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研究背景

全球氣候變化是21世紀人類面臨的最重大的環境問題和最復雜的挑戰之一。根據政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第六次評估報告，1850-1900年至2011-2020年間，全球地表溫度上升了1.09°C。由于溫室氣體（GHG）排放在長期內是不可逆轉的，尤其是海洋、冰原和全球海平面的變化。國際社會已開展多輪氣候談判以應對氣候變化。隨著一系列國際條約的通過和簽署，包括《京都議定書》和《巴黎協定》，各國在減排承諾方面取得了出現實際進展。IPCC建議要達到1.5°C的目標需要全球在2050年實現零二氧化碳排放，這一目標通常被稱為“碳中和”。中國作為負責任的發展中國家，承諾將確保二氧化碳排放量在2030年達到峰值，并在2060年前實現碳中和。

總結當前關于雙碳目標的研究將有助于研究人員迅速理解相關研究的發展背景，確定關鍵點和研究障礙，并更有效、更有針對性和系統地開展后續研究，但目前缺乏系統綜述回歸此類研究的文獻。該研究本文目的在于對碳達峰與峰值和碳中和的研究結果進行廣泛回顧，提煉碳中和的重要科學關注點和戰略需求，并對未來的研究方向提供進一步思考。

作者意在解決以下兩個問題：關于碳達峰與和碳中和的研究現狀如何？未來哪些方向值得研究？為此，作者作者整理調查了1105份已發表的關于碳達峰與和碳中和的研究報告，從時間和空間兩個角度追蹤研究熱點的轉移和變化、以及研究趨勢和研究原理原則，并從行業角度確定雙碳目標的實施路徑和優先事項。最后，就雙碳目標的優先任務和政策含義提出了相應的理論與應用對策。

研究概覽

文獻計量分析框架

該分析的第一步步是從Web of Science (WoS)數據庫收集文獻：使用關鍵詞字搜索策略來提取有關評論主題的文獻。第二步是對收集的文獻進行篩選凈化，只保留WoS定義的能源、資源、政策、經濟和環境研究領域和類別的文獻。第三步是通過查看摘要和內容來再次檢查剩余的文獻。最后，保留187篇關于碳達峰的文章和918篇關于碳中和的文章。再根據研究對象范圍、地理位置、相關部門、關鍵時間點，使用類型分析對其余文章進行手動編碼。

圖1 研究方法的具體框架

文獻趨勢

就時間趨勢而言，1995年Schlamadinger等人發表了碳中和領域的第一項研究，開發出碳中和的評估指數以檢查可用于替代化石燃料的生物質能是否實際上是碳中和的。相反，關于碳達峰峰值的研究起步較晚，第一篇文章發表于2000年：De Vries等人利用綜合模型評估全球環境的綜合模型（IMAGE）去估計全球碳排放峰值在2040年為12.8 Gt C·a−1。根據他們的研究調查結果，到2100年，全球氣溫預計僅上升1.4°C。然而，碳排放量的實際增長與他們最初的預測預期大不相同。

圖2 關于碳達峰與碳中和出版物的時間趨勢

在空間分布方面，碳達峰研究主要集中在國家層面，尤其是中國，占所有研究的66%。主要關注中國的能源密集型產業、低碳試點城市和城市群如何實現碳達峰。由于大多數發達國家已達到排放峰值，碳達峰研究主要集中在排放仍在增長的發展中國家。相比之下，以歐盟成員國為代表的發達國家已成為碳中和研究的重點研究對象。

圖3 按空間位置劃分碳達峰與碳中和的研究

碳達峰與和碳中和研究在不同部門的關注點和發展趨勢有所不同：早期的碳達峰研究主要集中在運輸部門，近期電力部門、住宅行業、水泥行業的碳達峰研究已成為新的熱門話題。關于碳中和研究，電力和運輸部門實現碳中和的可行技術和廣泛影響正在得到更多關注。尤其是農業、建筑業和化學工業，已成為新的焦點。這是因為電力（44.3%）、工業（22.4%）和地面運輸（20.6%）是全球二氧化碳排放的主要貢獻部門。

圖4 行業角度的研究熱點

圖5 歷年相關研究中不同部門關注的比例

碳達峰研究的四大類支持措施：零碳技術突破、減排市場機制、能源市場改革和能源系統優化。其中，能源系統優化是實現碳達峰峰值的最重要戰略。越來越明顯的是，除了技術解決方案外，還需要基于市場的工具來實現碳達峰峰值目標。對于碳中和的措施分為12類：行為改變；零碳廢物處理；零碳工藝船；零碳材料；碳中和示范性演示；生物質能；生物量碳捕獲、利用和儲存（CCUS）；生態系統碳匯；具有碳捕獲和儲存功能的生物能源（BECCS）；其他負排放技術（NET）；人工光合作用；以及能源系統優化。

圖6 目前文獻中針對碳達峰與碳中和的支撐措施

結論和建議

碳中和目標實現是涉及多地區多行業多主體的協同治理問題。生態文明建設對碳中和提出了更高的要求。有必要將碳中和納入生態文明建設的總體框架，深入研究這一概念的理論內涵，并在生態文明框架內構建碳中和管理理論和方法體系。可打造集生產、教育和研究于一體的智庫平臺，組織跨學科（經濟、社會、能源、地理、氣象、生態、環境健康和醫療保健）技術創新團隊。

以下優先研究方向特別值得特別關注：

①研究計算約束性指標的方法，包括碳排放總量和增長率，幫助制定碳達峰峰值與和碳中和目標的行動計劃；

②模擬行業層面的達峰峰值排放路徑，支撐支持行業碳達峰峰值計劃的設計；

③開展碳稅和碳排放交易系統的研究，提高基于市場的工具的有效性；

④探索產業結構優化對碳排放的影響機制，促進產業轉型；

⑤量化碳捕獲、利用和儲存（CCUS）CCU對碳中和的潛力和貢獻，從而支撐支持重大項目的開發。

編輯：花嶼晨

內容：趙叢雨

審核：邢嘉豪