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(wèn)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(huì)（IPCC）第六次評(píng)估報(bào)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(lái)的許多改變?cè)跀?shù)百年甚至近千年的時(shí)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(guó)際社會(huì)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(shū)》《巴黎協(xié)定》等一系列國(guó)際條約的通過(guò)和簽署，各國(guó)在減排問(wèn)題上取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。但是，多項(xiàng)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(guó)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(wú)法實(shí)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(shí)現(xiàn)地球可持續(xù)發(fā)展的水平，國(guó)際社會(huì)仍任重道遠(yuǎn)。嚴(yán)峻的減排形勢(shì)使得未來(lái)全球各國(guó)溫室氣體可排放空間越來(lái)越小。IPCC評(píng)估報(bào)告指出，為實(shí)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(guó)需在2050年前實(shí)現(xiàn)二氧化碳（CO2）凈零排放，即實(shí)現(xiàn)碳中和。全球已有124個(gè)國(guó)家在2020年11月舉行的世界氣候峰會(huì)前做出了碳中和承諾。其中，大部分國(guó)家或地區(qū)承諾將2050年作為實(shí)現(xiàn)碳中和的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，如歐盟、美國(guó)、英國(guó)、加拿大、日本、新西蘭、南非等。中國(guó)作為負(fù)責(zé)任的大國(guó)，也多次向國(guó)際承諾將力爭(zhēng)于2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。隨著各國(guó)紛紛做出碳中和承諾，應(yīng)對(duì)氣候變化這一課題站在了新的歷史交匯點(diǎn)，迎來(lái)重大機(jī)遇期；當(dāng)下已然成為汲取并凝練既有知識(shí)，以指導(dǎo)未來(lái)碳達(dá)峰、碳中和研究的最佳時(shí)機(jī)?；诖?，本研究通過(guò)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(wèn)題及戰(zhàn)略需求，對(duì)未來(lái)重點(diǎn)研究方向提出若干思考。為回答上述問(wèn)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(duì)象?；贗PCC報(bào)告與國(guó)際共識(shí)，本研究將碳達(dá)峰定義為：在某一個(gè)時(shí)間點(diǎn)，CO2排放不再增長(zhǎng)而達(dá)到峰值，之后逐步回落，這一時(shí)間點(diǎn)為達(dá)峰時(shí)間，對(duì)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(lái)的問(wèn)題是碳達(dá)峰與碳中和目標(biāo)（簡(jiǎn)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(lái)看，雙碳目標(biāo)具有深厚的理論淵源和現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)，蘊(yùn)含了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與碳排放脫鉤理論及環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線（EKC）假說(shuō)等經(jīng)濟(jì)學(xué)內(nèi)涵。碳中和目標(biāo)下的碳排放曲線峰值點(diǎn)在一定程度上可類比為EKC曲線中的環(huán)境拐點(diǎn)（圖1）。從主觀能動(dòng)性來(lái)看，雙碳目標(biāo)也符合人類在滿足基本物質(zhì)需求后對(duì)美好生活的追求。良好的生態(tài)環(huán)境已成為全球經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的支撐。此外，由于實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰的時(shí)間點(diǎn)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(shí)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(duì)碳達(dá)峰行動(dòng)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(jì)學(xué)內(nèi)涵。另一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)的具體途徑有哪些？已有大量學(xué)者通過(guò)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)轉(zhuǎn)型情景進(jìn)行預(yù)測(cè)，采用各類綜合評(píng)估模型（IAM）得到實(shí)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(chǎng)景化、主題化等特征，加之各經(jīng)濟(jì)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(xiǎn)等方面存在不確定性，導(dǎo)致許多研究在面對(duì)相同預(yù)測(cè)情景時(shí)，分析結(jié)果間也缺乏一致可比性?？偠灾?，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(shí)現(xiàn)碳中和這一依賴社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)一體化發(fā)展的命題。因此，亟需一個(gè)針對(duì)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(lái)研究重點(diǎn)與難點(diǎn)，并引導(dǎo)相關(guān)學(xué)者更加高效、精準(zhǔn)、系統(tǒng)地開(kāi)展后續(xù)研究。綜上，本研究旨在回答兩個(gè)核心問(wèn)題：一是針對(duì)碳達(dá)峰與碳中和研究進(jìn)展如何？二是未來(lái)有哪些重要發(fā)展方向？為回答上述問(wèn)題，本文從時(shí)空維度追蹤相關(guān)領(lǐng)域研究的國(guó)際趨勢(shì)與發(fā)展規(guī)律，從產(chǎn)業(yè)維度剖析研究現(xiàn)狀及熱點(diǎn)變遷，并挖掘支撐雙碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的路徑與著力點(diǎn)。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(wèn)題。最后面向未來(lái)雙碳目標(biāo)理論研究及實(shí)踐需要，圍繞實(shí)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(jì)量分析方法本文采用的一套自主開(kāi)發(fā)的知識(shí)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(jì)量學(xué)和類型學(xué)分析工具（圖2），可用于分析一個(gè)學(xué)科的結(jié)構(gòu)、特征及其演變過(guò)程，并可通過(guò)繪制知識(shí)圖譜評(píng)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(lái)源于WebofScienceCoreCollection（WoS核心收錄）中的科學(xué)引文索引擴(kuò)充版和社會(huì)科學(xué)引文索引數(shù)據(jù)庫(kù)。WoS數(shù)據(jù)庫(kù)是世界上最著名的電子文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)之一，包含了廣泛的自然和社會(huì)科學(xué)方面的學(xué)術(shù)資料，已被廣泛應(yīng)用于科學(xué)計(jì)量分析。本文分析的第一步是通過(guò)關(guān)鍵詞檢索，從WoS文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)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(jiàn)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(kù)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(jì)和生態(tài)環(huán)境相關(guān)方向的文獻(xiàn)（詳見(jiàn)附錄A中的表S1）。接著，本文作者對(duì)剩余文獻(xiàn)的摘要和主要內(nèi)容進(jìn)行了“背靠背”的獨(dú)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(duì)保留下來(lái)的每篇文獻(xiàn)根據(jù)研究主題、關(guān)注國(guó)家或地區(qū)、特定部門或行業(yè)、支撐舉措（12種）與關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)等5個(gè)方面進(jìn)行手工編碼。在這一步中，評(píng)審小組的每個(gè)成員先分別對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行類型分析，再通過(guò)面對(duì)面的討論達(dá)成共識(shí)。最后，通過(guò)知識(shí)圖譜將綜述結(jié)果進(jìn)行可視化分析，從多維度視角評(píng)估該領(lǐng)域研究現(xiàn)狀，對(duì)全球進(jìn)展和熱點(diǎn)議題進(jìn)行分析，進(jìn)而提煉出關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。圖2.知識(shí)集成分析系統(tǒng)框架。Num.表示此項(xiàng)分析中保留的研究的數(shù)量。主要包括三個(gè)分析維度：時(shí)間維度、行業(yè)維度、技術(shù)維度。9個(gè)行業(yè)包括：電力、鋼鐵、運(yùn)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(shì)及熱點(diǎn)問(wèn)題基于提出的知識(shí)集成分析框架，本文首先對(duì)碳達(dá)峰、碳中和研究領(lǐng)域的發(fā)文趨勢(shì)與熱點(diǎn)進(jìn)行文獻(xiàn)計(jì)量分析，以衡量該領(lǐng)域的知識(shí)存量和表征規(guī)律。

（一）時(shí)空發(fā)展規(guī)律在時(shí)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(guò)構(gòu)建碳中性評(píng)價(jià)指數(shù)來(lái)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(zhēng)議。在過(guò)去的15年間，碳中和逐漸從一個(gè)科學(xué)概念轉(zhuǎn)變成應(yīng)對(duì)氣候變化討論的中心議題。2008年，英國(guó)通過(guò)《氣候變化法案》，成為首個(gè)為溫室氣體減排立法的國(guó)家。2018年，IPCC發(fā)布《全球變暖1.5℃特別報(bào)告》，給出了碳中和的明確定義。在國(guó)際公約的推動(dòng)下，各國(guó)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(bào)告中的IS92情景，采用IMAGE（IntegratedModeltoAssesstheGlobalEnvironment）綜合評(píng)估模型預(yù)測(cè)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(jì)照此趨勢(shì)至2100年平均溫升僅為1.4℃。然而，碳排放的實(shí)際增長(zhǎng)已經(jīng)大大偏離了他們最初的預(yù)想。對(duì)于發(fā)展中國(guó)家而言，在保持經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的前提下盡早實(shí)現(xiàn)碳排放達(dá)峰是一個(gè)極為艱巨的任務(wù)。2014年，中國(guó)在《中美氣候變化聯(lián)合宣言》中首次提出到2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰的目標(biāo)。在此推動(dòng)下，越來(lái)越多的科學(xué)研究聚焦碳達(dá)峰實(shí)現(xiàn)路徑與峰值預(yù)測(cè)，以期為以中國(guó)為代表的發(fā)展中國(guó)家獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策。圖3.碳達(dá)峰與碳中和研究發(fā)文趨勢(shì)。在空間尺度（圖4）上，本文依據(jù)研究對(duì)象的地理分布特點(diǎn)將綜述文獻(xiàn)劃分為三個(gè)尺度，范圍由大到小依次為全球、國(guó)家和區(qū)域尺度。結(jié)果表明，碳達(dá)峰研究主要聚焦國(guó)家尺度，尤其中國(guó)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(guó)各能源密集型部門、低碳試點(diǎn)城市和城市群的達(dá)峰路徑。由于大多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)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(zhǎng)的發(fā)展中國(guó)家。相比之下，在碳中和研究中，對(duì)區(qū)域尺度的關(guān)注有所增多，以歐盟成員國(guó)為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家是碳中和研究的重點(diǎn)對(duì)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(guó)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(guó)家和全球?qū)用娴难芯糠謩e占比41.7%、51.8%和6.5%。（二）重點(diǎn)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(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)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(diǎn)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(diǎn)。對(duì)于碳中和研究而言，對(duì)電力與交通部門實(shí)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(diǎn)。正因?yàn)殡娏Σ块T（44.3%）、工業(yè)部門（22.4%）和陸上運(yùn)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(duì)于實(shí)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(shí)現(xiàn)碳中和預(yù)留更多的準(zhǔn)備時(shí)間。正如前文所述，對(duì)于很多發(fā)展中國(guó)家而言，實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)時(shí)間緊，任務(wù)重。因此，迫切需要對(duì)第一、二、三產(chǎn)業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行全面綠色升級(jí)，同時(shí)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(diǎn)。（a）碳達(dá)峰；（b）碳中和。*表示專注于整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域而非特定行業(yè)的研究；每個(gè)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(duì)不同部門關(guān)注度的動(dòng)態(tài)演化。*表示專注于整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域而非特定行業(yè)的研究。（三）實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰與碳中和的支撐舉措為抓住實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰與碳中和的主動(dòng)權(quán)，需要抓好發(fā)力點(diǎn)（圖7）。針對(duì)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(chǎng)機(jī)制、能源市場(chǎng)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(shí)，人們愈加認(rèn)識(shí)到除技術(shù)手段外，市場(chǎng)手段也必不可少。對(duì)于碳中和而言，研究主要關(guān)注以下12項(xiàng)支撐舉措的實(shí)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(xiàng)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(shí)代要求在滿足人類能源需求并保持經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力的前提下，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與CO2排放的脫鉤。能源系統(tǒng)發(fā)展慣性大、路徑依賴性強(qiáng)。因此，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，實(shí)現(xiàn)中國(guó)碳中和承諾是一項(xiàng)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(dòng)能源革命和轉(zhuǎn)型發(fā)展的根本動(dòng)力，也是實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力?；趯?duì)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(diǎn)話題。如何將它們與傳統(tǒng)能源系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)耦合，以幫助能源結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)根本性優(yōu)化是未來(lái)研究值得探討的重要方向。圖7.實(shí)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(jì)量結(jié)果，本文在研究熱點(diǎn)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步遴選出了4個(gè)新興前沿，通過(guò)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(bào)告，如果要實(shí)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(shí)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(lái)科技競(jìng)爭(zhēng)的新領(lǐng)域?？紤]負(fù)排放技術(shù)大規(guī)模部署的可行性與經(jīng)濟(jì)性，現(xiàn)有文獻(xiàn)重點(diǎn)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(duì)負(fù)排放技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的分析主要集中在評(píng)估具體技術(shù)的成本效益，以及利用綜合評(píng)估模型剖析技術(shù)實(shí)施的宏觀經(jīng)濟(jì)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(duì)特定負(fù)排放技術(shù)實(shí)施方案的成本進(jìn)行了估算或比較，并將其納入應(yīng)對(duì)氣候變化的最優(yōu)組合方案中評(píng)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(wèn)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(xiǎn)，如對(duì)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(kāi)始采用地理信息分析、全生命周期評(píng)價(jià)、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(shí)定量刻畫(huà)不同技術(shù)規(guī)模下的外部生態(tài)影響量級(jí)。以上研究為負(fù)排放技術(shù)規(guī)?；渴鹛峁┝酥笇?dǎo)。然而，這些工作在研究對(duì)象、研究視角和研究方法上都相對(duì)獨(dú)立，研究結(jié)果之間的共性特點(diǎn)和科學(xué)規(guī)律尚需進(jìn)一步探索?；谏鲜鲅芯炕A(chǔ)，本文提出三個(gè)未來(lái)研究方向：①負(fù)排放技術(shù)發(fā)展與社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-生態(tài)系統(tǒng)的相互反饋刻畫(huà)；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(wèn)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(diǎn)。圍繞這些技術(shù)，研究者從工藝管理的各個(gè)方面開(kāi)展了一系列研究。傳統(tǒng)工業(yè)要實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)，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(guò)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(duì)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(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。但一個(gè)關(guān)鍵的管理問(wèn)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(guò)程中需要同時(shí)兼顧標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)與技術(shù)要求兩方面。碳中性是一個(gè)全生命周期的概念，從這一角度講，強(qiáng)化全生命周期碳排放核算標(biāo)準(zhǔn)與管理體系是實(shí)質(zhì)推動(dòng)工藝綠色升級(jí)的先行條件。在此基礎(chǔ)上，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同應(yīng)用層面（企業(yè)、行業(yè)與國(guó)家）碳足跡進(jìn)行科學(xué)核算與評(píng)估，有效支撐市場(chǎng)化碳減排機(jī)制的建立與完善，從而在國(guó)際氣候談判中掌握話語(yǔ)權(quán)。（三）碳定價(jià)機(jī)制市場(chǎng)機(jī)制是控制CO2排放的有效手段之一。目前，碳定價(jià)機(jī)制主要包括價(jià)格型工具（如碳稅）和數(shù)量型工具（如碳交易市場(chǎng)）。據(jù)世界銀行統(tǒng)計(jì)，2020年全球已有61項(xiàng)碳定價(jià)機(jī)制正在實(shí)施或計(jì)劃實(shí)施，其中31項(xiàng)關(guān)于碳排放交易體系、30項(xiàng)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(guó)國(guó)情不同，不同定價(jià)工具適用的經(jīng)濟(jì)部門也不同。研究人員就特定市場(chǎng)主體比較了兩種碳定價(jià)機(jī)制的實(shí)施效果與路徑，從而為規(guī)模更大且充滿流動(dòng)性的全球交易市場(chǎng)提供決策支撐。碳定價(jià)政策的實(shí)施會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)成本。大量研究表明，實(shí)施碳定價(jià)機(jī)制可能會(huì)引發(fā)對(duì)未來(lái)區(qū)域和產(chǎn)業(yè)發(fā)展不公平性的擔(dān)憂。尤其對(duì)于正處在轉(zhuǎn)型時(shí)期，且社會(huì)貧富差距較大的發(fā)展中國(guó)家，碳定價(jià)機(jī)制的收入分配效應(yīng)需要進(jìn)行更加謹(jǐn)慎的事前評(píng)估。企業(yè)是市場(chǎng)機(jī)制的行為主體。在碳市場(chǎng)中，企業(yè)碳管理的效果將直接決定控排企業(yè)在碳市場(chǎng)中的生存情況。對(duì)于一個(gè)國(guó)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(cè)。基于此，才能針對(duì)不同企業(yè)的減排潛力制定合理的減排目標(biāo)。而無(wú)論采取何種定價(jià)機(jī)制，科學(xué)、公平與高效永遠(yuǎn)都是市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)原則，也是保障市場(chǎng)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(shí)施范例。實(shí)現(xiàn)碳中和是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要長(zhǎng)期性和全局性思維指導(dǎo)國(guó)家、行業(yè)、企業(yè)與個(gè)人等多主體在各個(gè)層面相互協(xié)作。示范是論證一個(gè)碳中和系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Φ淖詈帽碚?。世界各地正在各種領(lǐng)域開(kāi)展不同類型的示范與試點(diǎn)。對(duì)于示范項(xiàng)目而言，負(fù)排放技術(shù)、零碳技術(shù)和碳定價(jià)機(jī)制等都是實(shí)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(huì)使用100%綠色能源或可再生電力，并通過(guò)進(jìn)一步采用CO2跨臨界直接冷卻系統(tǒng)、碳市場(chǎng)交易、場(chǎng)館區(qū)域生態(tài)修復(fù)等方式實(shí)現(xiàn)了整個(gè)比賽的碳中和。坐落于美國(guó)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(shí)踐上看，泰國(guó)VISTEC大學(xué)通過(guò)智慧儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)了校園零碳電力供應(yīng)。德國(guó)Greifswald大學(xué)也在積極推行“碳中和大學(xué)”計(jì)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(guò)結(jié)構(gòu)化訪談對(duì)具有碳中和引領(lǐng)作用的城市，如對(duì)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(guó)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(wèn)題進(jìn)行了一些討論，但未來(lái)還有幾個(gè)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(chǎng)化推廣及其科學(xué)布局，以及不同類型碳中和示范項(xiàng)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(wèn)題實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰與碳中和是一場(chǎng)廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革。在這場(chǎng)關(guān)系人類命運(yùn)共同體的行動(dòng)中，不同國(guó)家已經(jīng)給出了各具特色的行動(dòng)方案與綱領(lǐng)，提供了豐富的實(shí)踐案例。但無(wú)論選擇何種實(shí)踐路徑，實(shí)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(píng)估給予支持與指導(dǎo)。雙碳目標(biāo)不僅對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(duì)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(shì)，才能避免戰(zhàn)略誤區(qū)，以最低社會(huì)成本和最快速度實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)?；诖?，本文拋磚引玉提出面向雙碳目標(biāo)的5個(gè)重要管理科學(xué)問(wèn)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(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰將為以低成本實(shí)現(xiàn)碳中和贏得時(shí)間和信心。碳排放峰值水平及達(dá)峰時(shí)間將直接決定實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的緊迫性和艱巨性?；诖耍槍?duì)重點(diǎn)行業(yè)的碳達(dá)峰時(shí)間表與路線圖的研究備受關(guān)注。當(dāng)前距離中國(guó)承諾實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)的時(shí)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(guó)實(shí)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(diǎn)企業(yè)率先實(shí)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(jiǎn)單“一刀切”，也要對(duì)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(kāi)展碳減排工作。在此基礎(chǔ)上，部分研究對(duì)不同的達(dá)峰策略開(kāi)展了經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境影響評(píng)價(jià)，從技術(shù)措施、改造成本、環(huán)境效益等多個(gè)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(jī)器學(xué)習(xí)等經(jīng)典方法識(shí)別碳排放的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素，量化并評(píng)估長(zhǎng)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(duì)驅(qū)動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要因素的探討已從最初的人口規(guī)模、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、能源強(qiáng)度、單位能耗碳排放等逐步擴(kuò)展到能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、城鎮(zhèn)化、國(guó)際貿(mào)易分工、顛覆性技術(shù)等更廣泛的領(lǐng)域。未來(lái)，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(dòng)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(dòng)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(jì)增長(zhǎng)與碳排放脫鉤的內(nèi)在機(jī)制與現(xiàn)實(shí)條件雙碳目標(biāo)充分體現(xiàn)了碳排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展脫鉤的發(fā)展愿景?，F(xiàn)有研究從經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與碳排放脫鉤理論的內(nèi)在機(jī)理入手，厘清減排的階段性特征，通過(guò)階段性對(duì)比以及指標(biāo)評(píng)估剖析經(jīng)濟(jì)發(fā)展和低碳轉(zhuǎn)型進(jìn)展。然而，當(dāng)前描述性評(píng)估研究偏多，缺少量化分析，較難對(duì)比判斷不同時(shí)期和不同領(lǐng)域政策及行動(dòng)的實(shí)施效果。未來(lái)，應(yīng)更加關(guān)注低碳經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)演化特征和不同發(fā)展階段的動(dòng)力機(jī)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(jì)增長(zhǎng)脫鉤取決于不同地區(qū)的現(xiàn)實(shí)條件。結(jié)合不同國(guó)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(jì)增長(zhǎng)與碳排放脫鉤的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件，開(kāi)展了一系列橫向和縱向比較研究。未來(lái)的研究應(yīng)重點(diǎn)突出特定行業(yè)、地區(qū)或主體的條件優(yōu)勢(shì)，識(shí)別其關(guān)鍵發(fā)展瓶頸。

（三）經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(jì)社會(huì)系統(tǒng)的固有特征，對(duì)未來(lái)低碳轉(zhuǎn)型路徑選擇帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。然而，科學(xué)家可以通過(guò)數(shù)學(xué)建模來(lái)提高未來(lái)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。因此，識(shí)別經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(huì)、經(jīng)濟(jì)、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(dú)立，它們相互交織共同影響整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)轉(zhuǎn)型。（1）社會(huì)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(huì)轉(zhuǎn)型的過(guò)程和方向充滿了諸多可能。未來(lái)的社會(huì)轉(zhuǎn)型可能表現(xiàn)為非連續(xù)的驟變，也可能是在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的相對(duì)連續(xù)變化。因此，探討如何應(yīng)對(duì)低碳轉(zhuǎn)型帶來(lái)的社會(huì)轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)是未來(lái)研究的關(guān)鍵。（2）經(jīng)濟(jì)發(fā)展不確定。經(jīng)濟(jì)層面的市場(chǎng)波動(dòng)造成的不確定性可能會(huì)擾亂宏觀經(jīng)濟(jì)趨勢(shì)以及微觀個(gè)人決策。具體而言，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不可預(yù)見(jiàn)性將在宏觀層面沖擊低碳轉(zhuǎn)型政策實(shí)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(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）增長(zhǎng)率、股票價(jià)格指數(shù)或匯率等時(shí)間序列數(shù)據(jù)的波動(dòng)性來(lái)衡量投資、就業(yè)和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的不確定性。隨著全球化進(jìn)程加深，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不確定性來(lái)源已從傳統(tǒng)的周期性波動(dòng)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(jì)不確定性變得更加困難，也對(duì)未來(lái)碳中和實(shí)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(shí)踐中，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的動(dòng)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(chǎng)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(duì)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(lái)研究應(yīng)加強(qiáng)對(duì)世界各國(guó)尤其是發(fā)展中國(guó)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(fèi)行為不確定。生產(chǎn)的最終目的是消費(fèi)，消費(fèi)是碳排放的根源。實(shí)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(fèi)者的行為模式?，F(xiàn)有研究一般采用調(diào)查和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)相結(jié)合的方法評(píng)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(fèi)側(cè)碳排放的鎖定效應(yīng)。此外，消費(fèi)行為和用能行為也受到收入水平、社會(huì)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(fèi)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(gè)人的綠色低碳行為。（5）政策不確定。實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和需要經(jīng)濟(jì)、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(lì)機(jī)制。然而，經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)轉(zhuǎn)型是一個(gè)長(zhǎng)期過(guò)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(guò)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(lái)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(duì)未來(lái)政策和政府行動(dòng)擔(dān)憂的事件。碳中和愿景將推動(dòng)世界各國(guó)出臺(tái)各類扶持政策，而這些政策拐點(diǎn)又將反過(guò)來(lái)影響未來(lái)的社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-能源-技術(shù)體系改革。為此，未來(lái)應(yīng)深入探討政策不確定性與低碳轉(zhuǎn)型的互饋機(jī)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(xiǎn)、提高轉(zhuǎn)型路徑魯棒性的難點(diǎn)在于通過(guò)有限計(jì)算識(shí)別關(guān)鍵不確定性因素，并規(guī)避他們?cè)斐傻娘L(fēng)險(xiǎn)與影響。基于此，本研究提出了5個(gè)有待進(jìn)一步研究的問(wèn)題：①不確定因素對(duì)替代轉(zhuǎn)型路徑的影響機(jī)制是什么？②如何準(zhǔn)確刻畫(huà)不確定性的影響？③面對(duì)不確定性較高的未來(lái)發(fā)展情景，如何設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)最低且經(jīng)濟(jì)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(duì)不確定性的作用機(jī)制？（四）碳中和目標(biāo)下的區(qū)域一體化協(xié)同管理機(jī)制實(shí)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(jí)尺度綜合評(píng)估體系，設(shè)計(jì)區(qū)域協(xié)同優(yōu)化路徑，實(shí)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(guò)設(shè)計(jì)以區(qū)域碳排放和碳匯調(diào)查為基礎(chǔ)的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)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(lái)的嚴(yán)重社會(huì)問(wèn)題。此外，為確?？鐓^(qū)域碳排放權(quán)交易或補(bǔ)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(qiáng)對(duì)區(qū)域碳排放核算、碳泄漏的公平性評(píng)估、跨區(qū)域碳市場(chǎng)鏈接機(jī)制設(shè)計(jì)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(zhǎng)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(diǎn)示范區(qū)。重點(diǎn)探討低碳試點(diǎn)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(kāi)展多區(qū)域優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)聯(lián)動(dòng)發(fā)展機(jī)制設(shè)計(jì)，以點(diǎn)帶面形成示范效應(yīng)，推動(dòng)形成區(qū)域低碳發(fā)展新格局。

（五）基于市場(chǎng)的工具，設(shè)計(jì)靈活操作的碳市場(chǎng)和混合政策有效的減排政策對(duì)于應(yīng)對(duì)氣候變化、實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)至關(guān)重要。市場(chǎng)機(jī)制減排手段因更具經(jīng)濟(jì)效率而廣受青睞，在世界各地得到廣泛應(yīng)用。自2013年以來(lái)，中國(guó)先后建立了8個(gè)區(qū)域碳市場(chǎng)試點(diǎn)，并于2017年啟動(dòng)了全國(guó)性的碳市場(chǎng)。提出雙碳目標(biāo)后，中國(guó)不斷加快完善全國(guó)碳市場(chǎng)建設(shè)。目前，全國(guó)碳交易市場(chǎng)已正式啟動(dòng)，可以交易包括碳配額現(xiàn)貨和國(guó)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(diǎn)關(guān)注的管理科學(xué)問(wèn)題：一是碳市場(chǎng)運(yùn)行機(jī)制設(shè)計(jì)，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