得不排放的CO2”必須通過固碳增匯技術予以抵消，從而確保碳中和目標的高質量實現。

固碳增匯技術包括生態固碳和人工固碳兩類：生態固碳技術方面，我國目前陸地生態系統的固碳量為10～12億 t/a，據于貴瑞和傅伯杰等人測算[58-59]，到2060年我國陸地生態系統可實現20億 t/a的碳匯貢獻，其中，森林、草地和喀斯特占陸地生態系統固碳量的90%左右，且具有巨大的增匯空間；人工固碳增匯技術主要指碳捕集利用和封存技術體系(建成CCUS)，具有操作性強、易推廣的特性。據測算，我國人工固碳量將在2060年達到21.1～25.3億 t/a[60]。綜合來看，固碳增匯技術必將對我國社會經濟的深度脫碳作出重大貢獻，其固碳能力是否能夠充分發揮將直接決定我國碳中和目標能否高質量實現。

生態固碳領域。森林是生態系統固碳增匯的“主力軍”，已經或正在開展基于結構調控的固碳樹種精準配置與基因組裝高效固碳技術、過程調控的高效碳匯人工林經營與次生林結構精細化調整技術、功能驅動的林齡時空優化布局與近自然全周期經營技術，重點集成高效碳匯人工林構建技術、天然林碳穩定與可持續增匯技術等[61]；針對草地生態系統，目前開展了補播和施肥等人為調控措施，亟需研究微生物-生態制劑復合技術、種子包衣技術、生物炭基有機肥技術及技術集成；同時，農田土壤有機碳積累過程非常緩慢，目前我國開展的長期定位試驗主要針對不同肥料處理對土壤理化性質的影響，沒有考慮耕作措施、作物輪作方式、不同有機物料添加等對農田土壤碳儲量的影響，尚無針對增加土壤有機碳的長期試驗，也缺乏以提高農田土壤碳匯功能為主導的技術體系[62]；另外，也需要關注濕地和海洋固碳能力，研發碳高效累積的調控技術，提出恢復和提升淡水和海水的固碳增匯潛力的策略[63]。

CCUS領域。CO2捕集方面，國內燃燒前捕集技術比較成熟，整體上處于工業示范階段，其中燃燒前物理吸收已經商業應用，而燃燒后捕集技術，包括燃燒后化學吸收技術，都還處于中試或工業示范階段。其他像增壓富氧燃燒、化學鏈燃燒技術、生物質能碳捕集與封存(Bio-Energy with Carbon Capture and Storage, BECCS)和直接空氣捕集(Direct Air Capture,DAC)等負排放技術處于中試階段[60]。CO2輸送方面，公路罐車和內河船舶運輸技術已經商業應用[60]。CO2化學和生物利用方面，CO2重整制備合成氣和甲醇技術已商業應用，CO2合成化學材料技術實現工業示范，鋼渣和磷石膏礦化利用技術接近商業應用水平[60]。CO2地質利用方面，CO2-EOR和CO2地浸采鈾技術接近商業應用，強化天然氣、頁巖氣開采，置換水合物等技術還處于基礎研究階段[60]。CCUS集成優化方面，目前齊魯石化-勝利油田CCUS項目CO2捕集能力達到100萬 t/a[64]，寧東能源在建CCUS示范項目有望達到300萬 t/a二氧化碳捕集[65]，整體國內CCUS一體化技術商業應用有待提高[66]。

目前國內CCUS在各行業已得到廣泛應用。例如鋼鐵行業現階段主要采用焦化和高爐煉鐵尾氣燃燒后捕集技術及高爐爐頂煤氣循環的CO2捕集技術，通過合成化學品、材料或直接用于煉鋼實現CO2資源化利用[67]。煤電行業研發并應用了新型復合胺吸收劑、增強型改性塑料填料、汽提式降膜再沸器、高效節能工藝閃蒸等新技術[68]。此外，國內還在開展CCUS集群研究，其特點是多個CO2工業點源連接CO2運輸和封存網絡[69]，相關項目已經啟動。

2.4 非二氧化碳溫室氣體減排領域技術進展

非二氧化碳溫室氣體排放主要包括甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、氫氟碳化物(HFCs)、全氟化碳(PFCs)、六氟化硫(SF6)和三氟化氮(NF3)六類氣體。國內能源部門CH4減排技術主要是CH4捕集和利用技術，通過控制煤礦瓦斯濃度影響CH4減排。農業部門CH4減排現正推廣的有優良水稻品種、水稻半旱式栽培技術、科學灌溉技術、畜禽精準飼喂技術、飼料品種改良技術、畜禽糞污綜合利用技術等。廢棄物CH4減排已應用的有微生物CH4去除技術、生活垃圾回收利用技術、城鎮污泥無害化處置與資源化利用等技術[70-72]。N2O現有減排技術主要是在農業領域推動有機肥替代和畜禽糞污的資源化利用，在化工領域改進化肥、己二酸、硝酸和己內酰胺等的生產工藝[70,72]。對于HFCs、PFCs、SF6、NF3等含氟氣體，現有技術主要是提升制冷產品能效和冷鏈物流綠色改造等[71]。

3 當前國內碳中和技術發展進程中存在的難題

第一，國內碳中和技術總體成熟度不高，部分領域技術成熟度仍待追趕國際先進水平。就當前國內碳中和技術來看，實現商業運營占比大約34%，進入中試和工業示范階段占比大約36%，處于概念和研發階段占比大約30%[73]。相關評估認為未來5到10年內部分重點領域碳中和技術與國外仍存在一定差距[19,63]，例如CCUS和含氟氣體減排技術，國內外成熟度差距較明顯，而這些差距如果不能及時縮小可能導致相關技術領域長期落后，具體差距對比見表2。

表2 未來5～10年內國內外部分碳中和技術差距對比1)Table 2 Carbon neutrality technology disparities between China and abroad in 5～10 years

第二，新能源大規模替代短期內難以實現，顛覆性技術實現時間節點尚不明朗。2022年全國累計發電裝機容量約25.6億 kW，其中風電裝機容量約3.7億kW，太陽能發電裝機容量約3.9億 kW，風、光裝機容量占比約29.69%[74]。據測算，現行電網穩定調度可容納風、光電占比在15%以內，因而新能源大規模替代短期內尚難以實現，尚需依賴顛覆性技術的突破，如新型核能發電技術、新型綠色氫能技術及前沿儲能技術等[11]。然而，就一般技術規律而言，顛覆性技術突破發生的具體時間節點不可預知。

第三，非二氧化碳溫室氣體監測及減排技術發展水平較低，相關政策和資金支持力度不足。國內非二氣體減排問題起步晚，其關注度也低于二氧化碳減排，同時非二氧化碳溫室氣體排放源分布廣，核算難度大，以致對非二氣體的監測并不完善[75]。此外，非二氧化碳溫室氣體深度減排技術薄弱，例如低濃度甲烷利用、廢棄礦井甲烷治理等，針對非二氧化碳溫室氣體減排技術的政策和資金扶持力度現階段還不充分。

4 現階段促進我國碳中和技術發展建議

總的來看，在國家政策要求和引導下，近年國內碳中和技術發展迅速，成熟技術日益增多，并且進入商業應用，為提高我國現階段溫室氣體減排國家自主貢獻起了重要作用。但同時也要認識到，針對國內需求、國際形勢和我國碳中和技術路徑，現階段還需進一步加大技術發展力度，對此提出如下建議。

第一，對標國內碳中和技術需求，謀劃好碳中和技術路線圖分階段實現。在碳達峰前，要在各領域大規模推廣成熟技術的應用，盡早實現碳達峰。同時要在全局層面布局好關鍵技術組合，力爭進入深度減排階段后實現快速減排。此外，適應國際溫室氣體減排要求和國內技術需求，要加強非二溫室氣體減排領域技術研究和應用，給予更多的政策引導和支持。

第二，完善國內碳中和技術研發和應用環境。政策環境上，加強頂層設計，落實好既有政策，綜合考慮碳價和碳關稅影響，適時出臺激勵技術研發的新政策，鼓勵工業部門轉型和提升新技術的市場規模。市場環境上，推動新技術商業化運營，鼓勵沉淀資金進入碳中和技術市場，鼓勵碳中和技術企業收購、兼并、上市，激發市場活力。

第三，策略性應對國際市場機遇與挑戰。對于領跑技術，要保持優勢，形成較強國際競爭力乃至技術壁壘，培育行業龍頭企業。對于并跑技術，要深度參與國際合作，共享技術未來發展前景。對于跟跑技術，密切關注國際發展動態，尋找機會積極融入，儲備其中關鍵技術作為深度減排的技術組合方案。

第四，重點發力零碳能源技術競爭。一是進一步降低光伏發電成本。全球主要國家都布局或規劃了光伏技術，我國處于全球領先地位，近10年光伏發電成本降幅達85%。建議通過發展新型光伏技術如鈣鈦礦太陽能發電技術、疊層電池技術等，力爭將光伏發電成本降到0.1 元/kW·h以下，保持國際優勢。二是加快大規模長時儲能研發及商用。美國規劃到2030年儲能平準化成本達到0.35 元/kW·h[76]，國內現階段還有一定差距，建議鼓勵深化化學儲能技術研發與應用，盡快趕超國際先進水平。三是依托光伏優勢發展綠氫。到2030年，全球范圍綠氫成本預計最低降低至1 美元/kg，將對工業體系重構產生重大影響。建議依托光伏成本優勢，開發低成本、高效率、規?；G氫制備技術，加強綠氫儲存運輸技術的研發，爭取國際上的先進地位。

第五，聚焦發展零碳流程再造技術。一是發展鋼鐵行業綠電綠氫冶煉技術。鋼鐵行業CO2排放占全國總量15%，綠電綠氫冶煉技術減排潛力巨大，建議集中力量發展基于低成本綠電、綠氫的短流程冶煉技術，推動鋼鐵行業從高爐和轉爐路線的煤炭冶煉向直接還原和電弧爐路線的富氫冶煉或綠氫冶煉轉化。二是發展水泥行業綜合減排技術。水泥行業CO2排放占全國總量14%，碳酸鹽原料煅燒產生的CO2排放是減排難點，綠電、綠氫替代燃料也存在成本瓶頸。建議研發推廣石灰石原料替代及熟料低鈣化技術、含能廢棄物與生物質燃料替代燃煤技術和大摻量工業固廢制備無/少熟料水泥技術，同時發展無氮燃燒(O2/CO2)技術。三是構建高能效高碳效化工體系?；ば袠ICO2排放主要來源是煤炭、石油、天然氣等燃料燃燒，建議發展節能增效技術、化石燃料替代技術、化學品高效合成技術等，構建起高能效高碳效的碳中和化工體系。

第六，強化攻堅非二溫室氣體深度減排技術和負排放技術。一是攻堅非二溫室氣體深度減排的顛覆性技術。隨著CO2減排推進，非二溫室氣體在溫室氣體中比重將從18%提升到接近50%，而現有技術下對于非二溫室氣體減排其邊際成本在臨界值后陡增，深度減排難度巨大。建議積極攻堅顛覆性技術謀劃非二氣體深度減排。二是構建負排放技術體系。一般預計到2060年國內碳匯約7～10億 t，要實現碳中和還有大約3～8億 t CO2需要通過負排放技術托底。建議盯緊國內外差距，發展基于生物質能碳捕集與封存(BECCS)技術、直接空氣捕集(DAC)技術、各類場景下的低成本CO2捕集技術和安全封存技術，構建包含CCUS技術、生態碳匯等的負排放技術體系并推動商業化。

第七，注重發展多領域技術集成。技術集成能因地制宜，綜合多領域技術，實現減污降碳協同推進。例如“零碳無廢城市技術”[77]，集成城市有機固廢制高品位燃氣技術、工業固廢與城市有機固廢協同利用技術、有機固廢熱解和CO2利用協同煤電調峰技術、生物質富氫催化熱解和CO2高值化利用技術等，有利于城市有機固廢、工業固廢和碳排放問題協同處理和轉化，充分發揮技術集成的優勢。建議選好試點，鼓勵商業化，支持和發展技術條件成熟的集成方案。