碳中和实践：重点优先发展氢能！国家基金委《“双碳”基础研究指导纲要》发布

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碳中和实践：重点优先发展氢能！国家基金委《“双碳”基础研究指导纲要》发布

内容整理：武汉节能协会阅览次数：613 发布时间：2022-12-01 [返回上一页]

7月18日，国家自然科学基金委员会发布《“双碳”基础研究指导纲要》，其中指出将氢能列入重点领域与优先方向。详情如下所示
其中能源结构重塑方面的重点领域与优先方向包括：氢能等二次能源与低碳化工协同体系构建：化石能源低碳高效制氢原理；氢能“制储输用”一体化产业体系构建及关键材料研制；高效经济的氢燃料电池的过程机理；高值流程制造业体系构建等。
产业结构重构重点领域与优先方向包括：低碳流程工业：低碳化学化工过程耦合机制；绿氢炼化流程调控机制；碳基资源催化转化机理；电化学零碳负碳机制；全废钢电炉流程高能效与品质耦合原理；低碳流程再造的物化原理与调控机制等。
低碳建筑体系：碳酸盐分解耦合原位还原机制；绿氢及生物质燃料替代过程机制；冶金废渣利用机理；柔性智能碳中和建筑设计与运行维护机制等。
产业低碳转型路径：产业低碳转型新技术路径选择策略；氢基流程与电气化流程变革路径；智能控制与资源循环利用的全产业生态系统等。
原文如下：

2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和（以下简称“双碳”），是我国的重大战略决策。实施“双碳”战略是破解资源环境约束、实现高质量可持续发展的必由之路，也是应对世界大变局、构建人类命运共同体、促进人与自然和谐共生的必然选择。实施“双碳”战略，将引发广泛而深刻的系统变革，在最大化发展和最小化排放两个临界点之间实现各要素全方位平衡和协调；需要处理好发展和减排、整体和局部、长远目标和短期目标、政府和市场四个基本关系；需要厘清气候-生态系统、能源结构、产业结构、科技发展和社会经济等多要素互动的复杂网络关系，优化“双碳”战略布局，重塑自然-社会-经济系统的相互关系，提高“双碳”目标与经济社会发展目标的协调优化能力。为应对以上挑战，国家自然科学基金委员会在前期布局的基础上，特制定《“双碳”基础研究指导纲要》，旨在加强上述六方面的基础研究（图1），为优化完善“双碳”战略路径、全面实现“双碳”战略目标提供基础性、前瞻性和引领性的科技支撑。
总体目标：重点领域与优先方向：（2）现有能源结构、科技和经济社会背景下的潜在路径：实现“双碳”目标的各主要路径的碳足迹、碳成本和碳效应评价模型构建；高碳领域的低碳发展路径；低碳领域碳排近零发展路径；固碳端负碳化发展路径；多路径耦合的储能技术路径量化调控研究等。（4）“双碳”路径预测与动态优化：“双碳”路径新研究范式的构建；多层次多要素相互作用复杂网络构筑；预测系统与路径动态优化研究。二、“双碳”政策与管理围绕实现碳中和的成本、效益、风险及激励约束机制等关键科学问题，研究不同“双碳”战略路径下优化经济社会发展和保障国家安全的政策与管理体系，探索贯彻人类命运共同体理念的全球气候治理机制，提升基础治理能力。（1）综合影响评估与数值模拟：碳排放与社会经济互馈机理；碳减排的社会经济影响评估；极端气候和天气事件的社会经济影响评估；面向构建人类命运共同体的气候-经济复杂系统综合评估建模及数值模拟等。（3）碳中和技术政策与管理：碳移除技术政策；商业模式与监管机制；颠覆性能源技术政策；碳中和技术标准和规范管理等。（5）气候适应策略研究：气候适应能力评估和宏观策略；企业和居民适应行为及策略；气候适应技术与政策管理等。
总体目标：重点领域与优先方向：（2）碳循环及其与气候变化的互馈：自然碳汇的形成与维持机制；碳循环与气候变化的互馈机理；不同温室气体的协同效应；不同温控目标的排放空间评估等。（4）观测与数据：陆地碳循环参数立体化观测；海洋和近海碳循环参数立体化观测；温室气体观测与反演；排放因子数据库及高分辨率排放清单等。四、能源结构重塑围绕清洁低碳安全高效能源体系的构建和优化等关键科学问题，突破可再生能源规模发展、核电安全高效利用、智能电网调控、各类储能等关键技术背后的基础科学瓶颈，研发支持可再生能源发展的能量储存和转换特性的材料与器件，支撑从化石能源为主向可再生能源为主的能源结构转型。（1）可再生能源的高效利用：光伏、风电等清洁能源高效生产及大规模并网构建的理论与技术；滤储、电网智能高效调控体系构建；多能互补模块化体系构建；多能多附加值利用原理；地热资源高效利用原理等。（3）氢能等二次能源与低碳化工协同体系构建：化石能源低碳高效制氢原理；氢能“制储输用”一体化产业体系构建及关键材料研制；高效经济的氢燃料电池的过程机理；高值流程制造业体系构建等。（5）移动储能电源及交通应用：移动电池的高效安全利用原理；锂资源高效开采理论；高效储能材料研制；高效相变储热材料研制等。（7）碳中和能源结构动态优化：重大变革性技术预判；能源革命关键技术评估；转型风险评估与关键环节优化等。五、产业结构重构围绕碳氢氧化学键重构、工艺过程与系统、材料结构调控、电气化流程、智能化管控等关键科学问题，以绿色碳科学理念及多层次、多尺度研究范式，探索石化、冶金、建材、交通等产业的全生命周期碳减排机制与转型路径，实现基于未来能源结构和供给方式的产业重构与技术突破。（1）低碳流程工业：低碳化学化工过程耦合机制；绿氢炼化流程调控机制；碳基资源催化转化机理；电化学零碳负碳机制；全废钢电炉流程高能效与品质耦合原理；低碳流程再造的物化原理与调控机制等。（3）绿色交通体系：车辆体系能效提升与减排策略；新能源汽车关键材料与系统优化机制；基于交通大数据的运输结构优化机制等。（5）碳化工与碳利用：基于绿色合成理念的人工光合作用机制；二氧化碳化工转化途径机制；生物质碳氧结构联用高效定向转化；熔盐电解耦合固碳机制等。
总体目标：重点领域与优先方向：（2）陆海生态系统碳汇稳固：生态系统碳汇的稳定性及维持机制；生态系统碳循环动态过程与驱动机制；国家自然保护地体系的碳汇功能；生物多样性保护与碳汇巩固协同的理论与技术原理等。（4）治污增碳和减污降碳协同：固碳减污微生物分子机制及应用设计；农业“双减”与“双碳”关系；农业种植系统减排增汇与粮食安全；海洋污染防治与蓝碳增汇原理与技术；城市污染防治与降碳增汇等。（6）“双碳”目标与人类健康：碳中和与人类健康收益及潜在风险；碳中和行动的新型污染物的健康危害；人群病原生物流行的监测及健康风险预警评估；极端气候变化与人类健康风险等。
在“双碳”目标约束下，实现发展与减排、整体与局部、长远目标与短期措施、政府与市场等多层次复杂网络系统的优化与调控。