碳達(dá)峰碳中和研究進(jìn)展與綜述

一、引言全球氣候變化是人類迄今面臨的最重大的環(huán)境問題，也是21世紀(jì)人類面臨的最復(fù)雜的挑戰(zhàn)之一。根據(jù)政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第六次評估報告，2011—2020年全球地表平均溫度已較1850—1900年平均溫度升高了1.09°C。由于溫室氣體（GHG）排放帶來的許多改變在數(shù)百年甚至近千年的時間內(nèi)不可逆轉(zhuǎn)，尤其是海洋、冰蓋和全球海平面的變化。國際社會圍繞減緩全球變暖進(jìn)行了多輪氣候談判，隨著《京都議定書》《巴黎協(xié)定》等一系列國際條約的通過和簽署，各國在減排問題上取得了實質(zhì)性進(jìn)展。但是，多項研究表明，即使各締約方均兌現(xiàn)2015年《巴黎協(xié)定》中提交的國家自主減排貢獻(xiàn)（NDC）方案，全球平均溫升也可能達(dá)到3℃以上，無法實現(xiàn)2℃或1.5℃溫控目標(biāo)。因此，要想將大氣中溫室氣體濃度穩(wěn)定在能實現(xiàn)地球可持續(xù)發(fā)展的水平，國際社會仍任重道遠(yuǎn)。嚴(yán)峻的減排形勢使得未來全球各國溫室氣體可排放空間越來越小。IPCC評估報告指出，為實現(xiàn)將全球平均溫升控制在低于工業(yè)化水平前1.5℃以內(nèi)，各國需在2050年前實現(xiàn)二氧化碳（CO2）凈零排放，即實現(xiàn)碳中和。全球已有124個國家在2020年11月舉行的世界氣候峰會前做出了碳中和承諾。其中，大部分國家或地區(qū)承諾將2050年作為實現(xiàn)碳中和的時間節(jié)點，如歐盟、美國、英國、加拿大、日本、新西蘭、南非等。中國作為負(fù)責(zé)任的大國，也多次向國際承諾將力爭于2030年前實現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實現(xiàn)碳中和。隨著各國紛紛做出碳中和承諾，應(yīng)對氣候變化這一課題站在了新的歷史交匯點，迎來重大機遇期；當(dāng)下已然成為汲取并凝練既有知識，以指導(dǎo)未來碳達(dá)峰、碳中和研究的最佳時機?；诖耍狙芯客ㄟ^系統(tǒng)分析總結(jié)碳達(dá)峰與碳中和相關(guān)研究，凝練面向碳中和的重大基礎(chǔ)科學(xué)問題及戰(zhàn)略需求，對未來重點研究方向提出若干思考。為回答上述問題，需首先明晰碳達(dá)峰與碳中和的定義？這將直接決定本文的研究范疇與綜述對象?；贗PCC報告與國際共識，本研究將碳達(dá)峰定義為：在某一個時間點，CO2排放不再增長而達(dá)到峰值，之后逐步回落，這一時間點為達(dá)峰時間，對應(yīng)的CO2排放量為CO2峰值；將碳中和定義為：與某一主體相關(guān)的人為CO2排放量與人為CO2清除量相平衡的狀態(tài)。隨之而來的問題是碳達(dá)峰與碳中和目標(biāo)（簡稱雙碳目標(biāo)）間存在怎樣的內(nèi)在邏輯關(guān)聯(lián)？從客觀規(guī)律性來看，雙碳目標(biāo)具有深厚的理論淵源和現(xiàn)實基礎(chǔ)，蘊含了經(jīng)濟增長與碳排放脫鉤理論及環(huán)境庫茲涅茨曲線（EKC）假說等經(jīng)濟學(xué)內(nèi)涵。碳中和目標(biāo)下的碳排放曲線峰值點在一定程度上可類比為EKC曲線中的環(huán)境拐點（圖1）。從主觀能動性來看，雙碳目標(biāo)也符合人類在滿足基本物質(zhì)需求后對美好生活的追求。良好的生態(tài)環(huán)境已成為全球經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的支撐。此外，由于實現(xiàn)碳達(dá)峰的時間點及其峰值水平直接決定了從碳達(dá)峰到碳中和轉(zhuǎn)變的可用時間和需要完成的減排體量，因此，必須在碳中和目標(biāo)的牽引和約束下對碳達(dá)峰行動方案進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃。圖1.碳達(dá)峰與碳中和的經(jīng)濟學(xué)內(nèi)涵。另一個關(guān)鍵問題是實現(xiàn)減排目標(biāo)的具體途徑有哪些？已有大量學(xué)者通過對社會經(jīng)濟系統(tǒng)轉(zhuǎn)型情景進(jìn)行預(yù)測，采用各類綜合評估模型（IAM）得到實現(xiàn)減排目標(biāo)的合理路徑。但當(dāng)前研究呈現(xiàn)碎片化、場景化、主題化等特征，加之各經(jīng)濟體在發(fā)展階段、技術(shù)進(jìn)步、能源需求、政策措施以及氣候風(fēng)險等方面存在不確定性，導(dǎo)致許多研究在面對相同預(yù)測情景時，分析結(jié)果間也缺乏一致可比性。總而言之，當(dāng)前龐雜而分散的研究結(jié)果仍難以系統(tǒng)性回答如何實現(xiàn)碳中和這一依賴社會經(jīng)濟系統(tǒng)一體化發(fā)展的命題。因此，亟需一個針對碳達(dá)峰、碳中和研究的系統(tǒng)性綜述，以便讀者快速把握相關(guān)研究發(fā)展脈絡(luò)，梳理未來研究重點與難點，并引導(dǎo)相關(guān)學(xué)者更加高效、精準(zhǔn)、系統(tǒng)地開展后續(xù)研究。綜上，本研究旨在回答兩個核心問題：一是針對碳達(dá)峰與碳中和研究進(jìn)展如何？二是未來有哪些重要發(fā)展方向？為回答上述問題，本文從時空維度追蹤相關(guān)領(lǐng)域研究的國際趨勢與發(fā)展規(guī)律，從產(chǎn)業(yè)維度剖析研究現(xiàn)狀及熱點變遷，并挖掘支撐雙碳目標(biāo)實現(xiàn)的路徑與著力點。進(jìn)而厘清雙碳目標(biāo)的科學(xué)內(nèi)涵，提煉關(guān)鍵科學(xué)問題。最后面向未來雙碳目標(biāo)理論研究及實踐需要，圍繞實現(xiàn)路徑、優(yōu)先任務(wù)及政策措施等方面提供決策支撐。二、文獻(xiàn)計量分析方法本文采用的一套自主開發(fā)的知識集成分析框架，可被普適地應(yīng)用于結(jié)構(gòu)化的文獻(xiàn)分析。該方法框架整合了文獻(xiàn)計量學(xué)和類型學(xué)分析工具（圖2），可用于分析一個學(xué)科的結(jié)構(gòu)、特征及其演變過程，并可通過繪制知識圖譜評估當(dāng)前研究進(jìn)展與規(guī)律。本研究的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)來源于WebofScienceCoreCollection（WoS核心收錄）中的科學(xué)引文索引擴充版和社會科學(xué)引文索引數(shù)據(jù)庫。WoS數(shù)據(jù)庫是世界上最著名的電子文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫之一，包含了廣泛的自然和社會科學(xué)方面的學(xué)術(shù)資料，已被廣泛應(yīng)用于科學(xué)計量分析。本文分析的第一步是通過關(guān)鍵詞檢索，從WoS文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫中采集可能與本綜述主題相關(guān)的全部文獻(xiàn)，具體檢索策略可參見附錄A中的第S1節(jié)。第二步，進(jìn)行文獻(xiàn)除噪，基于WoS數(shù)據(jù)庫自定義的研究方向，僅保留初篩文獻(xiàn)中與能源、資源、政策、經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境相關(guān)方向的文獻(xiàn)（詳見附錄A中的表S1）。接著，本文作者對剩余文獻(xiàn)的摘要和主要內(nèi)容進(jìn)行了“背靠背”的獨立多輪審查，人工剔除不相干文獻(xiàn)，得到碳達(dá)峰相關(guān)文章187篇，碳中和相關(guān)文章918篇。然后，采用類型學(xué)分析，對保留下來的每篇文獻(xiàn)根據(jù)研究主題、關(guān)注國家或地區(qū)、特定部門或行業(yè)、支撐舉措（12種）與關(guān)鍵時間節(jié)點等5個方面進(jìn)行手工編碼。在這一步中，評審小組的每個成員先分別對文獻(xiàn)進(jìn)行類型分析，再通過面對面的討論達(dá)成共識。最后，通過知識圖譜將綜述結(jié)果進(jìn)行可視化分析，從多維度視角評估該領(lǐng)域研究現(xiàn)狀，對全球進(jìn)展和熱點議題進(jìn)行分析，進(jìn)而提煉出關(guān)鍵科學(xué)問題。圖2.知識集成分析系統(tǒng)框架。Num.表示此項分析中保留的研究的數(shù)量。主要包括三個分析維度：時間維度、行業(yè)維度、技術(shù)維度。9個行業(yè)包括：電力、鋼鐵、運輸、水泥、化工、建筑、住宅、農(nóng)業(yè)和其他。12種支撐措施包括：行為改變；廢棄物零碳處理；零碳工藝；零碳材料；碳中和示范；生物質(zhì)；碳捕集、利用與封存（CCUS）；生態(tài)系統(tǒng)碳匯；其他負(fù)排放技術(shù)（NET）；生物質(zhì)能耦合碳捕集與封存（BECCS）；人工光合作用；能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化。三、研究趨勢及熱點問題基于提出的知識集成分析框架，本文首先對碳達(dá)峰、碳中和研究領(lǐng)域的發(fā)文趨勢與熱點進(jìn)行文獻(xiàn)計量分析，以衡量該領(lǐng)域的知識存量和表征規(guī)律。

（一）時空發(fā)展規(guī)律在時間維度（圖3）上，最早一篇關(guān)于碳中和主題的研究發(fā)表于1995年，嘗試通過構(gòu)建碳中性評價指數(shù)來回答“替代化石燃料的生物質(zhì)能源在全生命周期是否真的為碳中性”這一爭議。在過去的15年間，碳中和逐漸從一個科學(xué)概念轉(zhuǎn)變成應(yīng)對氣候變化討論的中心議題。2008年，英國通過《氣候變化法案》，成為首個為溫室氣體減排立法的國家。2018年，IPCC發(fā)布《全球變暖1.5℃特別報告》，給出了碳中和的明確定義。在國際公約的推動下，各國也紛紛制定自己的碳中和目標(biāo)，相關(guān)的科學(xué)研究也在快速增加。相比之下，碳達(dá)峰研究起步較晚，最早的一篇研究發(fā)表于2000年，基于1994年IPCC報告中的IS92情景，采用IMAGE（IntegratedModeltoAssesstheGlobalEnvironment）綜合評估模型預(yù)測全球碳排放將于2040年達(dá)峰，峰值約為每年128億噸碳，并預(yù)計照此趨勢至2100年平均溫升僅為1.4℃。然而，碳排放的實際增長已經(jīng)大大偏離了他們最初的預(yù)想。對于發(fā)展中國家而言，在保持經(jīng)濟高速發(fā)展的前提下盡早實現(xiàn)碳排放達(dá)峰是一個極為艱巨的任務(wù)。2014年，中國在《中美氣候變化聯(lián)合宣言》中首次提出到2030年實現(xiàn)碳達(dá)峰的目標(biāo)。在此推動下，越來越多的科學(xué)研究聚焦碳達(dá)峰實現(xiàn)路徑與峰值預(yù)測，以期為以中國為代表的發(fā)展中國家獻(xiàn)計獻(xiàn)策。圖3.碳達(dá)峰與碳中和研究發(fā)文趨勢。在空間尺度（圖4）上，本文依據(jù)研究對象的地理分布特點將綜述文獻(xiàn)劃分為三個尺度，范圍由大到小依次為全球、國家和區(qū)域尺度。結(jié)果表明，碳達(dá)峰研究主要聚焦國家尺度，尤其中國受到的研究關(guān)注較多，約占66%。這其中，研究話題主要聚焦于中國各能源密集型部門、低碳試點城市和城市群的達(dá)峰路徑。由于大多數(shù)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)達(dá)到了排放峰值，碳達(dá)峰研究目前主要集中在排放仍在增長的發(fā)展中國家。相比之下，在碳中和研究中，對區(qū)域尺度的關(guān)注有所增多，以歐盟成員國為代表的發(fā)達(dá)國家是碳中和研究的重點對象。圖4.空間尺度上碳達(dá)峰與碳中和的研究興趣。（a）在碳達(dá)峰方面的所有研究中，地區(qū)、國家和全球?qū)用娴难芯糠謩e占比21.4%、73.1%和5.5%；（b）在碳中和方面的所有研究中，地區(qū)、國家和全球?qū)用娴难芯糠謩e占比41.7%、51.8%和6.5%。（二）重點行業(yè)從行業(yè)維度（圖5和圖6）看，碳達(dá)峰與碳中和研究的關(guān)注重點與發(fā)展趨勢也不相同。早期的碳達(dá)峰研究多關(guān)注交通部門，隨后研究重點逐步轉(zhuǎn)向電力部門。而居民部門與水泥部門的碳達(dá)峰路徑與峰值水平也在近幾年成為研究熱點。對于碳中和研究而言，對電力與交通部門實現(xiàn)碳中和的可行技術(shù)路徑與綜合影響的研究體量最大。不同的是，農(nóng)業(yè)、建筑和化工部門已成為碳中和研究的新興熱點。正因為電力部門（44.3%）、工業(yè)部門（22.4%）和陸上運輸部門（20.6%）是全球CO2排放的主要貢獻(xiàn)者，這些傳統(tǒng)的能源密集型部門對于實現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)至關(guān)重要。盡快達(dá)到排放峰值可以為實現(xiàn)碳中和預(yù)留更多的準(zhǔn)備時間。正如前文所述，對于很多發(fā)展中國家而言，實現(xiàn)碳中和目標(biāo)時間緊，任務(wù)重。因此，迫切需要對第一、二、三產(chǎn)業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行全面綠色升級，同時在農(nóng)業(yè)、制造業(yè)、服務(wù)業(yè)和重要技術(shù)領(lǐng)域推廣清潔生產(chǎn)以及可再生能源的使用。圖5.基于行業(yè)視角的碳達(dá)峰、碳中和研究熱點。（a）碳達(dá)峰；（b）碳中和。*表示專注于整個工業(yè)領(lǐng)域而非特定行業(yè)的研究；每個領(lǐng)域相關(guān)的文章數(shù)量列于附錄A中的表S2和表S3。圖6.碳達(dá)峰、碳中和研究對不同部門關(guān)注度的動態(tài)演化。*表示專注于整個工業(yè)領(lǐng)域而非特定行業(yè)的研究。（三）實現(xiàn)碳達(dá)峰與碳中和的支撐舉措為抓住實現(xiàn)碳達(dá)峰與碳中和的主動權(quán)，需要抓好發(fā)力點（圖7）。針對碳達(dá)峰研究，本文總結(jié)出4大類支撐舉措，即零碳技術(shù)突破、減排市場機制、能源市場改革與能源系統(tǒng)優(yōu)化。其中，能源系統(tǒng)優(yōu)化最為關(guān)鍵。同時，人們愈加認(rèn)識到除技術(shù)手段外，市場手段也必不可少。對于碳中和而言，研究主要關(guān)注以下12項支撐舉措的實施效果、技術(shù)組合與系統(tǒng)影響：行為改變，廢棄物零碳處理，零碳工藝，零碳材料，碳中和示范項目，生物質(zhì)，碳捕集、利用與封存（CCUS），生態(tài)系統(tǒng)碳匯，生物質(zhì)能耦合CCUS（BECCS），其他負(fù)排放技術(shù)（NET），人工光合作用，能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化。碳中和時代要求在滿足人類能源需求并保持經(jīng)濟競爭力的前提下，實現(xiàn)經(jīng)濟增長與CO2排放的脫鉤。能源系統(tǒng)發(fā)展慣性大、路徑依賴性強。因此，與發(fā)達(dá)國家相比，實現(xiàn)中國碳中和承諾是一項極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。在新發(fā)展模式下，技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新將是推動能源革命和轉(zhuǎn)型發(fā)展的根本動力，也是實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵驅(qū)動力。基于對科學(xué)研究的總結(jié)，研究發(fā)現(xiàn)零碳工藝、生物質(zhì)能源、CCUS與NET等正在成為新興熱點話題。如何將它們與傳統(tǒng)能源系統(tǒng)進(jìn)行有機耦合，以幫助能源結(jié)構(gòu)實現(xiàn)根本性優(yōu)化是未來研究值得探討的重要方向。圖7.實現(xiàn)雙碳目標(biāo)的關(guān)鍵支撐舉措。年份是指相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)表的年份；圓圈的大小表示發(fā)表的研究的數(shù)量。四、新興研究前沿基于文獻(xiàn)計量結(jié)果，本文在研究熱點基礎(chǔ)上，進(jìn)一步遴選出了4個新興前沿，通過分析解讀挖掘其中的優(yōu)先任務(wù)。（一）負(fù)排放技術(shù)根據(jù)2020年IPCC報告，如果要實現(xiàn)《巴黎協(xié)定》的1.5℃溫升愿景，負(fù)排放技術(shù)不可或缺。負(fù)排放技術(shù)可以從大氣中去除和封存CO2，是實現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵技術(shù)。負(fù)排放技術(shù)不僅關(guān)乎全球氣候治理和生態(tài)安全，還可能成為未來科技競爭的新領(lǐng)域。考慮負(fù)排放技術(shù)大規(guī)模部署的可行性與經(jīng)濟性，現(xiàn)有文獻(xiàn)重點關(guān)注了BECCS、生物炭、直接空氣捕捉和生態(tài)系統(tǒng)碳吸收等負(fù)排放技術(shù)，并從管理科學(xué)研究視角出發(fā)，面向成本效益、資源消耗、生態(tài)影響等方面探討了負(fù)排放技術(shù)的發(fā)展?jié)摿εc系統(tǒng)規(guī)劃方案。具體地，針對負(fù)排放技術(shù)經(jīng)濟性的分析主要集中在評估具體技術(shù)的成本效益，以及利用綜合評估模型剖析技術(shù)實施的宏觀經(jīng)濟影響?，F(xiàn)有研究基于不同的能源成本和技術(shù)參數(shù)假設(shè)，對特定負(fù)排放技術(shù)實施方案的成本進(jìn)行了估算或比較，并將其納入應(yīng)對氣候變化的最優(yōu)組合方案中評估系統(tǒng)的福利與損失變化。但是，相關(guān)研究已表明，負(fù)排放技術(shù)發(fā)展可能伴隨資源消耗問題，一些基于自然生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)排放技術(shù)可能引發(fā)次生風(fēng)險，如對生物多樣性、土地利用方式和生態(tài)系統(tǒng)的外部影響?；谶@一擔(dān)憂，研究人員開始采用地理信息分析、全生命周期評價、物質(zhì)流分析等模型，探討負(fù)排放技術(shù)發(fā)展所需外部資源的可獲得性；同時定量刻畫不同技術(shù)規(guī)模下的外部生態(tài)影響量級。以上研究為負(fù)排放技術(shù)規(guī)模化部署提供了指導(dǎo)。然而，這些工作在研究對象、研究視角和研究方法上都相對獨立，研究結(jié)果之間的共性特點和科學(xué)規(guī)律尚需進(jìn)一步探索。基于上述研究基礎(chǔ)，本文提出三個未來研究方向：①負(fù)排放技術(shù)發(fā)展與社會-經(jīng)濟-生態(tài)系統(tǒng)的相互反饋刻畫；②負(fù)排放技術(shù)部署與可持續(xù)發(fā)展間的協(xié)同；③負(fù)排放技術(shù)發(fā)展中引發(fā)的倫理與公平問題。

（二）零碳技術(shù)/工藝工業(yè)行業(yè)一直是碳排放的重要貢獻(xiàn)者，傳統(tǒng)工業(yè)仍存在高投入、高消耗、高排放的發(fā)展特征。雙碳目標(biāo)必將倒逼這些碳密集型傳統(tǒng)工業(yè)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和重大變革。由于節(jié)能降耗存在理論上限，因此碳中性技術(shù)的研發(fā)與推廣正受到青睞。其中，碳中性甲醇工藝、新型零碳燃料電池、光電化學(xué)水解、綠氫制取、零碳建筑材料、生物基復(fù)合材料等是當(dāng)前研究熱點。圍繞這些技術(shù)，研究者從工藝管理的各個方面開展了一系列研究。傳統(tǒng)工業(yè)要實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級，綠色制造是必由之路。其中，低碳原料替代和工藝清潔化改造是降低工業(yè)過程碳排放的重要技術(shù)路線與主攻方向。此外，科學(xué)家也正在尋找新的方法以制造新型的碳基燃料、催化劑、化學(xué)品和其他材料，用以將CO2從污染物轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N有用資源。對CO2進(jìn)行高值化利用，不僅可減少碳排放、緩解溫室效應(yīng)，還能產(chǎn)生顯著的社會經(jīng)濟價值。但一個關(guān)鍵的管理問題是如何確定這些工藝是真正低碳或零碳的，這要求研究人員在工藝研發(fā)過程中需要同時兼顧標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計與技術(shù)要求兩方面。碳中性是一個全生命周期的概念，從這一角度講，強化全生命周期碳排放核算標(biāo)準(zhǔn)與管理體系是實質(zhì)推動工藝綠色升級的先行條件。在此基礎(chǔ)上，可以實現(xiàn)對不同應(yīng)用層面（企業(yè)、行業(yè)與國家）碳足跡進(jìn)行科學(xué)核算與評估，有效支撐市場化碳減排機制的建立與完善，從而在國際氣候談判中掌握話語權(quán)。（三）碳定價機制市場機制是控制CO2排放的有效手段之一。目前，碳定價機制主要包括價格型工具（如碳稅）和數(shù)量型工具（如碳交易市場）。據(jù)世界銀行統(tǒng)計，2020年全球已有61項碳定價機制正在實施或計劃實施，其中31項關(guān)于碳排放交易體系、30項關(guān)于碳稅，覆蓋120億噸CO2，約占全球溫室氣體排放量的22%。由于各國國情不同，不同定價工具適用的經(jīng)濟部門也不同。研究人員就特定市場主體比較了兩種碳定價機制的實施效果與路徑，從而為規(guī)模更大且充滿流動性的全球交易市場提供決策支撐。碳定價政策的實施會產(chǎn)生相應(yīng)成本。大量研究表明，實施碳定價機制可能會引發(fā)對未來區(qū)域和產(chǎn)業(yè)發(fā)展不公平性的擔(dān)憂。尤其對于正處在轉(zhuǎn)型時期，且社會貧富差距較大的發(fā)展中國家，碳定價機制的收入分配效應(yīng)需要進(jìn)行更加謹(jǐn)慎的事前評估。企業(yè)是市場機制的行為主體。在碳市場中，企業(yè)碳管理的效果將直接決定控排企業(yè)在碳市場中的生存情況。對于一個國家而言，企業(yè)碳管理核心包括企業(yè)范圍的合理選取以及碳排放數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確核查與監(jiān)測?；诖耍拍茚槍Σ煌髽I(yè)的減排潛力制定合理的減排目標(biāo)。而無論采取何種定價機制，科學(xué)、公平與高效永遠(yuǎn)都是市場機制設(shè)計的基礎(chǔ)原則，也是保障市場力量真正發(fā)揮減排作用的基石。（四）示范與標(biāo)準(zhǔn)示范是集成技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、政策等多維要素的可復(fù)制、可推廣的實施范例。實現(xiàn)碳中和是一個系統(tǒng)工程，需要長期性和全局性思維指導(dǎo)國家、行業(yè)、企業(yè)與個人等多主體在各個層面相互協(xié)作。示范是論證一個碳中和系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Φ淖詈帽碚鳌Ｊ澜绺鞯卣诟鞣N領(lǐng)域開展不同類型的示范與試點。對于示范項目而言，負(fù)排放技術(shù)、零碳技術(shù)和碳定價機制等都是實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的可行選擇。在大型賽事方面，2022年北京冬奧會使用100%綠色能源或可再生電力，并通過進(jìn)一步采用CO2跨臨界直接冷卻系統(tǒng)、碳市場交易、場館區(qū)域生態(tài)修復(fù)等方式實現(xiàn)了整個比賽的碳中和。坐落于美國的蘋果公司新總部將采用100%的可再生能源提供能量，為企業(yè)層面的碳中和方案提供范本。從校園實踐上看，泰國VISTEC大學(xué)通過智慧儲能系統(tǒng)集成水上光伏、屋頂光伏、充電樁等基礎(chǔ)設(shè)施，實現(xiàn)了校園零碳電力供應(yīng)。德國Greifswald大學(xué)也在積極推行“碳中和大學(xué)”計劃，為智慧校園和零碳建筑推廣提供可行的技術(shù)路徑。在城市層面，研究人員通過結(jié)構(gòu)化訪談對具有碳中和引領(lǐng)作用的城市，如對以垃圾清潔處理為代表的芬蘭赫爾辛基、坐落在沙漠中的零碳新城馬斯達(dá)爾，以及素有“綠色國度”美稱的哥斯達(dá)黎加首都圣何塞的建設(shè)進(jìn)行了調(diào)研，以期探索碳中和城市建設(shè)的最佳方案。雖然現(xiàn)有研究圍繞碳中和示范及配套技術(shù)管理問題進(jìn)行了一些討論，但未來還有幾個方面亟待關(guān)注，如碳中和示范工程建設(shè)管理及示范區(qū)內(nèi)部能源供需管理、碳中和技術(shù)市場化推廣及其科學(xué)布局，以及不同類型碳中和示范項目的支撐政策優(yōu)選。五、面向碳中和的關(guān)鍵管理科學(xué)問題實現(xiàn)碳達(dá)峰與碳中和是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革。在這場關(guān)系人類命運共同體的行動中，不同國家已經(jīng)給出了各具特色的行動方案與綱領(lǐng)，提供了豐富的實踐案例。但無論選擇何種實踐路徑，實現(xiàn)碳中和都需要科學(xué)的思想、科學(xué)的數(shù)據(jù)和科學(xué)的評估給予支持與指導(dǎo)。雙碳目標(biāo)不僅對經(jīng)濟社會系統(tǒng)的生產(chǎn)發(fā)展、技術(shù)研發(fā)提出了新挑戰(zhàn)，也對統(tǒng)籌管理的科學(xué)性提出了更高要求，需要充分發(fā)揮管理科學(xué)的前瞻性思維、全局性謀劃規(guī)劃、戰(zhàn)略性布局、整體性推進(jìn)等優(yōu)勢，才能避免戰(zhàn)略誤區(qū)，以最低社會成本和最快速度實現(xiàn)雙碳目標(biāo)?；诖耍疚膾伌u引玉提出面向雙碳目標(biāo)的5個重要管理科學(xué)問題。（一）雙碳目標(biāo)的內(nèi)在聯(lián)系和關(guān)鍵影響因素加速實現(xiàn)碳達(dá)峰將為以低成本實現(xiàn)碳中和贏得時間和信心。碳排放峰值水平及達(dá)峰時間將直接決定實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的緊迫性和艱巨性?；诖?，針對重點行業(yè)的碳達(dá)峰時間表與路線圖的研究備受關(guān)注。當(dāng)前距離中國承諾實現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)的時間已不足10年，考慮能源利用模式、技術(shù)路線、產(chǎn)品性能等方面的異質(zhì)性，不同行業(yè)在全國實現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)中的作用有別、進(jìn)程不一，應(yīng)支持有條件的地方、關(guān)鍵行業(yè)和重點企業(yè)率先實現(xiàn)碳達(dá)峰。在管理目標(biāo)的制定上，既要考慮不同行業(yè)之間的差異，避免簡單“一刀切”，也要對同一行業(yè)的所有企業(yè)一視同仁，在同一標(biāo)準(zhǔn)和尺度下開展碳減排工作。在此基礎(chǔ)上，部分研究對不同的達(dá)峰策略開展了經(jīng)濟效益和環(huán)境影響評價，從技術(shù)措施、改造成本、環(huán)境效益等多個維度綜合優(yōu)化達(dá)峰路徑。區(qū)別于自下而上的研究思路，一些研究采用分解分析、指數(shù)構(gòu)建和機器學(xué)習(xí)等經(jīng)典方法識別碳排放的關(guān)鍵驅(qū)動因素，量化并評估長期減排潛力，總結(jié)符合區(qū)域或行業(yè)特征的代表性減排路徑。隨著研究深入，對驅(qū)動低碳經(jīng)濟發(fā)展主要因素的探討已從最初的人口規(guī)模、經(jīng)濟發(fā)展水平、能源強度、單位能耗碳排放等逐步擴展到能源消費結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、城鎮(zhèn)化、國際貿(mào)易分工、顛覆性技術(shù)等更廣泛的領(lǐng)域。未來，可以根據(jù)不同因素的影響程度鎖定減排的努力方向；研究不同驅(qū)動因素之間的協(xié)同關(guān)系；制定科學(xué)的協(xié)同減排策略；充分考慮驅(qū)動因素的區(qū)域和產(chǎn)業(yè)異質(zhì)性，為精準(zhǔn)施策提供重要的理論依據(jù)。（二）經(jīng)濟增長與碳排放脫鉤的內(nèi)在機制與現(xiàn)實條件雙碳目標(biāo)充分體現(xiàn)了碳排放與經(jīng)濟發(fā)展脫鉤的發(fā)展愿景。現(xiàn)有研究從經(jīng)濟增長與碳排放脫鉤理論的內(nèi)在機理入手，厘清減排的階段性特征，通過階段性對比以及指標(biāo)評估剖析經(jīng)濟發(fā)展和低碳轉(zhuǎn)型進(jìn)展。然而，當(dāng)前描述性評估研究偏多，缺少量化分析，較難對比判斷不同時期和不同領(lǐng)域政策及行動的實施效果。未來，應(yīng)更加關(guān)注低碳經(jīng)濟結(jié)構(gòu)演化特征和不同發(fā)展階段的動力機制。明確不同階段的減排目標(biāo)，提高配套政策的科學(xué)性和有效性。此外，碳排放與經(jīng)濟增長脫鉤取決于不同地區(qū)的現(xiàn)實條件。結(jié)合不同國家或地區(qū)的資源稟賦、發(fā)展階段和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有文獻(xiàn)探索了經(jīng)濟增長與碳排放脫鉤的社會、經(jīng)濟和技術(shù)條件，開展了一系列橫向和縱向比較研究。未來的研究應(yīng)重點突出特定行業(yè)、地區(qū)或主體的條件優(yōu)勢，識別其關(guān)鍵發(fā)展瓶頸。

（三）經(jīng)濟社會系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型中的不確定性及其影響不確定性是經(jīng)濟社會系統(tǒng)的固有特征，對未來低碳轉(zhuǎn)型路徑選擇帶來了巨大挑戰(zhàn)。然而，科學(xué)家可以通過數(shù)學(xué)建模來提高未來預(yù)測的準(zhǔn)確性。因此，識別經(jīng)濟社會系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型中的關(guān)鍵不確定性是首要任務(wù)。本研究從社會、經(jīng)濟、技術(shù)、行為和政策維度，全面總結(jié)了轉(zhuǎn)型路徑中的五大不確定性。需要注意的是，這些不確定性并非完全獨立，它們相互交織共同影響整個社會經(jīng)濟系統(tǒng)轉(zhuǎn)型。（1）社會轉(zhuǎn)型不確定。由于人口規(guī)模、年齡結(jié)構(gòu)和城市化率等因素具有不確定性，社會轉(zhuǎn)型的過程和方向充滿了諸多可能。未來的社會轉(zhuǎn)型可能表現(xiàn)為非連續(xù)的驟變，也可能是在很長一段時間內(nèi)發(fā)生的相對連續(xù)變化。因此，探討如何應(yīng)對低碳轉(zhuǎn)型帶來的社會轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)是未來研究的關(guān)鍵。（2）經(jīng)濟發(fā)展不確定。經(jīng)濟層面的市場波動造成的不確定性可能會擾亂宏觀經(jīng)濟趨勢以及微觀個人決策。具體而言，經(jīng)濟發(fā)展的不可預(yù)見性將在宏觀層面沖擊低碳轉(zhuǎn)型政策實施的積極性和有效性，在微觀層面直接影響減排主體的行為模式與資源配置。以往研究常根據(jù)國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）增長率、股票價格指數(shù)或匯率等時間序列數(shù)據(jù)的波動性來衡量投資、就業(yè)和經(jīng)濟產(chǎn)出的不確定性。隨著全球化進(jìn)程加深，經(jīng)濟發(fā)展的不確定性來源已從傳統(tǒng)的周期性波動外溢到重大突發(fā)事件的暴發(fā)，包括貿(mào)易摩擦、地緣沖突、局部災(zāi)害等。這些新變局使得精確量化系統(tǒng)的經(jīng)濟不確定性變得更加困難，也對未來碳中和實現(xiàn)路徑的魯棒性提出了更高要求。（3）技術(shù)進(jìn)步不確定。技術(shù)進(jìn)步幾乎引領(lǐng)了每一次的工業(yè)革命。在實踐中，實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的動態(tài)路徑和技術(shù)途徑有很多。研究人員基于不同的技術(shù)發(fā)展場景，考慮技術(shù)成本的下降潛力及顛覆性技術(shù)沖擊，研究討論了能源系統(tǒng)的技術(shù)演化路徑和結(jié)構(gòu)特征。值得注意的是，當(dāng)前的分析更側(cè)重于技術(shù)創(chuàng)新對低碳轉(zhuǎn)型的積極影響，較少關(guān)注可能出現(xiàn)的區(qū)域不平等和失業(yè)率上升等負(fù)面結(jié)果。這就要求未來研究應(yīng)加強對世界各國尤其是發(fā)展中國家可能受到技術(shù)革命影響的關(guān)鍵地區(qū)和人口的關(guān)注。（4）消費行為不確定。生產(chǎn)的最終目的是消費，消費是碳排放的根源。實現(xiàn)雙碳目標(biāo)不僅需要減少生產(chǎn)方面的排放，還需要改變消費者的行為模式。現(xiàn)有研究一般采用調(diào)查和統(tǒng)計數(shù)據(jù)相結(jié)合的方法評估行為變化可能產(chǎn)生的減排潛力。然而，行為模式通常具有一定程度的慣性，可能導(dǎo)致消費側(cè)碳排放的鎖定效應(yīng)。此外，消費行為和用能行為也受到收入水平、社會文化和認(rèn)知能力的影響。因此，碳中和基礎(chǔ)研究不能忽視消費側(cè)的碳排放，亟需制定高效、可操作、可接受的政策，有效引導(dǎo)企業(yè)和個人的綠色低碳行為。（5）政策不確定。實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和需要經(jīng)濟、能源和技術(shù)方面的重大變革，需要完善的保障、支持和激勵機制。然而，經(jīng)濟社會系統(tǒng)轉(zhuǎn)型是一個長期過程，宏觀政治環(huán)境與產(chǎn)業(yè)政策的不確定性使得這一過程的復(fù)雜度陡然提升。這類政策和政治環(huán)境的不確定性可能來自政府層面的選舉換屆、政治事件、改革轉(zhuǎn)型，以及其他引起人們對未來政策和政府行動擔(dān)憂的事件。碳中和愿景將推動世界各國出臺各類扶持政策，而這些政策拐點又將反過來影響未來的社會-經(jīng)濟-能源-技術(shù)體系改革。為此，未來應(yīng)深入探討政策不確定性與低碳轉(zhuǎn)型的互饋機制，或?qū)⒄卟淮_定性納入定量研究框架，探索如何完善和優(yōu)化不確定性條件下的政策措施、監(jiān)管體系和制度框架。降低系統(tǒng)轉(zhuǎn)型風(fēng)險、提高轉(zhuǎn)型路徑魯棒性的難點在于通過有限計算識別關(guān)鍵不確定性因素，并規(guī)避他們造成的風(fēng)險與影響。基于此，本研究提出了5個有待進(jìn)一步研究的問題：①不確定因素對替代轉(zhuǎn)型路徑的影響機制是什么？②如何準(zhǔn)確刻畫不確定性的影響？③面對不確定性較高的未來發(fā)展情景，如何設(shè)計風(fēng)險最低且經(jīng)濟最優(yōu)的轉(zhuǎn)型路徑？④不同轉(zhuǎn)型路徑抵抗極端不確定性干擾的穩(wěn)健性如何？⑤不同干預(yù)措施應(yīng)對不確定性的作用機制？（四）碳中和目標(biāo)下的區(qū)域一體化協(xié)同管理機制實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和是復(fù)雜系統(tǒng)工程。要從全局視角出發(fā)，建立省級尺度綜合評估體系，設(shè)計區(qū)域協(xié)同優(yōu)化路徑，實現(xiàn)區(qū)域低碳發(fā)展以及區(qū)域之間的協(xié)同發(fā)展。通過設(shè)計以區(qū)域碳排放和碳匯調(diào)查為基礎(chǔ)的生態(tài)補償機制，可以激發(fā)區(qū)域自愿減排的積極性，避免不公平轉(zhuǎn)型帶來的嚴(yán)重社會問題。此外，為確?？鐓^(qū)域碳排放權(quán)交易或補償核查的科學(xué)性，需要制定構(gòu)建邊界統(tǒng)一、數(shù)據(jù)可比、模型可算的方法體系。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加強對區(qū)域碳排放核算、碳泄漏的公平性評估、跨區(qū)域碳市場鏈接機制設(shè)計等方面的定量研究，為碳中和目標(biāo)下區(qū)域協(xié)作與共同治理策略提供科學(xué)支撐。另一方面，可以依托京津冀、長三角和粵港澳大灣區(qū)等大型城市群，率先建設(shè)碳達(dá)峰、碳中和試點示范區(qū)。重點探討低碳試點城市聯(lián)合治理模式，研究碳中和路徑下不同區(qū)域的生態(tài)環(huán)境承載力，開展多區(qū)域優(yōu)勢互補聯(lián)動發(fā)展機制設(shè)計，以點帶面形成示范效應(yīng)，推動形成區(qū)域低碳發(fā)展新格局。

（五）基于市場的工具，設(shè)計靈活操作的碳市場和混合政策有效的減排政策對于應(yīng)對氣候變化、實現(xiàn)減排目標(biāo)至關(guān)重要。市場機制減排手段因更具經(jīng)濟效率而廣受青睞，在世界各地得到廣泛應(yīng)用。自2013年以來，中國先后建立了8個區(qū)域碳市場試點，并于2017年啟動了全國性的碳市場。提出雙碳目標(biāo)后，中國不斷加快完善全國碳市場建設(shè)。目前，全國碳交易市場已正式啟動，可以交易包括碳配額現(xiàn)貨和國家核證自愿減排量（CCER）等在內(nèi)的產(chǎn)品。本研究總結(jié)了文獻(xiàn)中重點關(guān)注的管理科學(xué)問題：一是碳市場運行機制設(shè)計，包括事前的配額總量設(shè)置、覆蓋部門設(shè)置、配額分配原則及方案研究；二是事中的靈