“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和”（簡稱“雙碳”），是我國提出的兩個階段碳減排奮斗目標。該目標須以科技創新為先導，廣大科技人員應乘勢而上、奮力攻關。

目前，我國正處于高質量發展階段，化石能源消耗量不斷增長，未來一個階段內二氧化碳排放勢必繼續增長。

因此，要想在2030年實現“碳達峰”必須要付出艱苦努力，2060年的任務則更為艱巨，需要將生產、生活所產生的二氧化碳全部消除，才能達到產生量和消除量的平衡。

在大量使用化石能源且能源消耗不斷增長的前提下，實現“碳達峰”必須大力發展可再生能源、減少化石能源使用、實行全民總動員節能減排。而要想實現“碳中和”，還要著力開辟新的清潔能源。

大力發展可再生能源是實現“碳達峰”的首要措施。我國水力資源雖潛力有限但仍要充分利用，風能、光伏發電將是未來主要能源。同時還要因地制宜建設裂變核反應堆、地熱等清潔能源發電及潮汐能等。

風能、光伏、潮汐等間歇式發電和恒定功率的核能，必須以儲能來調節。未來10年我國要發展12億千瓦可再生能源，如果以10%儲能功率、儲能6小時相配合，則需建設7.2億千瓦·時容量儲能電站，或720座1吉瓦時儲能電站。其建設費用若以平均1400元/千瓦·時計，則需投資1萬億元。分布式儲能費用或許還要更高。可見，儲能機遇很大，擔子也很重。

儲能技術路線百舸爭流、各有所長，應允許在競爭中發展。儲能是商業行為，必須講究經濟效益，決定因素有建設投資、使用壽命、能量轉換效率、設備利用深度、電進價、電出價和運行費用等，其中與儲能技術設備相關的是前四項。

對于建設投資，抽水蓄能電站不斷漲價至每千瓦7000~8000元；化學電源不斷降價至每千瓦·時千元上下，以6小時蓄電容量計算，其造價并不高于抽水蓄能。抽水蓄能優勢在于運行壽命長，分攤到每度電的成本要比電池儲能約低一半。但抽水蓄能能量轉換效率僅為75%左右，電池則高達80%（液流電池）、85%（鉛炭電池）乃至90%以上（磷酸鐵鋰鋰離子電池）。能量轉換效率高的投資回籠快，何況電池還不受地域限制，規模可大可小。所以，兩者綜合優勢已不相上下。對于能量轉換效率約60%的物理儲能技術，可以展開研究，但想實用就要認真掂量其經濟效益。

規模儲能對于電池而言，是近年來遇到的新課題，需求發展勢頭很猛，形勢喜人。電池新體系（正極、負極、電解質的組合）變化多端，層出不窮，前途不可限量。我們倡導集液流電池、鉛炭電池、鋰離子電池三者優點于一體的長壽命、高安全、低成本儲能專用水系電池，這雖是一項世界性難題，但已不乏電化學界仁人志士刻苦攻關，相信假以時日，定有顛覆性進展，必將對2030年實現“碳達峰”做出更大貢獻。

在大力發展可再生能源的同時，也要減少化石能源的使用，這不存在重大技術難題，主要取決于政府的決心。政府要制定堅定可行的政策，消除習慣性和地方保護主義。如停止建造燃煤電廠、逐步提高排放稅、加速試點碳排放權和碳匯交易并及早實行等。此外，補貼力度也要恰當，獎補要與懲罰并施。我國光伏發電和電動汽車發展中的補貼實踐證明，過度、單純的補貼弊多利少，該教訓應充分汲取。

實現“碳達峰”還需要打一場持久的節能減排人民戰爭，實行全民總動員的節能減排。

首先要做到節能減排思想家喻戶曉、深入人心、付諸行動、持之以恒，糾正陳年積累的浪費能源的觀念、習慣、誤解；要在全社會樹立強烈的“節省能源、減少排放為榮，浪費能源、任意排放為恥”的風尚。

值得關注的是，我國工業領域節能潛力很大，研究各行業工業節能技術大有可為。

汽車就是耗能、排放大戶，節能減排潛力較大。為此筆者提出十項具體措施：一要進行全民宣傳教育，改變落后觀念，不以高檔、豪華車顯示經濟和社會地位，而以坐小車、乘節能車為榮。二要加重燃油稅和高檔車消費稅。三要按高速公路限速對汽車設計提出最高行駛速度限制，削除以發動機功率為首的冗余設計。四要對汽車生產、使用、維修、報廢處置全過程進行系統排放計算，對其二氧化碳排放總量提出相應的鼓勵、懲罰政策。五要排除“不用油就等于節能減排”的膚淺觀念，發展全過程最節能減排的電動汽車技術。六要大力研究、使用能量轉換效率高的內燃機，使燃油車節能減排立竿見影。七要將內燃機與電池并聯組合，達到最佳節能減排效果，應大力發展此純電驅動的增程式電動車。八要停止生產、銷售假節能減排的插電式“混合電動車”。九要鼓勵夜間充電和慢速充電，盡量避免快速充電，以提高電能利用效率。十要鼓勵充電站同建蓄電站，夜蓄晝充，削峰填谷。

有種觀點認為“可再生能源發的電是零排放”。實際上，在目前以煤為主要能源的情況下，風力和光伏等可再生能源發電并不是零碳排放，這些發電設備的制作、用材、安裝、維護、報廢都很耗能，這些過程中的二氧化碳排放量都應分攤到所發的每一度電上。

所以，要樹立全生命周期二氧化碳排放和減排的觀念，認真合算每項技術全過程的“凈減排”。

“碳中和”是要將生產、生活中產生的二氧化碳全部消除，確保不再增加大氣中二氧化碳含量。除要繼續加大力度實施前文所述的節能減排外，還要著力開辟新的清潔能源，消除產生的二氧化碳。

聚變能發電有可能在2060年前實現，生產這種清潔能源有利于減排二氧化碳。最易發生聚變反應的是氘與氚的聚合，氘可自水中提取，氚可用鋰—6在堆中子作用下產生，將天然鋰中鋰—6分離后的大量鋰—7用于鋰離子電池，不會影響電池性能，鋰—6、鋰—7“各盡所能”。為此，要發展廉價、低耗能的水中提氘技術和鋰同位素分離技術。

當汽車發動機全部使用生物柴油或生物乙醇時，在行駛階段就可以基本實現“碳中和”。因此，要大力發展各種生物乙醇、生物柴油生產技術和產業。秸稈規模轉化和甜高粱種植利用等工程技術問題應列入發展計劃，還要培育高產油料作物。

森林能夠大量吸收二氧化碳。我國西北地域遼闊，碳匯價值巨大，但是缺水。如從西藏每年引水200億立方米到新疆植樹造林，不僅對“碳中和”作出巨大貢獻，還能改變西北氣候。這是一項十分艱巨的工程，涉及許多科學技術問題，因此要及早展開前期研究。

從橫斷山脈諸大江引水的南水北調西線工程要加速建設，除緩解黃河流域工業、生活用水緊張外，還可適當加大調水量，為造林（特別是內蒙古地區）供水。在全國各地普遍加強植樹綠化，對提升生態系統碳匯能力也有貢獻。

向地下埋藏二氧化碳已有相關研究。這不僅是一項很耗能的技術，還要解決二氧化碳“地下固定化”問題，并不是簡單的物理性儲存，還要謹防地質變化造成“打開潘多拉魔盒”式的災難。

用化學法將二氧化碳轉化為能源材料或其他有機物已有研究。轉化需要能量，應該追求高能效（即低能耗、低排放）轉化技術，在開題時就應認真論證、比較。例如，用光化學法將二氧化碳轉化為甲醇，是一個6電子還原反應，直接轉化的效率極低，而副產物以甲酸、甲醛為主，總效率也僅有百分之幾。現在使用的光伏發電轉換效率已達20%（還將進一步提高），發展其他電轉化技術路線（如電解還原二氧化碳、電解水制氫—氫與二氧化碳化合等）可能會有更高的轉換效率。總之，要充分論證和比較這些技術路線的能量轉換效率和經濟可行性。

二氧化碳埋藏或轉化，都涉及其回收和濃集。要發展適用于大規模濃集二氧化碳的低排放、低成本技術，吸附—解吸等物化原理可以加以利用。

（作者系中國工程院院士）