碳中和技術(shù)：概念維度、功能范疇與結(jié)構(gòu)體系

摘 要：碳中和技術(shù)是氣候變化背景下技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域的新概念，也是實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵。目前，關(guān)于碳中和技術(shù)的理論研究與實踐應(yīng)用均在迅速發(fā)展。梳理學(xué)術(shù)界的認(rèn)知脈絡(luò)，凝聚共識、辨析差異，對厘清碳中和技術(shù)理論體系以及促進(jìn)碳中和技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用意義重大。首先，在分析碳中和特性、減排（減碳）與脫碳關(guān)系的基礎(chǔ)上，界定碳中和技術(shù)概念，并從4個方面闡述碳中和技術(shù)特性；其次，基于現(xiàn)有文獻(xiàn)可視化分析目前碳中和技術(shù)的范疇和組成情況，發(fā)現(xiàn)碳中和技術(shù)存在功能和內(nèi)容交叉混用、界限不清的情況；最后，立足于研究現(xiàn)狀，在碳中和技術(shù)概念維度的基礎(chǔ)上，依據(jù)實現(xiàn)碳中和目標(biāo)所需的技術(shù)功能構(gòu)建技術(shù)體系，提出碳中和技術(shù)結(jié)構(gòu)由減碳技術(shù)及其細(xì)分、脫碳技術(shù)及其細(xì)分組成。研究結(jié)論為碳中和技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，有助于推動多學(xué)科交融和多系統(tǒng)互動的綜合研究。

關(guān)鍵詞：碳中和技術(shù)；減碳技術(shù)；脫碳技術(shù)；負(fù)排放技術(shù)；技術(shù)范疇

中圖分類號：G301" " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " 文章編號：1671-0037（2025）2-1-15

DOI：10.19345/j.cxkj.1671-0037.2025.2.1

0 引言

《科技支撐碳達(dá)峰碳中和實施方案（2022—2030年）》指出，“在開展碳達(dá)峰碳中和進(jìn)展評估與趨勢預(yù)判基礎(chǔ)上，評估科技創(chuàng)新對實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和的支撐引領(lǐng)作用，動態(tài)評估國內(nèi)外碳中和科技發(fā)展對社會經(jīng)濟(jì)和全球治理的影響”。碳中和技術(shù)作為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要支撐，如何從管理學(xué)視角對其基本理論和研發(fā)創(chuàng)新問題展開深入研究是一項重要課題。科學(xué)高效地部署和開發(fā)碳中和技術(shù)，不僅關(guān)乎能源轉(zhuǎn)型和低碳發(fā)展，而且在相當(dāng)程度上影響著我國在氣候變化背景下以及碳中和目標(biāo)下的技術(shù)應(yīng)用能力、技術(shù)競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力。

為了解目前碳中和技術(shù)的研究現(xiàn)狀，在Scopus數(shù)據(jù)庫中，以“carbon neutral technology”“technology of carbon neutrality”“carbon neutrality technology”為檢索詞，檢索得到160篇文獻(xiàn)，其中2023年發(fā)表的有48篇。同時，在CNKI的CSSCI數(shù)據(jù)庫中，以“碳中和技術(shù)”為檢索詞，檢索得到114篇文獻(xiàn)。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，管理學(xué)視角下的碳中和技術(shù)研究現(xiàn)狀如下：第一，對碳中和（技術(shù)）的闡述，通常采用列舉的方式，羅列一些具體的技術(shù)方案，如文獻(xiàn)中所提到的零碳電力能源技術(shù)、CCUS技術(shù)等［1-5］。這種方式往往側(cè)重于對單一技術(shù)的描述，缺乏對技術(shù)之間相互聯(lián)系和綜合應(yīng)用的深入探討。第二，開展了對碳中和具體技術(shù)的研究。例如：Gan等［6］研究了石化行業(yè)碳中和技術(shù)的發(fā)展路徑；Zhang等［7］研究了建筑領(lǐng)域的碳中和技術(shù)；Shih等［8］研究了基于可再生能源的水電解制氫技術(shù)；Porcu等［9］對生物質(zhì)氣化過程中作為發(fā)電和/或生產(chǎn)綠色氫氣的碳中和手段進(jìn)行了深入研究。第三，在碳中和路徑、路線和戰(zhàn)略研究中，涉及了碳中和技術(shù)相關(guān)內(nèi)容。例如：關(guān)于中國電力碳中和路線圖的研究［10］；關(guān)于鋼鐵行業(yè)凈零路徑的研究［11］；關(guān)于美國碳中和路徑的研究［12］；關(guān)于德國凈零戰(zhàn)略的研究［13］；關(guān)于英國碳中和戰(zhàn)略的研究［14］；等等。現(xiàn)有研究的不足之處體現(xiàn)在：學(xué)界關(guān)于碳中和技術(shù)的研究多采用理論與實踐交織的多元視角，既缺乏對碳中和技術(shù)的明確界定及從概念維度視角對其特征的闡述，也未能依據(jù)技術(shù)功能對技術(shù)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)分，尚未形成較為清晰的認(rèn)知脈絡(luò)和理論體系。還有學(xué)者指出，在經(jīng)濟(jì)和環(huán)境上均可實現(xiàn)可持續(xù)的碳中和方法尚未被提出，現(xiàn)有的碳中和研究文獻(xiàn)主要聚焦碳中和能源轉(zhuǎn)型、碳中和技術(shù)發(fā)展、碳中和效果評價及碳中和行業(yè)實例等方面［15］。這種狀況不利于在學(xué)者、政府、企業(yè)、非政府組織之間建立共同的知識基礎(chǔ)，促進(jìn)相互之間的對話與合作，促進(jìn)跨學(xué)科研究；也不利于對碳中和進(jìn)行成本評估，分析碳中和技術(shù)的競爭態(tài)勢并識別其創(chuàng)新方向。

1 碳中和、減碳與脫碳

準(zhǔn)確理解碳中和、減碳與脫碳的概念，是界定碳中和技術(shù)概念并進(jìn)行維度分析的基礎(chǔ)，也是闡述其技術(shù)特征的基礎(chǔ)。

1.1 碳中和

1997年，《京都議定書》確立了以市場為基礎(chǔ)的機(jī)制，鼓勵各國及企業(yè)采取靈活的市場手段，如碳交易和排放權(quán)交易，以減少溫室氣體排放，應(yīng)對全球氣候變化問題。這一機(jī)制旨在通過經(jīng)濟(jì)激勵，促進(jìn)發(fā)達(dá)國家與發(fā)展中國家在減少碳排放方面的合作。此后，“碳中和（Carbon Neutrality）”逐漸得到重視。

早期對碳中和的研究，較為重視市場機(jī)制及碳信用的作用。英國未來森林公司（Future Forests）對碳中和的關(guān)注較早，并從能源技術(shù)角度分析了交通旅游、家庭生活和個人行為等方面實現(xiàn)碳中和的路徑，認(rèn)為可通過購買經(jīng)認(rèn)證的碳信用實現(xiàn)碳補(bǔ)償（Carbon Offset）［16］。2006年，“碳中和”（Carbon Neutrality）被《新牛津美語詞典》選為年度詞匯。英國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（BSI）［17］認(rèn)為，碳中和意味著不再向大氣中排放新的溫室氣體（GHG），若繼續(xù)排放，則必須通過從大氣中吸收等量的碳來抵消排放量。例如，通過碳捕獲和由碳信用計劃支持的重新造林來抵消碳排放。

2018年，IPCC首次定義了碳中和，其明確指出，碳中和等同于凈零二氧化碳排放（Net Zero CO2 Emissions）［18］，即在一段特定時期內(nèi)，通過人為清除二氧化碳來抵消全球人為二氧化碳排放。2021年，IPCC又指出，碳中和是指一定時期內(nèi)特定實施主體（國家、地區(qū)、組織等）人為（人類引起或影響）二氧化碳排放量與人為二氧化碳去除量之間達(dá)到平衡［19］。世界資源研究院［20］認(rèn)為，碳中和指的是在某一日期之前，每年人為的凈二氧化碳排放量為零，即人為排放的二氧化碳與人為消除的二氧化碳相抵消。還有學(xué)者認(rèn)為，碳中和是指通過平衡二氧化碳的排放量和消除量，獲得凈零二氧化碳（CO2）排放，以阻止大氣中二氧化碳的增加［21］。國際能源署（IEA）［22］認(rèn)為， 碳中和或碳凈零意味著任何由人類活動釋放到大氣中的二氧化碳，都要與去除的二氧化碳相平衡。

還有學(xué)者側(cè)重于探究碳中和的實現(xiàn)方法、路徑或技術(shù)。Madhu［23］認(rèn)為，有兩種方法可以實現(xiàn)二氧化碳零排放，即碳排放和碳去除實現(xiàn)平衡，或者使用不產(chǎn)生碳排放的可再生能源。還有學(xué)者認(rèn)為，碳中和就是人為排放的二氧化碳（化石燃料利用等），被人為活動（工程封存等）和自然過程（海洋吸收、侵蝕—沉積過程的碳埋藏、堿性土壤的固碳等）所吸收［24］。Wang等［25］認(rèn)為，通過改革現(xiàn)行的全球發(fā)展體系，盡量減少溫室氣體排放和增加二氧化碳捕獲，可以實現(xiàn)碳中和。Crump［26］認(rèn)為，碳中和涉及從大氣中清除二氧化碳以及碳減排計劃，只有通過碳去除技術(shù)（Carbon Removal Technology）才能實現(xiàn)凈零排放。

1.2 減碳與脫碳

關(guān)于“減碳（排）”與“脫碳”的含義及其關(guān)系，目前有兩種不同的觀點：一種是不加區(qū)別而混用，一種則認(rèn)為兩者具有不同的含義。

關(guān)于第一種觀點。Ausubel［27］于1995年首次提出“脫碳”的概念，認(rèn)為脫碳（Decarbonization）是指一次能源的碳強(qiáng)度下降，其結(jié)果是全球能源體系一直在穩(wěn)步減少碳排放，避免氣候惡化和減少額外的稅收支出。從廣義上看，“脫碳”一詞也被用于描述避免燃燒化石燃料以減少向大氣中排放二氧化碳的做法［28］。有研究機(jī)構(gòu)認(rèn)為，脫碳是指減少人類活動向大氣中排放二氧化碳的過程［29］。Biber等［30］認(rèn)為，脫碳是指在一般的人類經(jīng)濟(jì)活動中，特別是能源生產(chǎn)中大幅減少和消除二氧化碳排放的過程。2014年，IPCC報告指出，脫碳是國家或其他實體旨在實現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)的過程，或個人旨在減少碳消費的過程［31］。2018年，IPCC再次強(qiáng)調(diào)，脫碳是國家、個人或其他實體旨在實現(xiàn)化石碳零存在的過程，通常指的是與電力、工業(yè)和運輸相關(guān)的二氧化碳排放的減少［18］。

關(guān)于第二種觀點。Latin［32］指出，溫室氣體減排的目標(biāo)是通過市場的總量控制與交易機(jī)制（Cap-and-Trade）以及抵消系統(tǒng)來實現(xiàn)的；脫碳是將溫室氣體減排技術(shù)轉(zhuǎn)為清潔能源替代技術(shù)，即用不產(chǎn)生溫室氣體或產(chǎn)生極少溫室氣體的技術(shù)、過程和方法取代減排技術(shù)。還有學(xué)者在闡述減排時并未涉及脫碳。例如，Daniel［33］認(rèn)為，減排（Emissions Reduction）通常是指政府、企業(yè)、個人及其他團(tuán)體為改善環(huán)境質(zhì)量和提升人類及其他生物福祉所采取的措施；其主要目的是減緩全球變暖進(jìn)程，減少大氣中導(dǎo)致酸雨的有害氣體排放；而減少排放的主要途徑之一是提高清潔能源的生產(chǎn)效率，進(jìn)而減少對化石燃料的使用。還有研究發(fā)現(xiàn)，各國的能源和氣候政策雖有不同的碳中和實現(xiàn)途徑，但都包含相同的要點，即可再生能源、能源效率和脫碳［34］。這表明，脫碳（使用可再生能源）與減排（提高能源效率）是不同的。Beck［35］認(rèn)為，為了遏制全球變暖和應(yīng)對氣候變化，全球經(jīng)濟(jì)需要在21世紀(jì)中葉實現(xiàn)凈零排放。

本文認(rèn)為，減排（當(dāng)減排對象是二氧化碳時，減排就是減碳）活動是減少人類活動向大氣中排放二氧化碳的行為，但這種行為無法將二氧化碳排放減至零；減排活動還包括防止二氧化碳進(jìn)入大氣的活動。脫碳活動是指人類向大氣中零排放二氧化碳或去除大氣中已存在的二氧化碳的行為。脫碳與減排是既有區(qū)別又有聯(lián)系的，旨在緩解氣候變化的活動。脫碳強(qiáng)調(diào)能源供給端降低碳強(qiáng)度，而減碳強(qiáng)調(diào)能源用戶端通過減少能源消費而減少碳排放；脫碳主要強(qiáng)調(diào)技術(shù)、過程和方法的作用，而減碳強(qiáng)調(diào)政策、市場機(jī)制的作用；脫碳的目標(biāo)為碳中和，是實現(xiàn)碳凈零的途徑，而減碳與階段性減少碳排放量緊密相關(guān)，不同時間段有不同的減碳目標(biāo)。同時，二者也是緊密相關(guān)的。脫碳與減碳同屬于延緩氣候變化的路徑，均力求減少人類活動對氣候變化造成的不利影響。若能高效實現(xiàn)減碳，則碳固存負(fù)擔(dān)便小，去除大氣中二氧化碳的壓力就小，脫碳就容易實現(xiàn)，可見，減碳是脫碳的基礎(chǔ)；若能高效實現(xiàn)脫碳，則清潔能源占比便高，減排壓力就會變小。某些當(dāng)前高成本的脫碳措施，可能會極大降低未來減碳的成本，而當(dāng)前低成本的減碳措施，可能會極大增加未來脫碳的成本。當(dāng)脫碳表現(xiàn)為一個過程（脫碳為動詞）時，則其與減碳具有相同含義，即都指碳排放量的減少；當(dāng)脫碳表現(xiàn)為CO2凈零狀態(tài)（脫碳為名詞）時，則其與減碳的含義存在差異——減排無法實現(xiàn)CO2凈零狀態(tài)。

由此，可將碳中和定義為以二氧化碳凈零排放為目標(biāo)的碳抵消活動，包括減碳和脫碳。其中，減碳更多依賴市場機(jī)制和碳信用，而脫碳更多依賴工程技術(shù)，且越接近碳中和目標(biāo)，越需要工程技術(shù)，因此工程技術(shù)是支撐碳中和目標(biāo)實現(xiàn)的基礎(chǔ)。

2 碳中和技術(shù)概念界定與特征分析

依據(jù)碳中和的特性以及減碳與脫碳的關(guān)系，可以將碳中和技術(shù)界定為以多學(xué)科知識為基礎(chǔ)，具有特定技術(shù)功能且能有效支撐碳中和目標(biāo)實現(xiàn)的知識、技術(shù)與方法體系。把握碳中和技術(shù)特征，要從概念維度、與碳中和路徑的區(qū)別、與綠色低碳技術(shù)的區(qū)別以及基礎(chǔ)學(xué)科構(gòu)成等方面來分析。

2.1 概念維度下的碳中和技術(shù)特征

基于對碳中和技術(shù)概念的界定，可從4個維度闡述碳中和技術(shù)特征：①目標(biāo)維度。碳中和技術(shù)的目標(biāo)是支撐實現(xiàn)二氧化碳凈零排放。②功能維度。碳中和技術(shù)應(yīng)具有特定功能，包括減碳功能和脫碳功能（零碳功能和負(fù)碳功能）。③結(jié)構(gòu)維度。碳中和技術(shù)是由多種技術(shù)構(gòu)成的，具有復(fù)雜性、多樣性、有效性、層次性和整體性等特征。④組件維度。碳中和技術(shù)由軟件和硬件組成。其中：硬件包括技術(shù)裝置、設(shè)備、工程項目；軟件包括軟件工具系統(tǒng)和相應(yīng)的知識體系。

2.2 碳中和技術(shù)與碳中和路徑

Wang和Zhang［36］將碳中和路徑分為排放路徑、技術(shù)路徑和社會路徑等3類。其中：排放路徑側(cè)重于對未來碳排放路徑的管理與規(guī)劃；技術(shù)路徑是指凈零排放發(fā)揮作用的方式；社會路徑是指政府、企業(yè)和個人之間的互動。波士頓咨詢集團(tuán)（BCP）［37］指出，中國需要通過四大途徑實現(xiàn)碳中和——能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、模式升級、能效提高、碳捕獲與封存（CCS）。Williams等［12］指出，轉(zhuǎn)變消費者行為、土地使用、生物質(zhì)能使用和技術(shù)選擇等都是實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的路徑。英國政府的研究報告指出，路徑將取決于關(guān)鍵技術(shù)的可用性和部署情況，以及個人和企業(yè)采取綠色選擇的程度［14］。Bataille等［38］提出了加拿大深度脫碳的6條路徑，其中包括經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。據(jù)此可知，碳中和技術(shù)與碳中和路徑并不相同，碳中和技術(shù)僅是實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的路徑之一，并且是一條關(guān)鍵路徑。

2.3 碳中和技術(shù)與綠色低碳技術(shù)

Lv和Qin［39］認(rèn)為，低碳技術(shù)是適應(yīng)低碳經(jīng)濟(jì)的一類技術(shù)，主要包括減碳技術(shù)、無碳技術(shù)、去碳技術(shù)、碳管理技術(shù)、資源節(jié)約與回收技術(shù)等，是發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵。聯(lián)合國環(huán)境署發(fā)布的《綠色技術(shù)選擇：低碳技術(shù)對環(huán)境和資源的影響》《綠色能源選擇：電力生產(chǎn)低碳技術(shù)的優(yōu)勢、風(fēng)險和權(quán)衡》報告中，均將綠色技術(shù)看作低碳技術(shù)［40-41］。“GREEN-TECHNOLOGY”論壇網(wǎng)站［42］提出，綠色技術(shù)領(lǐng)域包含一系列不斷發(fā)展的方法和材料，從發(fā)電技術(shù)到無毒清潔產(chǎn)品。據(jù)此可知，碳中和技術(shù)與綠色低碳技術(shù)的區(qū)別在于：低碳技術(shù)是伴隨低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展而存在的，并無時間界限；而碳中和技術(shù)以實現(xiàn)碳中和（二氧化碳凈零排放）為目標(biāo)，具有明顯的時間界限；此外，碳中和技術(shù)并不涉及防止產(chǎn)品損害健康的技術(shù)，而這類技術(shù)恰恰是綠色低碳技術(shù)的重要組成部分。

2.4 碳中和技術(shù)的基礎(chǔ)學(xué)科構(gòu)成

以“carbon neutral technology”或“carbon neutrality technology”為檢索詞，在Scopus數(shù)據(jù)庫中檢索，發(fā)現(xiàn)碳中和技術(shù)的相關(guān)研究文獻(xiàn)數(shù)量增長十分迅速，從2012年的101篇，增長至2022年的1 094篇。經(jīng)Scopus數(shù)據(jù)庫自帶工具的分析，這些文獻(xiàn)涉及的主要學(xué)科有（同篇論文可能涵蓋多門學(xué)科）：能源（42%）、工程（35%）、環(huán)境科學(xué)（35%）、化學(xué)工程（17%）、化學(xué)（14%）、材料（12%）、地球物理（6%）、社會科學(xué)（7%）、物理天文學(xué)（7%）、計算機(jī)科學(xué)（5%）、生物化學(xué)（4.5%）、農(nóng)業(yè)和生物科學(xué)（4.5%）、管理與會計（4.5%）、經(jīng)濟(jì)與金融學(xué)（3.2%）等。《碳中性氫技術(shù)基礎(chǔ)科學(xué)》報告指出，碳中和制氫技術(shù)涉及的基礎(chǔ)學(xué)科包括微生物學(xué)、催化、新型材料與化學(xué)、預(yù)測理論、仿真和建模、數(shù)據(jù)科學(xué)和氫化學(xué)等［43］。這表明，碳中和技術(shù)是以多學(xué)科交叉為基礎(chǔ)的技術(shù)。

3 碳中和技術(shù)的功能范疇與辨析

從實現(xiàn)碳中和目標(biāo)（二氧化碳凈零）對技術(shù)功能的要求出發(fā)，針對每項功能確定一類碳中和技術(shù)。據(jù)前述分析，碳中和技術(shù)由具有減碳功能和脫碳功能的技術(shù)構(gòu)成。因此，碳中和技術(shù)的一級結(jié)構(gòu)應(yīng)包括減碳技術(shù)和脫碳技術(shù)兩部分。下文將對碳中和技術(shù)的功能范疇展開分析。

3.1 減碳和脫碳的學(xué)科領(lǐng)域分布

目前，雖然有研究減碳技術(shù)和脫碳技術(shù)的文獻(xiàn)，但尚未給出減碳技術(shù)和脫碳技術(shù)的具體定義。本文在Scopus數(shù)據(jù)庫中對減碳（排）技術(shù)和脫碳技術(shù)進(jìn)行了精準(zhǔn)檢索，檢索日期為2024年10月28日，共檢索出減碳（排）技術(shù)相關(guān)文獻(xiàn)1 007篇，檢索表達(dá)式為（TITLE-ABS-KEY（“emission reduction technology”） OR TITLE-ABS-KEY（“carbon reduction technology”））；脫碳技術(shù)相關(guān)文獻(xiàn)152篇，檢索表達(dá)式為（TITLE-ABS-KEY（“decarbonization technology”））。由于存在減碳和脫碳兩概念混用的情況，減碳技術(shù)和脫碳技術(shù)混用的情況也較為常見。

為了探索減碳和脫碳技術(shù)的學(xué)科領(lǐng)域分布，統(tǒng)計兩個技術(shù)部類的學(xué)科分布情況，如圖1所示。①相似之處在于，二者涉及的學(xué)科領(lǐng)域分布廣泛，且學(xué)科分布基本一致，其中分布最多的學(xué)科領(lǐng)域均為工程、環(huán)境科學(xué)和能源領(lǐng)域。②不同之處在于，相比于脫碳技術(shù)，減碳技術(shù)的學(xué)科分布更為廣泛，共涉及22個學(xué)科，比脫碳技術(shù)多4個。同時，二者的核心學(xué)科類別不同。減碳技術(shù)的核心學(xué)科是工程，而脫碳技術(shù)的核心學(xué)科則是能源。這一差異表明，減碳技術(shù)創(chuàng)新和脫碳技術(shù)創(chuàng)新所借助的手段工具是不同的。減碳主要是通過工程過程創(chuàng)新，如技術(shù)改進(jìn)/優(yōu)化及使用回收技術(shù)、廢物處理技術(shù)等來實現(xiàn)碳中和目標(biāo)；脫碳則是通過使用清潔能源或可再生能源來實現(xiàn)碳中和目標(biāo)。這意味著后者的技術(shù)創(chuàng)新、變革力度更大。

3.2 減碳和脫碳的技術(shù)范疇及交叉情況

為了進(jìn)一步分析減碳和脫碳的技術(shù)范疇與技術(shù)特點，對從Scopus數(shù)據(jù)庫中獲取的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行凝練，僅保留英文文獻(xiàn)，最終剩余825篇減碳技術(shù)領(lǐng)域文獻(xiàn)和130篇脫碳技術(shù)領(lǐng)域文獻(xiàn)。其中，對比兩個數(shù)據(jù)集，發(fā)現(xiàn)重復(fù)數(shù)據(jù)量為2，即脫碳技術(shù)和減碳技術(shù)概念混用的樣本文獻(xiàn)有2篇。然而，具體內(nèi)容方面的交叉混用情況如何？還需要對這兩部分的技術(shù)范疇展開詳細(xì)分析。

本文對減碳和脫碳技術(shù)領(lǐng)域中出現(xiàn)頻次排名前50的技術(shù)關(guān)鍵詞進(jìn)行了可視化羅列（見圖2）。由于排名前50的關(guān)鍵詞不一定涉及技術(shù)手段，如成本效益分析、二氧化碳、鋼鐵行業(yè)等，本文對無關(guān)的關(guān)鍵詞進(jìn)行了過濾，僅保留了技術(shù)細(xì)分領(lǐng)域的關(guān)鍵詞。

3.2.1 高頻關(guān)鍵詞對比

本文從技術(shù)組成和應(yīng)用領(lǐng)域兩方面對比減碳和脫碳技術(shù)的內(nèi)容交叉情況。

從技術(shù)組成來看，本文梳理了頻次排名前10的技術(shù)關(guān)鍵詞來代表技術(shù)范疇，減碳涉及的主要技術(shù)包括節(jié)能技術(shù)、能源利用、CCS/CCUS、能源效率、廢氣再循環(huán)及廢熱利用等；脫碳涉及的主要技術(shù)包括能源效率、排放控制、CCS/CCUS、可再生能源、生物質(zhì)及氫能等。從技術(shù)范疇來看，能源效率、CCS/CCUS為二者的交叉內(nèi)容。脫碳技術(shù)雖然數(shù)量較少且學(xué)科領(lǐng)域分布相對較窄，但所涵蓋技術(shù)的豐富度高于減碳技術(shù)，且技術(shù)力度效用更高。例如，可再生能源和氫能在使用的過程中完全不產(chǎn)生碳排放，對實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的支撐力度更大。而減碳技術(shù)相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量較多。其雖然技術(shù)豐富度低于脫碳技術(shù)，但聚焦能力和專注度更高。減碳技術(shù)更多通過技術(shù)優(yōu)化/改進(jìn)及技術(shù)迭代促進(jìn)碳中和目標(biāo)的實現(xiàn)。

從應(yīng)用領(lǐng)域來看，減碳技術(shù)排名前5的行業(yè)分別為化石燃料發(fā)電、船舶、煉鋼、煤炭及水泥，脫碳技術(shù)排名前5的行業(yè)分別為水泥、船舶、電力、鋼鐵及化學(xué)。二者的應(yīng)用領(lǐng)域基本一致，區(qū)別在于優(yōu)先級的不同，且應(yīng)用程度也存在差異，減碳技術(shù)的應(yīng)用率和普及率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于脫碳技術(shù)。對于煤炭這種高污染、高排放的行業(yè)來說，優(yōu)先考慮的是減碳技術(shù)而非脫碳技術(shù)，因為減碳技術(shù)作用更明顯，減排潛力更大。

3.2.2 技術(shù)焦點對比

本文通過關(guān)鍵詞的戰(zhàn)略坐標(biāo)圖來對比分析減碳與脫碳的技術(shù)焦點。本文的戰(zhàn)略坐標(biāo)圖是以關(guān)鍵詞頻次和諧波接近度中心性（Harmonic Closness Centrality）為參數(shù)繪制的二維坐標(biāo)系，其中X軸為頻次，Y軸為中心度。頻次是指關(guān)鍵詞出現(xiàn)的次數(shù)。頻次越高，關(guān)鍵詞在該研究領(lǐng)域內(nèi)的受關(guān)注度和成熟度越高。諧波接近度中心性用來衡量某一節(jié)點到其他所有節(jié)點的平均距離。距離越短，說明該節(jié)點越接近網(wǎng)絡(luò)的中心，節(jié)點的中心性越高。這一指標(biāo)用于衡量節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中的整體地位。據(jù)此，本文在對關(guān)鍵詞進(jìn)行共現(xiàn)分析的基礎(chǔ)上，分別以主要關(guān)鍵詞的諧波接近度中心性與頻次的平均值（減碳技術(shù)：24.18，48.61；脫碳技術(shù)：7.75，49.00）為原點，繪制戰(zhàn)略坐標(biāo)圖，進(jìn)而使關(guān)鍵詞落入不同的象限，具體結(jié)果如圖3—4所示。

從象限分布來看，在象限Ⅰ中，減碳、脫碳技術(shù)文獻(xiàn)分別有5個和6個關(guān)鍵詞。這些關(guān)鍵詞具有高頻次、高接近度中心性的特點，類似于波士頓矩陣中的明星產(chǎn)品，既是當(dāng)前領(lǐng)域內(nèi)熱點研究主題，也與其他研究主題聯(lián)系緊密。通過對比可以發(fā)現(xiàn)，減碳的熱點技術(shù)與節(jié)能、能源利用、能源效率、碳捕獲技術(shù)有關(guān)，脫碳的熱點技術(shù)與碳捕獲、可再生能源、能源效率、能源利用有關(guān)。其中，在脫碳技術(shù)范疇，可再生能源出現(xiàn)了兩次，為重中之重。而兩個技術(shù)分類在技術(shù)熱點方面存在交叉內(nèi)容，即碳捕獲、能源效率及能源利用。

在象限Ⅱ中，減碳、脫碳技術(shù)文獻(xiàn)分別有4個和0個關(guān)鍵詞，具有低頻次、高接近度中心性的特點，類似于波士頓矩陣中的問題產(chǎn)品。這些研究主題雖然受關(guān)注度和成熟度不高，但與其他研究主題聯(lián)系緊密，研究潛力較大。可以看到，“Decarbonisation”作為減碳的技術(shù)主題出現(xiàn)，表明脫碳是減碳技術(shù)的發(fā)展趨勢，也進(jìn)一步證明了技術(shù)交叉現(xiàn)象的存在。另外，其他技術(shù)如廢氣利用、環(huán)境監(jiān)測、替代型燃料，體現(xiàn)了減碳技術(shù)范疇圍繞資源循環(huán)、減少排放這一主旨內(nèi)容。

象限Ⅲ聚集的減碳和脫碳技術(shù)最為廣泛，分別有12個和14個關(guān)鍵詞，具有低頻次、低接近度中心性的特征，類似于波士頓矩陣中的瘦狗產(chǎn)品。這體現(xiàn)出碳中和技術(shù)研究的一個主要特征：雖然細(xì)分領(lǐng)域多，但各領(lǐng)域間關(guān)聯(lián)度不大，即缺乏對減碳、脫碳的深度探索。減碳的技術(shù)范疇涉及余熱利用、可再生能源、CCS/CCUS、風(fēng)能，其中可再生能源與CCS/CCUS以不同的形式出現(xiàn)多次。脫碳的技術(shù)范疇涉及氫能、電氣化、可再生能源、CCS/CCUS，與減碳的技術(shù)范疇再次出現(xiàn)了交叉。不同的是，相比于減碳技術(shù)，脫碳技術(shù)包含更豐富、更清潔的技術(shù)。

象限Ⅳ中包含的技術(shù)范疇較為狹窄。其中，減碳技術(shù)沒有關(guān)鍵詞落在該象限，脫碳的技術(shù)范疇只有碳封存，具有高頻次、低接近度中心性的特點，類似于波士頓矩陣中的現(xiàn)金牛產(chǎn)品。該研究主題雖然已相對成熟，但與其他研究領(lǐng)域的聯(lián)系相對較少，既存在退化至象限Ⅲ被逐步邊緣化的可能，也擁有與其他研究領(lǐng)域相結(jié)合而縱深發(fā)展的機(jī)會。同時，該研究主題也是技術(shù)交叉的內(nèi)容之一。

總體來看，關(guān)于減碳和脫碳技術(shù)的研究均具有分散性的特點——研究主題眾多但成熟度和關(guān)聯(lián)度不高，且減碳和脫碳研究交叉領(lǐng)域較多。

4 碳中和技術(shù)結(jié)構(gòu)體系構(gòu)建

通過上述對減碳、脫碳技術(shù)范疇的對比分析，本文將減碳技術(shù)定義為防止二氧化碳進(jìn)入大氣或減少人為二氧化碳進(jìn)入大氣量且無法將其減為零的技術(shù)。其僅具有減碳功能，而無法減少已經(jīng)存在于大氣中的二氧化碳。脫碳技術(shù)則是實現(xiàn)人為二氧化碳進(jìn)入大氣量等于零或小于零的技術(shù)，具有零碳和負(fù)碳功能。減碳技術(shù)與脫碳技術(shù)對于實現(xiàn)碳中和目標(biāo)都是不可或缺的，減碳技術(shù)無法實現(xiàn)大氣中二氧化碳凈零，脫碳技術(shù)則可以實現(xiàn)向大氣中排放二氧化碳凈零，且能將已經(jīng)存在于大氣中的二氧化碳去除。根據(jù)上述對碳中和技術(shù)的界定，同時結(jié)合已有相關(guān)研究［3， 4， 12， 31， 44-47］，對碳中和技術(shù)中的減碳技術(shù)和脫碳技術(shù)進(jìn)行如下細(xì)分。

4.1 減碳技術(shù)結(jié)構(gòu)細(xì)分

基于減碳技術(shù)的定義，將減碳技術(shù)二級結(jié)構(gòu)細(xì)分為兩部分：防止二氧化碳進(jìn)入大氣的技術(shù)（CCU與CCS）；減少人為二氧化碳進(jìn)入大氣的技術(shù)，如提高能源效率的技術(shù)、提高材料效率的技術(shù)、產(chǎn)品循環(huán)與廢物再利用技術(shù)、碳管理技術(shù)等。

關(guān)于CCS與CCU的屬性。2005年，IPCC發(fā)布了相關(guān)報告，將CCS確定為重要的減排技術(shù)［48］。2022年，IPCC再次強(qiáng)調(diào)，CCS是到21世紀(jì)中葉實現(xiàn)凈零排放和減緩氣候變化的關(guān)鍵技術(shù)［49］。碳捕集與封存技術(shù)（CCS）作為一種重要的二氧化碳減排技術(shù)，得到了廣泛關(guān)注和應(yīng)用。在此過程中，碳捕集與利用技術(shù)（CCU）也逐漸受到重視，成為減排領(lǐng)域的一個研究熱點［50］。碳捕獲、利用和儲存技術(shù)（CCUS）是應(yīng)對氣候變化的一項關(guān)鍵碳減排技術(shù)［51］。美國環(huán)境保護(hù)署［52］指出，二氧化碳捕獲與封存（CCS）是一套技術(shù)，可以大大減少燃煤和燃?xì)獍l(fā)電廠等的二氧化碳排放。

關(guān)于CCS與CCU的含義及其關(guān)系。CCS（碳捕獲與封存）是指在CO2進(jìn)入大氣之前將其捕獲并儲存（或隔離）的過程；CCU（碳捕獲與利用）是指將捕獲的CO2加以利用，發(fā)揮其價值的過程。CCS是CCU的基礎(chǔ)，而CCU產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)價值又有利于CCS的推廣；CCUS是CCS和CCU兩個過程的結(jié)合，其結(jié)果是CO2被捕獲和利用，剩余的部分被儲存。

CCUS（CCS/CCU）在實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的過程中發(fā)揮著重要的減碳作用。國際能源機(jī)構(gòu)（IEA）［45］指出，CCUS與基于可再生能源的電氣化、生物能源和氫氣一起，構(gòu)成全球能源轉(zhuǎn)型的四大支柱。有研究報告指出了CCS四方面的作用：在難以減排的行業(yè)實現(xiàn)深度脫碳；實現(xiàn)低碳?xì)湟?guī)模化生產(chǎn)；提供低碳可調(diào)度電源；為負(fù)碳技術(shù)（二氧化碳去除）奠定基礎(chǔ)［53］。全球CCS研究院發(fā)布的《2022 CCS技術(shù)現(xiàn)狀研究報告》指出，2070年CCUS將為鋼鐵行業(yè)減排作出25%的貢獻(xiàn)，為水泥行業(yè)減排作出61%的貢獻(xiàn)，為化工行業(yè)減排作出28%的貢獻(xiàn)，為燃料轉(zhuǎn)換減排作出90%的貢獻(xiàn)，為發(fā)電減排作出16%的貢獻(xiàn)［54］。IEA在2021年發(fā)布的研究報告指出，相比于2020年，2030年的碳捕集將增長97.6%，2050年將比2030年增長78%［44］。

關(guān)于能源效率。有研究指出，提高能源效率是減少二氧化碳排放的一個重要途徑，且是最快、最具成本效益的途徑［55］。隨著經(jīng)濟(jì)的增長，能源需求可能會持續(xù)增加，而能源效率的提高抑制了近2/3的潛在能源需求的增長。IEA［56］指出，通過提高能源效率來最大限度地抑制能源需求增長對實現(xiàn)二氧化碳凈零具有重要作用。由此可知，提高能源效率的相關(guān)措施在實現(xiàn)碳中和的過程中占據(jù)了重要地位，并能夠遏制能源需求增長和碳排放增加。此外，提高能源效率還有助于降低電力供應(yīng)中斷的可能性。相對于政策情景，在可持續(xù)發(fā)展的情景中，用以提高能源效率的技術(shù)和服務(wù)對到2070年累計減排量的貢獻(xiàn)約為40%［56］。

關(guān)于材料效率。提高材料效率有助于在整個價值鏈中減少二氧化碳排放，其涉及從設(shè)計、制造、使用，再到使用壽命結(jié)束的各個生命周期階段。有研究指出，通過設(shè)計長壽命、輕量化、短制造周期的材料，有助于減少材料的使用，進(jìn)而減少二氧化碳排放［57］。IEA報告指出：化工行業(yè)材料效率的提高為減排作出15%的貢獻(xiàn)，而技術(shù)性能的提升和改用替代燃料在可持續(xù)發(fā)展情景中分別為減排作出30%（2020年）和40%（2040年）的貢獻(xiàn)；鋼鐵行業(yè)材料效率的提高為減排作出42%（2040年）的貢獻(xiàn)，而技術(shù)性能的提升為減排作出19%（2040年）的貢獻(xiàn)［56］。

綜上可知：①并不是所有的減碳措施都屬于減碳技術(shù)，政策、機(jī)制和制度也可以促進(jìn)減碳，但不屬于減碳技術(shù)。②減碳技術(shù)雖然可以減少向大氣中排放二氧化碳，但僅依靠減碳技術(shù)不可能實現(xiàn)二氧化碳的零排放。要想實現(xiàn)二氧化碳凈零，離不開脫碳技術(shù)。③減碳技術(shù)的功能是減少向大氣中排放二氧化碳，而非減少已經(jīng)存在于大氣中的二氧化碳。消除已存在于大氣中的二氧化碳則需要負(fù)碳技術(shù)。

4.2 脫碳技術(shù)結(jié)構(gòu)細(xì)分

早在1999年便出現(xiàn)了“脫碳技術(shù)”這一術(shù)語［58］，但該文獻(xiàn)研究的是化石燃料的脫碳技術(shù)，并未就脫碳技術(shù)給出一般意義的定義。2018年5月，《巴黎協(xié)定》得到了175個締約方的批準(zhǔn)。此后，涉及脫碳技術(shù)的文獻(xiàn)數(shù)量迅速增長：2018年有5篇，2019年有6篇，2020年有12篇，2021年有21篇。英國為能源密集型行業(yè)制定了2050年脫碳技術(shù)路線圖［59］。IEA［45］指出，脫碳的關(guān)鍵支撐包括：能效，行為改變，電氣化，可再生能源，氫和氫基燃料，生物能源，以及碳捕捉、利用和封存。有研究團(tuán)隊指出，脫碳技術(shù)包括電氣化、生物質(zhì)能、碳捕集、氫能等［60］。這些研究均未給出脫碳技術(shù)的定義，只是列舉了一些技術(shù)。

脫碳技術(shù)（Decarbonization Technology）包括兩層含義：一是實現(xiàn)能源生產(chǎn)和使用過程中的脫碳，即不存在碳排放；二是實現(xiàn)大氣脫碳，即減少大氣中已經(jīng)存在的二氧化碳，完成減碳技術(shù)無法實現(xiàn)的目標(biāo)。因此，第一層含義的脫碳產(chǎn)生了零碳技術(shù)，第二層含義的脫碳產(chǎn)生了負(fù)碳技術(shù)。

零碳技術(shù)（Zero Carbon Technology）是指無二氧化碳排放的技術(shù)，所包含的技術(shù)范圍比較廣泛，主要有：潔凈能源（Clean Energy）技術(shù)、電氣化技術(shù)、綠氫及與綠氫有關(guān)的燃料等。其中，潔凈能源（Clean Energy）技術(shù)是指在能源生產(chǎn)過程中不向大氣中排放二氧化碳的技術(shù)，包括可再生能源技術(shù)、綠色能源技術(shù)（對環(huán)境影響較低的水力發(fā)電和特定形式的生物質(zhì)能）、不可再生的清潔能源技術(shù)（核能技術(shù)）［61］。

可再生能源。在全球?qū)用妫稍偕茉词菧p少電力供應(yīng)排放的關(guān)鍵。IEA研究報告指出，可再生能源發(fā)電量占全球總發(fā)電量的份額預(yù)計從2020年的29%增加到2030年的60%以上，2050年將增加至近90%［44］。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，2020—2050年間，風(fēng)能和太陽能的年新增產(chǎn)能將比過去三年的平均水平高出5倍。從末端用戶看，可再生能源在總的能源消費中的占比將從2020年的5%增至2030年的12%以及2050年的19%。到2050年，現(xiàn)代固體生物能源的使用量將每年平均增長約3%，生物能源的發(fā)電量占總發(fā)電量的比例約為5%，生物能源將提供約50%的區(qū)域熱能，并滿足造紙行業(yè)60%的能源需求和水泥生產(chǎn)30%的能源需求。

電氣化技術(shù)。電氣化技術(shù)主要應(yīng)用于供暖和制冷、交通運輸及工業(yè)等領(lǐng)域，對于實現(xiàn)碳中和目標(biāo)具有重要意義。在可持續(xù)發(fā)展的情景中，與既定政策情景相比，終端使用部門電氣化的貢獻(xiàn)占2070年二氧化碳年減排的近30%，因為其用低碳電力取代了化石燃料發(fā)電［56］。電氣化帶來的二氧化碳大幅減少也發(fā)生在工業(yè)領(lǐng)域，主要通過工業(yè)熱泵實現(xiàn)低溫?zé)嵝枨蟮某掷m(xù)電氣化。可見，電氣化是減少碳排放的重要措施。IEA預(yù)計，電氣化在能源消費中的占比將由2020年的20%增加至2030年的26%以及2050年的49%［44］。

氫能。氫能可以有效應(yīng)對密集和長途運輸、化工、鋼鐵等行業(yè)的能源挑戰(zhàn)，還有助于改善空氣質(zhì)量，確保能源安全，提升電力系統(tǒng)的靈活性，促進(jìn)可再生能源的部署。IEA預(yù)計，全球氫使用量將從2020年的不足9 000萬噸增加到2030年的2億萬噸以上；低碳?xì)涞谋壤龑?020年的10%上升到2030年的70%。到2030年，全球約有一半的低碳?xì)鋪碜噪娊猓粴錃馀c天然氣混合能使消耗天然氣產(chǎn)生的二氧化碳排放量減少約6%［44］。到2050年，氫能在總的能源消費中的占比將達(dá)到18%。專家預(yù)計，未來幾年由可再生電力生產(chǎn)的綠色氫將迅速增加［62］。

負(fù)碳技術(shù)是負(fù)排放技術(shù)（Negative Emissions Technology）的主要組成部分，也被稱為碳去除技術(shù)（Carbon Removal Technology），是指消除大氣中已經(jīng)存在的二氧化碳的技術(shù)（大氣脫碳技術(shù)）。碳去除技術(shù)與CCS不同：碳去除是指將已經(jīng)存在于大氣中的二氧化碳去除并儲存起來的過程；而CCS是將來自點排放源（如燃燒化石燃料的發(fā)電廠或工業(yè)設(shè)施）的碳捕獲和存儲，此時的碳尚未進(jìn)入大氣。碳去除的方法涵蓋從土地管理到技術(shù)選擇，包括農(nóng)業(yè)土壤、森林和農(nóng)林復(fù)合的碳管理，BECCS和DAC，生物炭，植物育種，增強(qiáng)風(fēng)化和海水捕獲等［63］。

BECCS和DACCS為關(guān)鍵的負(fù)排放技術(shù)。BECCS的原理是：生物質(zhì)生長過程中的光合作用促使其吸收了大氣中的二氧化碳；然后，生物質(zhì)被加工成燃料并燃燒時，會形成“生物源”二氧化碳；此時，若二氧化碳被捕獲和儲存，就會實現(xiàn)大氣中的二氧化碳凈減少——負(fù)碳，因而BECCS是具有負(fù)碳功能的技術(shù)。有研究指出，2030—2050年間，BECCS的應(yīng)用規(guī)模將顯著擴(kuò)大，約占二氧化碳捕獲量增長的15%［13］。

DAC是指直接從大氣中捕獲二氧化碳（而非點源），減少大氣中已有的二氧化碳含量，因而DAC是具有負(fù)碳功能的技術(shù)，但尚處于早期開發(fā)階段［64］。該技術(shù)能夠從大氣中直接消除二氧化碳，而不需要光合作用。大氣中的二氧化碳非常稀薄，較工業(yè)二氧化碳更難捕集。每捕集1噸二氧化碳就必須處理相對較大的空氣量，需要許多捕集設(shè)備，因而項目的成本相對較高。

負(fù)排放技術(shù)可以應(yīng)用于CCS方法不適用或成本過高的領(lǐng)域［54］。近年來，負(fù)碳技術(shù)變得愈發(fā)重要，一些行業(yè)正驅(qū)動著負(fù)碳革命［65］。對于二氧化碳去除（Carbon Dioxide Removal，CDR）所發(fā)揮的作用，IPCC預(yù)測，到21世紀(jì)末，CDR將消除100～1 000億噸二氧化碳［49］。Abouelnaga［66］認(rèn)為，要想在本世紀(jì)中葉大規(guī)模推廣CDR項目，就必須從現(xiàn)在開始進(jìn)行前所未有的開發(fā)和部署。IEA報告指出，幾乎所有的解決途徑均在一定程度上依賴碳去除方法（Carbon Removal Approaches）［22］。

根據(jù)上述分析，可得到碳中和技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖，具體如圖5所示。

5 碳中和技術(shù)的中國實踐與展望

5.1 碳中和技術(shù)的中國實踐

中國于2020年提出到2060年實現(xiàn)碳中和的目標(biāo)，并力爭在2030年前達(dá)到碳排放峰值。①從政策層面來說，中國發(fā)布了一系列政策和法規(guī)，支持可再生能源、碳市場建設(shè)、節(jié)能減排等的發(fā)展；同時，高度重視碳中和技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，通過制定一系列政策來引導(dǎo)并推動碳中和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。例如，2024年，國務(wù)院出臺了《2024—2025年節(jié)能降碳行動方案》，明確了節(jié)能降碳的具體目標(biāo)和行動方案。②從技術(shù)創(chuàng)新層面來說，中國在綠色低碳技術(shù)領(lǐng)域持續(xù)加大研發(fā)投入，推動低碳技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用。其中，可再生能源技術(shù)不斷取得突破，光伏發(fā)電的成本大幅降低，電池效率不斷提升，風(fēng)電裝置的規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大、效率持續(xù)提高［67］。這些創(chuàng)新使得可再生能源在中國能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)了越來越重要的位置。中國正在積極開發(fā)和應(yīng)用碳捕集與封存技術(shù)。在燃煤電廠和工業(yè)設(shè)施中利用CCS技術(shù)，有效減少了二氧化碳排放。正在運行的多個示范項目都充分展示了該技術(shù)的潛力［68］。智能電網(wǎng)和數(shù)字化技術(shù)在中國大范圍推廣，使得能源管理更加高效［69］。通過大數(shù)據(jù)、人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，能源供應(yīng)與需求之間的關(guān)系得到改善，從而提升了系統(tǒng)的整體效率。中國在電動車和氫能車的研發(fā)與應(yīng)用方面取得了顯著進(jìn)展［70］。政府政策的大力支持和基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)極大加快了清潔交通的發(fā)展速度，推動了交通系統(tǒng)的低碳化。③從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)層面來說，中國大力推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，鼓勵傳統(tǒng)高排放行業(yè)（如煤炭［71］、鋼鐵［72］、水泥［73］等）采用清潔技術(shù)并實施智能制造，以提升生產(chǎn)效率，降低碳排放。許多企業(yè)正在通過技術(shù)改造和流程優(yōu)化推進(jìn)綠色轉(zhuǎn)型。同時，大力發(fā)展新能源、新材料、高端裝備、新能源汽車等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，提高產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈現(xiàn)代化水平。這些產(chǎn)業(yè)具有低碳、環(huán)保、高效等特點，是推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)綠色轉(zhuǎn)型的重要力量［74］。④從國際合作層面來說，一是堅定支持《巴黎協(xié)定》所確定的全球碳中和目標(biāo)以及《聯(lián)合國氣候變化框架公約》第二十八次締約方大會（COP28）達(dá)成的“阿聯(lián)酋共識”。通過參與這些國際談判與合作，中國為全球碳中和目標(biāo)的實現(xiàn)提供了重要支持［75］。二是通過南南合作，與發(fā)展中國家分享低碳技術(shù)和實踐經(jīng)驗，幫助這些國家應(yīng)對氣候變化；并通過提供技術(shù)援助和資金支持，促進(jìn)可再生能源項目的實施［76］。三是在“一帶一路”倡議下，推動綠色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，與參與國在可再生能源、綠色金融等領(lǐng)域進(jìn)行合作，共同應(yīng)對氣候變化［77］。四是定期舉辦與氣候變化相關(guān)的國際會議和論壇，如中國國際綠色創(chuàng)新發(fā)展大會，以促進(jìn)各國在碳中和及可持續(xù)發(fā)展方面的對話與合作。

5.2 碳中和技術(shù)的中國展望

積極應(yīng)對氣候變化既是中國在全球治理中應(yīng)有的大國擔(dān)當(dāng)，也是新時代中國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在要求。總體來看，碳中和技術(shù)研究仍處于探索期，還有諸多問題需要深入分析。結(jié)合上述研究內(nèi)容和結(jié)果，我國未來可以從以下方面開展研究與實踐。

第一，提高碳中和技術(shù)各研究領(lǐng)域的關(guān)聯(lián)度，尤其是脫碳技術(shù)。前文的分析結(jié)果表明，關(guān)于減碳和脫碳技術(shù)的研究都具有分散性的特點，主題眾多，但成熟度和關(guān)聯(lián)度不高。首先，構(gòu)建系統(tǒng)性的研究框架，將減碳和脫碳技術(shù)進(jìn)行整合，從技術(shù)路徑、實施效果和政策支持等多個維度進(jìn)行研究，促進(jìn)不同領(lǐng)域間的知識共享和經(jīng)驗交流。其次，通過分析脫碳技術(shù)與其他減碳技術(shù)之間的協(xié)同效應(yīng)，研究如何在生產(chǎn)和消費環(huán)節(jié)中整合不同的技術(shù)，以提升減排效率。最后，創(chuàng)建集中化的數(shù)據(jù)共享平臺，匯集各類減碳和脫碳技術(shù)的研究數(shù)據(jù)、應(yīng)用案例和市場反饋，以促進(jìn)研究者之間的信息交流。

第二，深化各領(lǐng)域碳中和技術(shù)實踐研究，尤其是高排放產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。碳中和細(xì)分技術(shù)領(lǐng)域眾多，如何選擇和發(fā)展最適合的減碳或脫碳技術(shù)是一個重要議題。須對高排放產(chǎn)業(yè)（如煤炭、鋼鐵、水泥、石化等）進(jìn)行深入分析，了解其排放源、技術(shù)流程和能耗特點，識別主要的減排潛力點。對于不同的技術(shù)，探究其從原材料獲取、生產(chǎn)、使用到廢棄的全生命周期的環(huán)境影響，選擇最具減排潛力的技術(shù)方案。短期內(nèi)，減碳技術(shù)是高污高排產(chǎn)業(yè)的最佳選擇。具體的，選擇那些與現(xiàn)有生產(chǎn)流程相互兼容的技術(shù)，如對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造或升級，以降低替換成本和技術(shù)風(fēng)險；關(guān)注成熟度較高的技術(shù)（如碳捕集與封存技術(shù)、能效提升技術(shù)），優(yōu)先投資已有成功案例的技術(shù)，以降低不確定性。

第三，考慮碳中和目標(biāo)下的中國情境，突出碳中和技術(shù)發(fā)展的本土特色。中國擁有全球最大的太陽能發(fā)電市場，西北地區(qū)（如甘肅、寧夏）日照資源豐富，適合大規(guī)模光伏發(fā)電；沿海地區(qū)（如廣東、江蘇）和高海拔地區(qū)（如內(nèi)蒙古）具備豐富的風(fēng)能資源，風(fēng)電裝機(jī)容量全球領(lǐng)先；中國還擁有豐富的水電資源，尤其是長江流域和雅魯藏布江流域，水電裝機(jī)容量處于全球前列；中國農(nóng)業(yè)廢棄物（如秸稈）和林業(yè)廢棄物眾多，為生物質(zhì)能的開發(fā)提供了良好基礎(chǔ)。這些為脫碳技術(shù)的發(fā)展提供了極佳的便利條件。但同時，我國也存在關(guān)鍵資源短缺的問題。例如，雖然中國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國，但石油和天然氣資源相對稀缺，高度依賴進(jìn)口，這對能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和減少碳排放構(gòu)成了挑戰(zhàn)。在北方地區(qū)，水資源分布不均，部分區(qū)域面臨水資源短缺的問題，這對可持續(xù)發(fā)展提出了更高的要求。因此，在這種情況下，可以通過推動高效能源利用技術(shù)、智能電網(wǎng)和能源管理系統(tǒng)的應(yīng)用，提高能源使用效率，以降低對化石燃料的依賴；發(fā)展替代能源，加強(qiáng)氫能的研發(fā)與應(yīng)用，推動氫能與可再生能源結(jié)合，探索清潔的氫氣生產(chǎn)和利用技術(shù)。

6 結(jié)論

當(dāng)前，碳中和技術(shù)已成為學(xué)界、業(yè)界關(guān)注的焦點，但其內(nèi)涵和外延仍然比較模糊。本研究對碳中和技術(shù)的概念進(jìn)行了界定，并對碳中和技術(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。其中，將碳中和技術(shù)界定為以多學(xué)科知識為基礎(chǔ)，具有特定技術(shù)功能且能有效支撐碳中和目標(biāo)實現(xiàn)的知識、技術(shù)與方法體系；并從碳中和技術(shù)概念維度（目標(biāo)維度、功能維度、結(jié)構(gòu)維度、組件維度）、與碳中和路徑的區(qū)別、與綠色低碳技術(shù)的區(qū)別以及基礎(chǔ)學(xué)科構(gòu)成等4個方面闡述了其技術(shù)特性。碳中和技術(shù)概念的界定為確立碳中和技術(shù)結(jié)構(gòu)提供了基礎(chǔ)。碳中和技術(shù)由具有減碳功能和脫碳功能的技術(shù)構(gòu)成，因而碳中和技術(shù)包括減碳技術(shù)和脫碳技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，通過對相關(guān)文獻(xiàn)的分析，識別出不同概念的定義特征，構(gòu)建出該研究領(lǐng)域的框架。雖然大多數(shù)概念存在重疊，但各自強(qiáng)調(diào)的研究議題均有不同。綜上，本文分析了碳中和的核心特征、技術(shù)范疇、結(jié)構(gòu)體系等，以期為研究者、政策制定者和實踐者提供指導(dǎo)。

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Carbon Neutrality Technologies： Conceptual Dimensions， Functional Category， and Structural System

Huang Lucheng1，2， Guo Xin1， Miao Hong2， Luo Xiaomei2， Zhang Huizhao2， Wu Yuduo2

（1.School of Economics and Management， Harbin Engineering University， Harbin 150001， China; 2.College of Economics and Management， Beijing University of Technology， Beijing 100124， China）

Abstract： Carbon neutrality technologies represent the cornerstone of achieving global carbon neutrality goals and have emerged as a pivotal concept in technological innovation under the backdrop of \"climate change\". As a key pathway to addressing global warming and resource-environment constraints， carbon neutrality technologies' theoretical exploration and practical application are undergoing rapid development. However， existing research remains fragmented： the theoretical frameworks are not fully defined and there are still ambiguities regarding technology classification and functional boundaries. Therefore， synthesizing the academic discourse on carbon neutrality technologies and identifying points of consensus and divergence， is crucial for constructing a robust theoretical framework and advancing their practical development.

Firstly， this paper clearly defines carbon neutrality technologies by analyzing their inherent characteristics and the relationships between emissions reduction （reducing carbon emissions） and decarbonization. It highlights four key attributes of carbon neutrality technologies. These technologies encompass a diverse set of pathways and methodologies rather than a singular approach， and their ultimate aim is to significantly reduce or completely offset greenhouse gas emissions while ensuring sustainable economic and social development.

Secondly， this study utilizes existing literature and technological advancements to explore visualization techniques that elucidate the functional scope and structural components of carbon neutrality technologies. The findings reveal that the current understanding of these technologies often suffers from overlapping functions and ambiguous boundaries， particularly in distinguishing between carbon emissions reduction and decarbonization technologies. To address this issue， the paper refines the categorization of carbon neutrality technologies into distinct tiers based on their functions and objectives， enhancing the clarity of their compositional logic. This analysis provides a unified framework for technologists and policymakers， offering clear guidance for future technological innovation.

Thirdly， based on a comprehensive review of existing research and classification systems， this paper proposes a new structural framework for carbon neutrality technologies， tailored to meet the functional requirements of achieving carbon neutrality goals. The framework consists of a dual-layer structure， comprising carbon emissions reduction technologies and decarbonization technologies. Detailed analyses are conducted on the functional characteristics and synergistic relationships between these two types of technologies， highlighting their respective strengths and limitations in various application scenarios.

Finally， this paper outlines the prospects and practical implications of carbon neutrality technologies specifically in China. As technological advancements continue and international collaboration deepens， China's research on carbon neutrality technologies is expected to achieve significant breakthroughs by integrating global theoretical insights with local practical innovations. This will enable China to provide its wisdom and solutions to addressing global climate change.

Key words： carbon neutrality technologies; carbon emissions reduction technologies; decarbonization technologies; negative emissions technologies; technological category

（欄目編輯：邵冰欣）