自工業(yè)革命以來，由于工業(yè)化程度提高、化石燃料大量消耗、全球范圍內(nèi)森林面積減少等，二氧化碳排放量不斷增加，導(dǎo)致全球氣溫升高、冰川融化、海平面上升、極端天氣多發(fā)等諸多生態(tài)環(huán)境問題，人類賴以生存的地球面臨著前所未有的威脅與挑戰(zhàn)。

為推動(dòng)能源低碳化和綠色發(fā)展，2020年9月，我國政府在第75屆聯(lián)合國大會(huì)上宣布中國力爭在2030年前實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”，2060年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”。這里的碳中和（carbon neutrality）是指企業(yè)、團(tuán)體或個(gè)人在一定時(shí)間內(nèi)，通過植樹造林、節(jié)能減排、技術(shù)固碳等形式，抵消自身直接或間接產(chǎn)生的二氧化碳排放量，實(shí)現(xiàn)二氧化碳“零排放”（圖1）。

圖1 碳中和示意圖

不同國家推進(jìn)碳中和的進(jìn)度有所不同，目前全球已有130多個(gè)國家和地區(qū)提出實(shí)現(xiàn)碳中和的時(shí)間，大部分國家提出在2050年實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)；世界各國從碳達(dá)峰到碳中和的時(shí)間平均需要50年以上。當(dāng)前，我國仍處于工業(yè)化過程中，一次能源消費(fèi)仍在快速增長，碳排放也仍處于增長階段。這預(yù)示著我國要付出更加艱苦的努力，以更快的速度和更高的效率才能實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。

目前能源領(lǐng)域碳排放總量大、占比高，這主要是源于化石能源的大量開采和利用，使得二氧化碳等溫室氣體排放量急劇增加。為實(shí)現(xiàn)碳中和，亟待變革能源利用方式和調(diào)整能源結(jié)構(gòu)。一方面，改變化石能源利用方式、提高化石能源轉(zhuǎn)化效率、促進(jìn)化石能源的清潔高效利用，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的；另一方面，我國目前的資源結(jié)構(gòu)為“富煤、少油、缺氣”，亟需改變能源結(jié)構(gòu)，提高新能源和清潔能源的占比，大力推進(jìn)低碳能源替代高碳能源、可再生能源替代化石能源。總的來說，發(fā)展新能源，實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型，降低化石能源消費(fèi)，提高能源利用率，節(jié)能減排，構(gòu)建綠色低碳的能源體系，是降低二氧化碳排放、實(shí)現(xiàn)碳中和的重要舉措。

BP Energy預(yù)計(jì)未來將加快提升電氣化率，以非化石能源為主的電能將成為一次能源主體，在非電能源領(lǐng)域?qū)?huì)加速推動(dòng)氫能、碳捕獲、利用、儲存等新技術(shù)應(yīng)用。預(yù)計(jì)到2060年70%的電力將由清潔可再生能源供應(yīng)，約8%將由綠氫支撐，剩余約22%的化石能源消費(fèi)將通過碳捕獲方式實(shí)現(xiàn)碳中和（圖2）。由于風(fēng)能、太陽能等可再生能源發(fā)電受自然界的風(fēng)速、風(fēng)向、晝夜、陰晴天氣的影響，具有間歇性、波動(dòng)性，為保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、可靠供電，長時(shí)儲能技術(shù)將是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵核心，必須引起高度重視。新能源汽車替代燃油車也是有效降低二氧化碳排放的重要途徑，未來將得到更快的發(fā)展。

圖2 中國一次能源消耗結(jié)構(gòu)變化預(yù)測（數(shù)據(jù)來源：BP Energy）

經(jīng)過多年發(fā)展與積累，我國新能源科技水平和創(chuàng)新能力持續(xù)提升，部分領(lǐng)域達(dá)到國際領(lǐng)先水平。但行業(yè)整體科技水平還不足以支撐能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級的需求，相比發(fā)達(dá)國家仍然在部分方向存在差距。特別是在雙碳目標(biāo)提出后，更需要理論創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新，要從我國的實(shí)際出發(fā)，尋求顛覆性的技術(shù)突破。因此，加快核心技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)能源開發(fā)、轉(zhuǎn)換、配置、儲存、使用等領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新、裝備制造和產(chǎn)業(yè)發(fā)展等仍有巨大的發(fā)展空間。

圖3 新能源關(guān)鍵技術(shù)助力“雙碳”目標(biāo)

未來，我國將以更大力度推進(jìn)新能源先進(jìn)發(fā)電技術(shù)、先進(jìn)特高壓電網(wǎng)技術(shù)、大規(guī)模新型儲能技術(shù)、綠色氫能技術(shù)、碳捕集利用與封存技術(shù)和先進(jìn)核能技術(shù)攻關(guān)的同時(shí)，進(jìn)一步推進(jìn)煤炭綠色高效利用技術(shù)、石油化工綠色低碳技術(shù)的創(chuàng)新攻關(guān)，推動(dòng)數(shù)字化信息化技術(shù)在節(jié)能、儲能、清潔能源利用、能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的創(chuàng)新融合（圖3）。可再生能源發(fā)電、先進(jìn)儲能技術(shù)、氫能技術(shù)、先進(jìn)核電、二氧化碳綜合利用等新技術(shù)有望取得系列重大突破，減碳脫碳技術(shù)將成為今后一個(gè)時(shí)期能源領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)和攻關(guān)的重點(diǎn)。