國家自然科學(xué)基金委員會發(fā)布《“雙碳”基礎(chǔ)研究指導(dǎo)綱要》

2025-01-09 21:42:54 admin

2030年前實現(xiàn)碳達峰

、2060年前實現(xiàn)碳中和（以下簡稱“雙碳”）

，是我國的重大戰(zhàn)略決策。實施“雙碳”戰(zhàn)略是破解資源環(huán)境約束

、實現(xiàn)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展的必由之路

，也是應(yīng)對世界大變局、構(gòu)建人類命運共同體

、促進人與自然和諧共生的必然選擇

。

實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，需要變革傳統(tǒng)的經(jīng)濟社會發(fā)展模式

，促進能源結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級

；需要轉(zhuǎn)變發(fā)展理念，立足國情

，先立后破

，穩(wěn)中求進，科學(xué)理性

，依靠科技進步

，穩(wěn)步建立經(jīng)濟社會綠色發(fā)展的新格局。

實施“雙碳”戰(zhàn)略

，將引發(fā)廣泛而深刻的系統(tǒng)變革

，在最大化發(fā)展和最小化排放兩個臨界點之間實現(xiàn)各要素全方位平衡和協(xié)調(diào)；需要處理好發(fā)展和減排

、整體和局部

、長遠目標(biāo)和短期目標(biāo)、政府和市場四個基本關(guān)系

；需要厘清氣候-生態(tài)系統(tǒng)

、能源結(jié)構(gòu)

、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

、科技發(fā)展和社會經(jīng)濟等多要素互動的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)關(guān)系

，優(yōu)化“雙碳”戰(zhàn)略布局，重塑自然-社會-經(jīng)濟系統(tǒng)的相互關(guān)系

，提高“雙碳”目標(biāo)與經(jīng)濟社會發(fā)展目標(biāo)的協(xié)調(diào)優(yōu)化能力

。

實施“雙碳”戰(zhàn)略，迫切需要自然科學(xué)

、技術(shù)

、人文社會科學(xué)的綜合支撐。其中

，當(dāng)前面臨的基礎(chǔ)科學(xué)挑戰(zhàn)與關(guān)鍵技術(shù)瓶頸主要體現(xiàn)在六個方面：具有頂層戰(zhàn)略意義的“雙碳”路徑選擇和優(yōu)化

；支撐頂層戰(zhàn)略的政策與管理體系構(gòu)建；支撐戰(zhàn)略決策和行動計劃的科學(xué)原理與科學(xué)數(shù)據(jù)

；具有核心地位的能源結(jié)構(gòu)重塑

；基于新型能源體系的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)重構(gòu)；適應(yīng)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的生態(tài)環(huán)境優(yōu)化

。

為應(yīng)對以上挑戰(zhàn)

，國家自然科學(xué)基金委員會在前期布局的基礎(chǔ)上，特制定《“雙碳”基礎(chǔ)研究指導(dǎo)綱要》

，旨在加強上述六方面的基礎(chǔ)研究

，為優(yōu)化完善“雙碳”戰(zhàn)略路徑、全面實現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)提供基礎(chǔ)性

、前瞻性和引領(lǐng)性的科技支撐

。

《“雙碳”基礎(chǔ)研究指導(dǎo)綱要》是國家自然科學(xué)基金委員會組織相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜疫M行廣泛調(diào)研、深入研討完成的

，旨在統(tǒng)籌全委前期和未來的資助布局

，引導(dǎo)各科學(xué)部深入凝練關(guān)鍵科學(xué)問題，科學(xué)遴選優(yōu)先資助方向

，著力促進多學(xué)科交叉和研究范式變革

，為今后的項目資助提供方向性指導(dǎo)。該指導(dǎo)綱要也可能會隨著環(huán)境目標(biāo)的推進和技術(shù)路徑的發(fā)展有所變化和調(diào)整

。

一

、“雙碳”戰(zhàn)略路徑選擇

總體目標(biāo)：

圍繞“雙碳”目標(biāo)與經(jīng)濟社會協(xié)同發(fā)展的路徑選擇和優(yōu)化等關(guān)鍵科學(xué)問題，建立健全全球-全國-區(qū)域-地方多層次經(jīng)濟社會復(fù)雜系統(tǒng)戰(zhàn)略路徑選擇的理論與方法體系

，提升隨時可根據(jù)技術(shù)和資源可及性科學(xué)優(yōu)化“雙碳”戰(zhàn)略路徑的能力

。

重點領(lǐng)域與優(yōu)先方向：

（1）全球視野下的“雙碳”目標(biāo)與路徑措施：國際應(yīng)對全球氣候變化挑戰(zhàn)的最佳路徑；因地制宜的

、與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)相協(xié)調(diào)的“雙碳”現(xiàn)實路徑分析等

。

（2）現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)

、科技和經(jīng)濟社會背景下的潛在路徑：實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的各主要路徑的碳足跡、碳成本和碳效應(yīng)評價模型構(gòu)建

；高碳領(lǐng)域的低碳發(fā)展路徑

；低碳領(lǐng)域碳排近零發(fā)展路徑；固碳端負碳化發(fā)展路徑

；多路徑耦合的儲能技術(shù)路徑量化調(diào)控研究等

。

（3）“雙碳”目標(biāo)變革性技術(shù)與發(fā)展路徑：面向“雙碳”目標(biāo)的現(xiàn)實綜合路徑；新型能源體系構(gòu)建路徑

；新能源高效安全利用的變革性技術(shù)路徑

；各種先進儲能技術(shù)的基礎(chǔ)研究及技術(shù)比較等。

（4）“雙碳”路徑預(yù)測與動態(tài)優(yōu)化：“雙碳”路徑新研究范式的構(gòu)建

；多層次多要素相互作用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)構(gòu)筑

；預(yù)測系統(tǒng)與路徑動態(tài)優(yōu)化研究。

二

、“雙碳”政策與管理

總體目標(biāo)：

圍繞實現(xiàn)碳中和的成本

、效益、風(fēng)險及激勵約束機制等關(guān)鍵科學(xué)問題

，研究不同“雙碳”戰(zhàn)略路徑下優(yōu)化經(jīng)濟社會發(fā)展和保障國家安全的政策與管理體系

，探索貫徹人類命運共同體理念的全球氣候治理機制，提升基礎(chǔ)治理能力

。

重點領(lǐng)域與優(yōu)先方向：

（1）綜合影響評估與數(shù)值模擬：碳排放與社會經(jīng)濟互饋機理

；碳減排的社會經(jīng)濟影響評估；極端氣候和天氣事件的社會經(jīng)濟影響評估

；面向構(gòu)建人類命運共同體的氣候-經(jīng)濟復(fù)雜系統(tǒng)綜合評估建模及數(shù)值模擬等

。

（2）碳中和經(jīng)濟政策與管理：碳社會成本評估；碳定價及監(jiān)管機制設(shè)計

；碳減排產(chǎn)業(yè)組織

；綠色金融激勵機制；宏觀經(jīng)濟周期與碳減排協(xié)同管理

；碳減排中的社會公正等

。

（3）碳中和技術(shù)政策與管理：碳移除技術(shù)政策；商業(yè)模式與監(jiān)管機制

；顛覆性能源技術(shù)政策

；碳中和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范管理等。

（4）碳中和實施方案設(shè)計：區(qū)域協(xié)同減排方案與激勵機制

；重點行業(yè)協(xié)同減排方案與激勵機制

；二氧化碳和非二氧化碳協(xié)同減排方案；碳減排與保障經(jīng)濟社會安全協(xié)同等。

（5）氣候適應(yīng)策略研究：氣候適應(yīng)能力評估和宏觀策略

；企業(yè)和居民適應(yīng)行為及策略

；氣候適應(yīng)技術(shù)與政策管理等。

（6）氣候治理：構(gòu)建人類命運共同體的全球氣候治理機制

；國際碳泄露評估及對策

；國際氣候治理與合作；國際低碳技術(shù)和資金政策

；碳中和法律法規(guī)體系建設(shè)等

。

三

、科學(xué)原理與數(shù)據(jù)

總體目標(biāo)：

圍繞氣候變化與碳循環(huán)的互饋機制及氣候變化的敏感度等關(guān)鍵科學(xué)問題

，構(gòu)建“可測量、可報告

、可核查”的“雙碳”觀測與數(shù)據(jù)系統(tǒng)

，發(fā)展新一代地球系統(tǒng)模式，實現(xiàn)碳排放空間的準(zhǔn)確預(yù)估

，為“雙碳”戰(zhàn)略路徑的選擇和優(yōu)化提供支撐

。

重點領(lǐng)域與優(yōu)先方向：

（1）“雙碳”背景與氣候變化：氣候變化的敏感度；氣候彈性與閾值

；碳中和措施的氣候效應(yīng)

；“雙碳”路徑對未來氣候的影響等。

（2）碳循環(huán)及其與氣候變化的互饋：自然碳匯的形成與維持機制

；碳循環(huán)與氣候變化的互饋機理

；不同溫室氣體的協(xié)同效應(yīng)；不同溫控目標(biāo)的排放空間評估等

。

（3）新一代地球系統(tǒng)模式：基于多層次復(fù)雜結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的新一代全球及區(qū)域地球系統(tǒng)模式關(guān)鍵子系統(tǒng)研發(fā)

；數(shù)據(jù)同化方法與相關(guān)技術(shù)研發(fā)；通用支撐技術(shù)研發(fā)等

。

（4）觀測與數(shù)據(jù)：陸地碳循環(huán)參數(shù)立體化觀測

；海洋和近海碳循環(huán)參數(shù)立體化觀測；溫室氣體觀測與反演

；排放因子數(shù)據(jù)庫及高分辨率排放清單等

。

四、能源結(jié)構(gòu)重塑

總體目標(biāo)：

圍繞清潔低碳安全高效能源體系的構(gòu)建和優(yōu)化等關(guān)鍵科學(xué)問題

，突破可再生能源規(guī)模發(fā)展

、核電安全高效利用、智能電網(wǎng)調(diào)控

、各類儲能等關(guān)鍵技術(shù)背后的基礎(chǔ)科學(xué)瓶頸

，研發(fā)支持可再生能源發(fā)展的能量儲存和轉(zhuǎn)換特性的材料與器件，支撐從化石能源為主向可再生能源為主的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型

。

重點領(lǐng)域與優(yōu)先方向：

（1）可再生能源的高效利用：光伏

、風(fēng)電等清潔能源高效生產(chǎn)及大規(guī)模并網(wǎng)構(gòu)建的理論與技術(shù)

；濾儲、電網(wǎng)智能高效調(diào)控體系構(gòu)建

；多能互補模塊化體系構(gòu)建

；多能多附加值利用原理；地?zé)豳Y源高效利用原理等

。

（2）核電共性關(guān)鍵技術(shù)：低品位核資源開采理論與技術(shù)

；高性價比核安全體系構(gòu)建；利用可控高反應(yīng)性快中子干式核嬗變-增殖-產(chǎn)能的可調(diào)燃燒機制

；核燃料全閉環(huán)循環(huán)體系構(gòu)建

；抗快中子輻照材料研制；可控?zé)岷司圩儥C制

；高效熱發(fā)電原理等

。

（3）氫能等二次能源與低碳化工協(xié)同體系構(gòu)建：化石能源低碳高效制氫原理；氫能“制儲輸用”一體化產(chǎn)業(yè)體系構(gòu)建及關(guān)鍵材料研制

；高效經(jīng)濟的氫燃料電池的過程機理

；高值流程制造業(yè)體系構(gòu)建等。

（4）電網(wǎng)調(diào)控及儲能配套理論：水力智能電網(wǎng)調(diào)控原理

；水電快速啟動

、經(jīng)濟長壽固定電池機理；間歇性可再生能源智慧調(diào)配機制

；電熱氫多源儲能系統(tǒng)構(gòu)建理論

；新型電力系統(tǒng)實現(xiàn)途徑等。

（5）移動儲能電源及交通應(yīng)用：移動電池的高效安全利用原理

；鋰資源高效開采理論

；高效儲能材料研制；高效相變儲熱材料研制等

。

（6）能源資源綜合開發(fā)與固碳：陸相油氣等能源資源高效勘探開發(fā)原理

；煤炭清潔化利用機制；二氧化碳高效驅(qū)油機制

；地質(zhì)碳捕獲與碳封存原理

；水電資源綜合開發(fā)原理等。

（7）碳中和能源結(jié)構(gòu)動態(tài)優(yōu)化：重大變革性技術(shù)預(yù)判

；能源革命關(guān)鍵技術(shù)評估

；轉(zhuǎn)型風(fēng)險評估與關(guān)鍵環(huán)節(jié)優(yōu)化等。

五

、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)重構(gòu)

總體目標(biāo)：

圍繞碳氫氧化學(xué)鍵重構(gòu)

、工藝過程與系統(tǒng)、材料結(jié)構(gòu)調(diào)控、電氣化流程

、智能化管控等關(guān)鍵科學(xué)問題

，以綠色碳科學(xué)理念及多層次、多尺度研究范式

，探索石化

、冶金、建材

、交通等產(chǎn)業(yè)的全生命周期碳減排機制與轉(zhuǎn)型路徑

，實現(xiàn)基于未來能源結(jié)構(gòu)和供給方式的產(chǎn)業(yè)重構(gòu)與技術(shù)突破。

重點領(lǐng)域與優(yōu)先方向：

（1）低碳流程工業(yè)：低碳化學(xué)化工過程耦合機制

；綠氫煉化流程調(diào)控機制

；碳基資源催化轉(zhuǎn)化機理；電化學(xué)零碳負碳機制

；全廢鋼電爐流程高能效與品質(zhì)耦合原理

；低碳流程再造的物化原理與調(diào)控機制等。

（2）低碳建筑體系：碳酸鹽分解耦合原位還原機制

；綠氫及生物質(zhì)燃料替代過程機制；冶金廢渣利用機理

；柔性智能碳中和建筑設(shè)計與運行維護機制等

。

（3）綠色交通體系：車輛體系能效提升與減排策略；新能源汽車關(guān)鍵材料與系統(tǒng)優(yōu)化機制

；基于交通大數(shù)據(jù)的運輸結(jié)構(gòu)優(yōu)化機制等

。

（4）產(chǎn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型路徑：產(chǎn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型新技術(shù)路徑選擇策略；氫基流程與電氣化流程變革路徑

；智能控制與資源循環(huán)利用的全產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)等

。

（5）碳化工與碳利用：基于綠色合成理念的人工光合作用機制；二氧化碳化工轉(zhuǎn)化途徑機制

；生物質(zhì)碳氧結(jié)構(gòu)聯(lián)用高效定向轉(zhuǎn)化

；熔鹽電解耦合固碳機制等。

（6）低碳工業(yè)智能化：大數(shù)據(jù)和機理分析相結(jié)合的工業(yè)碳排放智能預(yù)測與溯源

；生產(chǎn)全流程智能低碳運行控制機制

；工業(yè)低碳制造的協(xié)同優(yōu)化機制；重大耗能設(shè)備智能低碳運行控制機制等

。

六

、生態(tài)環(huán)境優(yōu)化

總體目標(biāo)：

圍繞“雙碳”目標(biāo)、生態(tài)環(huán)境和人類健康的互饋機制等關(guān)鍵科學(xué)問題

，研究生態(tài)系統(tǒng)碳匯鞏固和提升的科學(xué)原理及適應(yīng)能源和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化的生態(tài)環(huán)境優(yōu)化措施

，評估“雙碳”目標(biāo)下的生態(tài)環(huán)境污染治理成效、生物安全、生物多樣性和人群健康效益等

。

重點領(lǐng)域與優(yōu)先方向：

（1）陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯精準(zhǔn)計算及預(yù)測：陸地生態(tài)系統(tǒng)（森林

、草地、農(nóng)田

、灌叢）全組分碳源匯的精準(zhǔn)評估與比較

；人為管理措施下和氣候變化背景下陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯潛力評估等。

（2）陸海生態(tài)系統(tǒng)碳匯穩(wěn)固：生態(tài)系統(tǒng)碳匯的穩(wěn)定性及維持機制

；生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)動態(tài)過程與驅(qū)動機制

；國家自然保護地體系的碳匯功能；生物多樣性保護與碳匯鞏固協(xié)同的理論與技術(shù)原理等

。

（3）陸海生態(tài)系統(tǒng)碳匯提升：生物和生態(tài)系統(tǒng)碳捕獲

、利用與封存前沿技術(shù)；區(qū)域生態(tài)工程增匯原理與效應(yīng)

；生態(tài)工程增匯技術(shù)的模式系統(tǒng)集成

；生態(tài)工程增匯效益及區(qū)域示范；碳匯國土空間管理的科學(xué)基礎(chǔ)等

。

（4）治污增碳和減污降碳協(xié)同：固碳減污微生物分子機制及應(yīng)用設(shè)計

；農(nóng)業(yè)“雙減”與“雙碳”關(guān)系；農(nóng)業(yè)種植系統(tǒng)減排增匯與糧食安全

；海洋污染防治與藍碳增匯原理與技術(shù)

；城市污染防治與降碳增匯等。

（5）“雙碳”目標(biāo)與生物安全：植物高效光合固碳機制與分子設(shè)計

；新型高光效生物碳捕獲與利用

；生物入侵和遷移與碳匯；有害生物流行與碳匯

；“雙碳”目標(biāo)下的生物安全評估等

。

（6）“雙碳”目標(biāo)與人類健康：碳中和與人類健康收益及潛在風(fēng)險；碳中和行動的新型污染物的健康危害

；人群病原生物流行的監(jiān)測及健康風(fēng)險預(yù)警評估

；極端氣候變化與人類健康風(fēng)險等。

圖1 《“雙碳”基礎(chǔ)研究指導(dǎo)綱要》重點研究方向概覽

在“雙碳”目標(biāo)約束下

，實現(xiàn)發(fā)展與減排

、整體與局部、長遠目標(biāo)與短期措施

、政府與市場等多層次復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的優(yōu)化與調(diào)控

，部署工業(yè)降碳等十大行動">下一篇

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