碳中和的概念等同于“凈零排放”，而不是二氧化碳“零排放”。凈零排放的概念就是人類可以排放一定數(shù)量的二氧化碳，但這個(gè)排放量中的一部分被自然過程吸收而固定，余下部分則通過人為努力而固定（比如通過生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)吸收二氧化碳，或把二氧化碳收集后轉(zhuǎn)為工業(yè)品或封存于地下），排放量與固碳量相等，則為碳中和。評(píng)價(jià)一個(gè)國家、一個(gè)地區(qū)甚至一家企業(yè)碳中和與否或碳中和程度，看的就是其排放量和固碳量之比。

根據(jù)國際上過去幾十年來的觀測(cè)統(tǒng)計(jì)，人類排放的所有二氧化碳中有54%被自然過程吸收（其中陸地吸收31%，海洋吸收23%），另外的46%留在大氣中，成為大氣二氧化碳濃度升高的主要貢獻(xiàn)者。海洋吸收主要通過無機(jī)過程形成碳酸鈣沉積和微體生物合成碳酸鈣，陸地吸收則主要通過生態(tài)系統(tǒng)固存有機(jī)碳和土壤/地下水吸收形成無機(jī)碳酸鹽，以及在河道、河口中沉積埋藏有機(jī)碳。盡管陸地吸收總量是已知的，但到目前為止，各種陸地吸收過程的相對(duì)比例并不清楚。根據(jù)中國科學(xué)院“碳收支”專項(xiàng)研究成果，我國通過自然保護(hù)和生態(tài)工程建設(shè)等，2010—2020年間的陸地生態(tài)系統(tǒng)凈固碳能力為每年10億—13億噸二氧化碳。

根據(jù)前面介紹的排放來源和吸收過程的數(shù)據(jù)，我們可以得出結(jié)論：碳中和是一個(gè)“三端共同發(fā)力”的體系，即“發(fā)電端”用風(fēng)、光、水、核等非碳能源替代煤、油、氣，“能源消費(fèi)端”通過工藝流程再造，用綠電、綠氫、地?zé)岬忍娲骸⒂汀猓肮烫级恕庇蒙鷳B(tài)建設(shè)、碳捕捉—利用—封存（CCUS）等碳固存技術(shù)，將碳人為地固定在地表、產(chǎn)品或地層中。這就是碳中和的基本邏輯。

一國無論是技術(shù)原因，還是市場(chǎng)原因，其“不得不排放”的二氧化碳總量等同于自然吸收量與人為固碳量之和，即可視為“凈零排放”，實(shí)現(xiàn)了該國的碳中和。由此可見，有先進(jìn)并廉價(jià)的技術(shù)可供這“三端”所用，是實(shí)現(xiàn)碳中和的前提條件。也就是說，“技術(shù)為王”將在碳中和過程中得以充分體現(xiàn)。下面，我們來對(duì)這“三端”體系分別作簡(jiǎn)單介紹。

（一）“發(fā)電端”之要在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)

我國目前的發(fā)電裝機(jī)容量約為22億千瓦，未來假定：（1）能源消費(fèi)端要實(shí)現(xiàn)電力替代、氫能替代（氫氣也主要產(chǎn)自電力）；（2）為實(shí)現(xiàn)人均GDP從1萬美元增到3萬—4萬美元，所需的能源明顯增長；（3）風(fēng)、光發(fā)電利用小時(shí)數(shù)難以明顯提高，那么估計(jì)我國實(shí)現(xiàn)碳中和之時(shí)，總的電力裝機(jī)容量會(huì)在60億—80億千瓦之間。因此，未來新型電力系統(tǒng)的第一個(gè)特點(diǎn)是電力裝機(jī)容量巨大。

第二個(gè)特點(diǎn)是我國十分豐富的風(fēng)、光資源將逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橹髁Πl(fā)電和供能資源，這既包括西部的風(fēng)、光資源，也包括沿海大陸架風(fēng)力資源，更包括各地分散式（尤其是農(nóng)村）的光熱等資源（如屋頂和零星空地）。

第三個(gè)特點(diǎn)是“穩(wěn)定電源”應(yīng)從目前火電為主逐步轉(zhuǎn)化為以核電、水電和綜合互補(bǔ)的清潔能源為主。

第四個(gè)特點(diǎn)是必須利用能量的存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)化及調(diào)節(jié)等技術(shù)，克服風(fēng)、光資源波動(dòng)性大的天然缺陷。

第五個(gè)特點(diǎn)是火電（為減少二氧化碳排放，應(yīng)逐步用天然氣取代煤炭發(fā)電）只作為應(yīng)急電源或一部分調(diào)節(jié)電源。

第六個(gè)特點(diǎn)是在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，成倍擴(kuò)大輸電基礎(chǔ)設(shè)施，平衡區(qū)域資源差異；并加強(qiáng)配電基礎(chǔ)建設(shè)，增強(qiáng)對(duì)分布式資源的消納能力。

為實(shí)現(xiàn)碳中和，我國擬以裝機(jī)總量60億—80億千瓦，風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電共占比70%，“穩(wěn)定電源”占比30%為目標(biāo)，規(guī)劃新型電力系統(tǒng)。在40年內(nèi)，大致以每十年為一期，順次走控碳電力、降碳電力、低碳電力最后到近無碳電力之路，并完成超大規(guī)模的輸變電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

要建立這樣的新型電力系統(tǒng)，無論是發(fā)電，還是儲(chǔ)能、轉(zhuǎn)化、消納、輸出等，技術(shù)上都有大量需要攻克的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這將成為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)工作的重中之重。

（二）“能源消費(fèi)端”之要在電力替代、氫能替代以及工藝重構(gòu)

用非碳能源發(fā)電、制氫，再用電力、氫能替代煤、油、氣用于工業(yè)、交通、建筑等領(lǐng)域，從而實(shí)現(xiàn)消費(fèi)端的低碳化甚至非碳化，這是實(shí)現(xiàn)碳中和的核心內(nèi)容。在電力供應(yīng)充足和廉價(jià)的前提下，消費(fèi)端的低碳化主要通過各種生產(chǎn)工藝流程的再造來完成。

消費(fèi)端的排放大戶是工業(yè)、交通、建筑三個(gè)領(lǐng)域，工業(yè)領(lǐng)域的排放大戶是鋼鐵、建材、化工、有色四個(gè)產(chǎn)業(yè)。

從現(xiàn)有技術(shù)分析，交通的低碳化甚至非碳化較易實(shí)現(xiàn)，即軌道交通和私家車可用電力替代，船舶、卡車、航空可部分用氫能替代。這里關(guān)鍵處是建設(shè)私家車的充電體系，建設(shè)從制氫到輸運(yùn)再到加氫站的完整體系，當(dāng)然還有如何保證經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行等問題。

建筑領(lǐng)域的低碳化技術(shù)亦基本具備，大致可考慮以下途徑：城市以全面電氣化為主，加上條件具備的小區(qū)以電動(dòng)熱泵（地源熱泵、空氣源或者長程余熱）為補(bǔ)充，少部分情況特殊者可部分利用天然氣；農(nóng)村則以屋頂光伏＋電動(dòng)熱泵＋天然氣＋生物沼氣＋輸入電力的適當(dāng)組合為主。

以上兩大領(lǐng)域去碳化的關(guān)鍵是政府與市場(chǎng)做好協(xié)調(diào)，并以合適節(jié)奏推廣之。

目前，工業(yè)領(lǐng)域的鋼鐵、建材、化工、有色產(chǎn)業(yè)還沒有用電力、氫能替代化石能源的成熟技術(shù)，雖然從理論上講是可以實(shí)現(xiàn)的，但仍需技術(shù)層面變革性的突破和行業(yè)間的協(xié)調(diào)。事實(shí)上，國內(nèi)外一些企業(yè)與研發(fā)單位在氫能＋電力＋煤炭的“混合型”煉鐵（如氫冶金）上已有較為成功的先例。從工藝流程再造看，不同工業(yè)過程既可考慮先走低碳化的“混合型”再到無碳化的“清潔型”，也可考慮一步取代到位。

由此可見，能源消費(fèi)端的“替代路線”亦需研發(fā)大量新技術(shù)并布局大量新產(chǎn)業(yè)。

需要說明的是，水泥一般用石灰石做原料，煅燒過程中不可能不產(chǎn)生二氧化碳，這部分如得不到捕集利用，當(dāng)在“不得不排放”的二氧化碳之列。此外，煤、油、氣作為資源來生產(chǎn)基礎(chǔ)化學(xué)品、高端材料、航油等，其開采—加工—產(chǎn)品使用的全生命周期中也存在“不得不排放”的二氧化碳。

從以上兩部分的分析看，無論是發(fā)電端還是能源消費(fèi)端，到2060年都會(huì)有相當(dāng)數(shù)量的碳排放存在，需要其他技術(shù)予以中和。

（三）“固碳端”之要在生態(tài)建設(shè)

學(xué)術(shù)界對(duì)固碳方式已有過很多研究，主要分六大類。第一類是通過對(duì)退化生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)、保育等措施，增強(qiáng)光合作用并將更多碳以有機(jī)物的形式固定在植物（尤其是森林）和土壤之中。這是最重要的固碳過程。2010—2020年間，我國陸地生態(tài)系統(tǒng)的凈固碳能力約為每年10億—13億噸二氧化碳。第二類是從煙道中收集二氧化碳，制成各類化學(xué)品和燃料，或者用于藻類養(yǎng)殖，形成生物制品。第三類是收集二氧化碳?xì)怏w，用于油田驅(qū)油、驅(qū)氣過程。第四類是收集二氧化碳，制成碳化水泥。第五類是收集二氧化碳后，封存于地層之中。第六類是生物質(zhì)燃料利用、采伐樹木及秸稈等悶燒還田等。

由于生態(tài)建設(shè)是“國之大者”，而后面五類“碳固存技術(shù)”的應(yīng)用均需額外耗能，且未必經(jīng)濟(jì)合算，因此，固碳端的工作當(dāng)首先聚焦于生態(tài)建設(shè)。在2060年之前，對(duì)非生態(tài)碳固存技術(shù)先做深入研究和技術(shù)儲(chǔ)備，力爭(zhēng)掌握知識(shí)產(chǎn)權(quán)和工程技術(shù)，大幅度降低成本；臨近2060年時(shí)，根據(jù)我國“不得不排放”的二氧化碳量和生態(tài)固碳貢獻(xiàn)狀況，再相機(jī)推動(dòng)這些技術(shù)的應(yīng)用。