富氫氣體及氫氣直接還原技術(shù)研發(fā)與示范
研究內(nèi)容：針對直接還原-電爐熔分短流程低碳煉鐵技術(shù)體系 需突破的關(guān)鍵科技問題，研究富氫氣體及氫氣還原鐵礦粘結(jié)機理與過程強化規(guī)律，研究直接還原豎爐氧化球團技術(shù)、豎爐直接還原技術(shù)和流化床直接還原技術(shù)、高能效電爐生產(chǎn)技術(shù)及裝備，開發(fā)氣基豎爐和流化床直接還原成套工藝及裝備，開展工程示范。
考核指標：發(fā)展鐵礦氣基直接還原過程強化技術(shù)，形成 1-2 項 氣基直接還原鐵（DRI）成套關(guān)鍵技術(shù)與裝備；建成不低于 50 萬噸 DRI/年富氫氣體豎爐直接還原生產(chǎn)線，DRI 金屬化率＞92%，富氫氣體消耗折合能耗不高于 11 吉焦爾（GJ）/噸-DRI，二氧化碳排放不 高于 0.7 噸/噸-DRI，完成豎爐直接還原-電爐熔分成套技術(shù)示范。建成 1 萬噸 DRI/年流化床氫氣直接還原示范裝置，DRI 金屬化率＞8 92%，氫氣消耗折合能耗不高于 10.5 吉焦爾（GJ）/噸-DRI。
通知如下：
科技部社會發(fā)展科技司
2022年3月21日
“碳達峰碳中和關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”重點專項 2022 年項目申報指南
“碳達峰碳中和關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”重點專項面向國家碳達峰碳中和重大需求，聚焦社會發(fā)展和二氧化碳難減排行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)突破，綜合提升我國應(yīng)對氣候變化技術(shù)研發(fā)能力。到“十四五”末 時，使我國在該領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)總體上取得重要突破，并與其他領(lǐng)域重點專項形成互補，為我國二氧化碳 2030 年前碳達峰提供重要的技術(shù)支撐、2060 年前實現(xiàn)碳中和提供技術(shù)儲備，為全球氣候治理提供技術(shù)貢獻和系統(tǒng)解決方案。
2022 年，本專項立足碳達峰碳中和問題的復(fù)雜性和迫切性，跨領(lǐng)域綜合交叉形成重大科技創(chuàng)新，擬重點解決其他重點專項難以統(tǒng)籌考慮的碳中和共性支撐技術(shù)研究示范、低碳/零碳工業(yè)流程再造工藝技術(shù)與示范、面向碳中和的前沿和顛覆性技術(shù)創(chuàng)新與研發(fā)、面向碳中和的創(chuàng)新體系與全球氣候治理技術(shù)等關(guān)鍵問題原則/要求， 圍繞面向碳中和的脫碳模型構(gòu)建與決策支持系統(tǒng)、面向碳交易檢測和監(jiān)測關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)、新型二氧化碳捕集、化學(xué)利用、區(qū)域封存安全性評價、生物質(zhì)負排放技術(shù)、非二氧化碳溫室氣體減排、鋼鐵行業(yè)的富氫氣體還原冶煉、鋼-化聯(lián)產(chǎn)技術(shù)、水泥行業(yè)耦合碳捕集利用封存流程再造技術(shù)、碳中和的前沿和顛覆性技術(shù)、非二氧化碳溫室氣體監(jiān)測、碳中和技術(shù)發(fā)展路線圖與創(chuàng)新支撐體系、碳中和進程重大治理策略、全球氣候治理關(guān)鍵問題與應(yīng)對等方向，按照基礎(chǔ)前沿技術(shù)、共性關(guān)鍵技術(shù)、示范應(yīng)用，擬支持 17 個研究方向。同一指南方向下，除特殊說明外，原則上只支持 1 項（青年科學(xué)家 1項目除外），僅在申報項目評審結(jié)果相近、技術(shù)路線明顯不同時， 可同時支持 2 項，并建立動態(tài)調(diào)整機制，根據(jù)中期評估結(jié)果，再擇優(yōu)繼續(xù)支持。
本重點專項所有項目均應(yīng)整體申報，須覆蓋全部研究內(nèi)容和考核指標（青年科學(xué)家項目除外）。項目實施周期 3-4 年。一般項目下設(shè)課題數(shù)不超過 5 個，項目參與單位總數(shù)不超過 10 家，項目設(shè) 1 名負責(zé)人，每個課題設(shè) 1 名負責(zé)人；青年科學(xué)家項目不再下設(shè)課題， 項目參與單位總數(shù)不超過 3 家，項目設(shè) 1 名負責(zé)人，項目負責(zé)人年齡要求，男性應(yīng)為 1984 年 1 月 1 日以后出生，女性應(yīng)為 1982 年 1 月 1 日以后出生。
本專項鼓勵產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合申報，項目承擔(dān)單位需推動研究成果 轉(zhuǎn)化應(yīng)用和支持專項數(shù)據(jù)共享。
1. 碳中和共性支撐技術(shù)研發(fā)示范
1.1 面向碳中和的脫碳模型構(gòu)建與決策支持系統(tǒng)
研究內(nèi)容：提出基于全國分城市/行業(yè)詳細排放清單的地區(qū)與 行業(yè)減排進程與成效監(jiān)測評估指標體系和數(shù)據(jù)采集體系，構(gòu)建碳達峰碳中和脫碳成本模型，并實現(xiàn)應(yīng)用示范；針對重點控排企業(yè)，開發(fā)融合多源數(shù)據(jù)和基于先進算法的分布式企業(yè)碳排放數(shù)據(jù)智能核查信息管理系統(tǒng)，形成碳排放的監(jiān)管動態(tài)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)；研究數(shù)據(jù)驅(qū)動的碳中和轉(zhuǎn)型路徑與關(guān)鍵不確定性評估方法，建成國家碳中和決策支撐系統(tǒng)；集成上述研究成果，在典型區(qū)域和城市開展系統(tǒng)的落地示范。
考核指標：研發(fā)面向碳達峰/碳中和的進程與成效監(jiān)測評估的技術(shù)方法及指標體系 1 套；構(gòu)建多維度的脫碳成本模型，并實現(xiàn)示 23 范應(yīng)用；研發(fā)分布式企業(yè)碳排放數(shù)據(jù)采集與核證綜合信息管理系統(tǒng) 1 套，并被政府管理部門采用；完成國家碳中和決策支持系統(tǒng)，具 備“平戰(zhàn)結(jié)合”的全域管控與決策支持能力，系統(tǒng)應(yīng)急響應(yīng)時間小 于 6 小時，并被政府管理部門采用，集成以上系統(tǒng)在典型區(qū)域和城市示范應(yīng)用。
1.2 面向碳交易檢測和監(jiān)測的關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)
研究內(nèi)容：針對代表性排放源和產(chǎn)業(yè)技術(shù)的升級迭代，開展以二氧化碳為主體的持續(xù)檢測，獲得具有產(chǎn)業(yè)和技術(shù)特征的排放因子集，形成面向碳交易的系列碳排放核算的國家標準；針對國家、省 市與工業(yè)園區(qū)碳排放復(fù)雜性和隨機性，研究車載走航二氧化碳、甲烷及其碳 13（13C）的同位素在線監(jiān)測技術(shù)，實現(xiàn)典型區(qū)域二氧化碳、甲烷濃度分布以及高濃度區(qū)域碳來源監(jiān)測；研發(fā)無人機超光譜溫室氣體遙感監(jiān)測設(shè)備和反演算法，實現(xiàn)對目標區(qū)域二氧化碳、甲烷等溫室氣體的多時段米級分辨率水平空間分布遙測，構(gòu)建融合實測信息的高分辨率大氣垂直分布先驗廓線數(shù)據(jù)庫；突破紅外多波段下高精度、高覆蓋率、高時空分辨的多源超光譜衛(wèi)星溫室氣體（二氧化 碳、甲烷等）聯(lián)合反演技術(shù)，形成典型區(qū)域碳排放的點-線-面-區(qū) 域全方位監(jiān)測解決方案，發(fā)展區(qū)域和工業(yè)園區(qū)碳排放快速精準核算方法。
考核指標：構(gòu)建代表性行業(yè)持續(xù)檢測體系，形成代表性排放行業(yè)排放因子集，形成 8-10 項面向碳交易的碳排放核算國家標準， 較現(xiàn)有方法精度提高 10%以上；監(jiān)測體系中，二氧化碳測量范圍：380~1000ppm，二氧化碳測量精度 0.1ppm，δ13C-二氧化碳測量精度 1‰，甲烷測量范圍：0~100ppm；甲烷測量精度 1ppb+5‰，δ13C-4 甲烷測量精度 1‰；無人機超光譜遙測設(shè)備，10ppm~100ppm 空間探測分辨率≤10 米，單格點探測時間分辨率≤10 秒；通過衛(wèi)星的聯(lián)合反演算法中，獲取每日覆蓋率>30%，分辨率為 2 公里×2 公里的甲 烷 、二氧化碳濃度數(shù)據(jù)集，形成區(qū)域和工業(yè)園區(qū)碳排放快速精準核算方法體系。
1.3 新型二氧化碳捕集技術(shù)研發(fā)和示范
研究內(nèi)容：研究新型相變吸收劑、非水溶劑吸收劑、復(fù)合吸收 劑等二代溶劑吸收法碳捕集技術(shù)和高效固體吸附法碳捕集技術(shù)，開展關(guān)鍵材料的設(shè)計、宏量制備和生產(chǎn)技術(shù)研究，開展示范工程設(shè)計、 建設(shè)和運行；研發(fā)用于直接空氣捕集的新型吸收劑/吸附新材料， 開發(fā)強化吸收/吸附分離的技術(shù)和樣機，完成技術(shù)驗證；研發(fā)二氧 化碳捕集-轉(zhuǎn)化一體化的可行途徑，開發(fā)吸附-催化多功能新材料， 建立集成工藝，優(yōu)化過程參數(shù)，形成與典型排放源緊密結(jié)合的新型碳減排集成方案，完成技術(shù)驗證。
考核指標：形成新型吸收法碳捕集關(guān)鍵技術(shù)，建設(shè)和運行萬噸 級示范線 1 套，二氧化碳捕集率大于 90%，能耗小于 2.2 吉焦爾（GJ） /噸二氧化碳；形成吸附法碳捕集關(guān)鍵技術(shù)，二氧化碳捕集率大于 90%，能耗小于 2.1 吉焦爾（GJ）/噸二氧化碳，并建設(shè)和運行萬噸級示范線；研發(fā)并驗證具備大規(guī)模推廣潛力的直接空氣捕集技術(shù) 1 項，創(chuàng)制百噸級樣機并實現(xiàn)穩(wěn)定運行；建立百噸級二氧化碳捕集- 轉(zhuǎn)化一體化驗證裝置 1 套，二氧化碳捕集率大于 90%，轉(zhuǎn)化率大于 90%。
1.4 二氧化碳高值化化學(xué)利用關(guān)鍵技術(shù)與示范
研究內(nèi)容：開展二氧化碳高效化學(xué)轉(zhuǎn)化合成高附加值化學(xué)品研5 究，構(gòu)建高活性、高選擇性以及高穩(wěn)定性的反應(yīng)體系；探明二氧化 碳高效合成醇酯類化學(xué)鍵斷裂重構(gòu)規(guī)律及表界面微觀反應(yīng)機理，闡 明提高碳-氧雙鍵活化的關(guān)鍵因素和傳遞反應(yīng)耦合強化機制；探索新型可再生能源驅(qū)動的二氧化碳高效利用新途徑，實現(xiàn)低成本、規(guī) ?；瘧?yīng)用的技術(shù)突破。
考核指標：開發(fā)構(gòu)建新型高效二氧化碳化學(xué)轉(zhuǎn)化裝置 2-3 套， 建設(shè)和運行十萬噸級示范 1-2 套，二氧化碳利用率大于 90%，產(chǎn)物選擇性大于 80%，完成新型二氧化碳光電催化轉(zhuǎn)化關(guān)鍵技術(shù)驗證， 并具備較好的經(jīng)濟效益。
1.5 二氧化碳地質(zhì)封存風(fēng)險監(jiān)測、評價與控制技術(shù)集成示范
研究內(nèi)容：面向二氧化碳地質(zhì)封存潛力評估和安全需求，解決地質(zhì)封存二氧化碳潛力、泄漏和力學(xué)穩(wěn)定性等問題。開展主要盆地 -重點區(qū)塊的封存潛力評估，深化場地與各行業(yè)集中排放源的動態(tài) 匹配分析；深化二氧化碳在地層及井簡內(nèi)的遷移機制及泄漏規(guī)律研 究，研發(fā)封存過程大規(guī)模高效數(shù)值模擬軟件；開發(fā)集成陸上地質(zhì)封 存安全系統(tǒng)。
考核指標：形成我國區(qū)域與行業(yè)封存潛力的評估報告和圖集；完成實際場地千萬網(wǎng)格非均質(zhì)模型高效計算軟件及陸上封存安全 評價方法 1 套；形成陸上二氧化碳封存安全監(jiān)測系統(tǒng) 1 套，地表空氣二氧化碳質(zhì)量分數(shù)遙測量程 20000ppm 濃度、誤差小于讀數(shù)的 2%， 淺層水溶解二氧化碳質(zhì)量分數(shù)監(jiān)測量程 30000ppm 濃度、誤差小于 讀數(shù)的 2%（20～300 米深度區(qū)間），深層水溶解二氧化碳質(zhì)量分數(shù) 監(jiān)測量程 60000ppm 濃度、誤差小于讀數(shù)的 2%（1500～2000 米深度 區(qū)間），上述評價、模擬和監(jiān)測技術(shù)需要通過規(guī)模萬噸級以上、深度大于 1500 米的現(xiàn)場試驗進行檢驗。
1.6 碳負排放的生物質(zhì)綜合精煉研究與示范
研究內(nèi)容：針對我國農(nóng)林生物質(zhì)廢棄物體量大、種類復(fù)雜和資源化利用率低等問題，開展生物質(zhì)超微結(jié)構(gòu)解譯，建立典型農(nóng)林生物質(zhì)結(jié)構(gòu)信息數(shù)據(jù)庫，研究生物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)、區(qū)域化學(xué)、鍵合機制在不同預(yù)處理環(huán)境下的時空演變規(guī)律與應(yīng)答機制；研究纖維素酶解過程調(diào)控技術(shù)及基于纖維素糖利用的連續(xù)發(fā)酵技術(shù)，開展基于微生物集群效應(yīng)的生物膜催化體系研究，降低發(fā)酵周期，提高總糖利用效率，開發(fā)面向木質(zhì)纖維素成分的發(fā)酵強化與連續(xù)化技術(shù)；研究木質(zhì)素組分的高效改性技術(shù)和選擇性催化解聚的反應(yīng)規(guī)律，開發(fā)木質(zhì)素分離提取及高值材料化利用技術(shù)，實現(xiàn)傳統(tǒng)生物煉制廢棄物木質(zhì)素的工業(yè)示范應(yīng)用；研究生物質(zhì)完全拆解系列生物基工業(yè)原料產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)與裝備，建立生物質(zhì)利用高效可持續(xù)的碳負排放集成示范。
考核指標：建成百噸級秸稈高效預(yù)處理示范裝置，實現(xiàn)高品質(zhì)木質(zhì)素與棕纖維的高效分離，木質(zhì)素得率≥60%，純度≥90%（殘?zhí)?＜3%，灰份＜5%），混合糖得率≥80%；形成生物質(zhì)完全拆解單寧、 纖維素、木質(zhì)素、糖、糖醛酸、糠醛、氨基酸、微生物肥等系列生物基產(chǎn)品成套關(guān)鍵技術(shù)，生物質(zhì)原料干物質(zhì)利用率 100%；建立生物質(zhì)綜合精煉的萬噸級示范線 1-2 條，并具有較好的經(jīng)濟效益。
1.7 分布式生物質(zhì)光熱轉(zhuǎn)化制氫或合成氣
研究內(nèi)容：發(fā)展利用太陽能全裂解生物質(zhì)制氫氣或合成氣的方 法，建立全套太陽能光熱生物質(zhì)轉(zhuǎn)化的集光吸熱連續(xù)反應(yīng)裝置。具體內(nèi)容包括：發(fā)展高效的多種來源生物質(zhì)的預(yù)處理方法，高收率低 能耗獲得能用于太陽能光熱轉(zhuǎn)化的混合糖液；開發(fā)混合糖液光熱轉(zhuǎn) 67 化的光催化劑，將混合糖液全裂解轉(zhuǎn)化為氫氣或合成氣，并探究糖類碳-氫和碳-碳健的斷裂機理和光催化劑表界面微觀反應(yīng)機理。開發(fā)太陽能分光譜利用技術(shù)，研究高光透性的流動式反應(yīng)器，建立集光吸熱的太陽能光熱連續(xù)反應(yīng)系統(tǒng)，實現(xiàn)大規(guī)模的糖液全裂解轉(zhuǎn)化制氫氣或合成氣的工藝流程。
考核指標：形成成套分布式生物質(zhì)光熱轉(zhuǎn)化制氫或合成氣技術(shù)， 建立集光吸熱的太陽能光熱連續(xù)反應(yīng)系統(tǒng)，日處理混合糖 50 公斤， 實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運行時間大于 200 小時。按混合糖計算，當目標產(chǎn)物為氫氣時，每噸混合糖的氫氣產(chǎn)量不低于 80 公斤；當產(chǎn)物為氫氣 和一氧化碳時，每噸混合糖的氫氣和一氧化碳產(chǎn)量分別不低于 30 公斤和 550 公斤。
2. 低碳/零碳工業(yè)流程再造工藝技術(shù)與示范
2.1 富氫氣體及氫氣直接還原技術(shù)研發(fā)與示范
研究內(nèi)容：針對直接還原-電爐熔分短流程低碳煉鐵技術(shù)體系 需突破的關(guān)鍵科技問題，研究富氫氣體及氫氣還原鐵礦粘結(jié)機理與過程強化規(guī)律，研究直接還原豎爐氧化球團技術(shù)、豎爐直接還原技術(shù)和流化床直接還原技術(shù)、高能效電爐生產(chǎn)技術(shù)及裝備，開發(fā)氣基豎爐和流化床直接還原成套工藝及裝備，開展工程示范。
考核指標：發(fā)展鐵礦氣基直接還原過程強化技術(shù)，形成 1-2 項 氣基直接還原鐵（DRI）成套關(guān)鍵技術(shù)與裝備；建成不低于 50 萬噸 DRI/年富氫氣體豎爐直接還原生產(chǎn)線，DRI 金屬化率＞92%，富氫氣體消耗折合能耗不高于 11 吉焦爾（GJ）/噸-DRI，二氧化碳排放不 高于 0.7 噸/噸-DRI，完成豎爐直接還原-電爐熔分成套技術(shù)示范。建成 1 萬噸 DRI/年流化床氫氣直接還原示范裝置，DRI 金屬化率＞8 92%，氫氣消耗折合能耗不高于 10.5 吉焦爾（GJ）/噸-DRI。
2.2 鋼鐵行業(yè)二氧化碳氣體發(fā)酵技術(shù)研發(fā)與示范
研究內(nèi)容：針對鋼鐵行業(yè)尾氣，針對將二氧化碳、氫氣混合氣體生物發(fā)酵法轉(zhuǎn)化為乙醇等有機化學(xué)品實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用需要突破的關(guān)鍵技術(shù)問題，研究針對不同氣體組分的氣體凈化技術(shù)，研究不同氫氣比例對二氧化碳生物發(fā)酵過程轉(zhuǎn)化的影響規(guī)律，研究二氧化碳、氫氣混合氣體高效生物發(fā)酵關(guān)鍵工藝參數(shù)控制技術(shù)，研究氣體發(fā)酵-蒸餾耦合膜系統(tǒng)技術(shù)，研究高效氣液傳質(zhì)發(fā)酵反應(yīng)器裝備；研究發(fā)酵菌體蛋白高值化利用技術(shù)，開發(fā)二氧化碳氣體發(fā)酵制乙醇成套系統(tǒng)集成工藝技術(shù)，開展萬噸級二氧化碳發(fā)酵制乙醇工業(yè)化示 范。
考核指標：開展二氧化碳、氫氣混合氣體發(fā)酵制乙醇中試規(guī)模試驗，二氧化碳利用率≥60%，氫氣利用率≥75%，乙醇選擇性≥80%， 實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運行時間大于 200 小時，二氧化碳綜合減排不少于 2 噸/噸乙醇，單級發(fā)酵乙醇濃度不小于 20 克/升；開發(fā)氣液強化傳質(zhì)及高效發(fā)酵技術(shù)，形成 1-2 項成套發(fā)酵關(guān)鍵技術(shù)裝備；形成二氧化碳生物發(fā)酵制乙醇集成工藝技術(shù)路線；建成萬噸級二氧化碳發(fā)酵制乙醇工業(yè)化示范裝置。
2.3 鋼廠尾氣制乙醇技術(shù)及 20 萬噸工業(yè)示范
研究內(nèi)容：研發(fā)鋼廠尾氣（焦爐氣、轉(zhuǎn)爐氣、高爐氣）為原料的甲醇制乙醇技術(shù)，實現(xiàn)鋼廠尾氣的高價值環(huán)保轉(zhuǎn)化利用。具體內(nèi)容包括：特定結(jié)構(gòu)高性能二甲醚羰基化催化劑的可控合成；高性能乙酸甲酯加氫催化劑的開發(fā)；催化劑放大制備及對催化劑性能的影 響，以滿足長期運行的需要；研究兩步反應(yīng)串接及一氧化碳、氫氣循環(huán)利用工藝，有效解決工業(yè)化過程中反應(yīng)熱的撤離問題，并在此基礎(chǔ)上進行反應(yīng)器的設(shè)計和優(yōu)化；完成不小于 20 萬噸/年規(guī)模鋼廠尾氣制乙醇技術(shù)的工業(yè)示范。
考核指標：研制開發(fā)甲醇制乙醇技術(shù)高效催化劑，二甲醚羰基化催化劑單程壽命一年以上（＞8000 小時），乙酸甲酯時空產(chǎn)量≥ 0.45/小時，乙酸甲酯選擇性≥99%；研制開發(fā)高效乙酸甲酯加氫催 化劑，乙酸甲酯單程轉(zhuǎn)化率≥90%，乙醇總選擇性≥98%（相對于理 論值），催化劑壽命≥1 年；編制不小于 20 萬噸/年規(guī)模的鋼廠尾氣制乙醇技術(shù)工業(yè)示范裝置工藝包，并實現(xiàn)裝置投產(chǎn)和運行，綜合技術(shù)經(jīng)濟指標達到國際領(lǐng)先水平。
2.4 低鈣高膠凝性硅酸鹽水泥熟料制備關(guān)鍵技術(shù)與低碳水泥生產(chǎn)及應(yīng)用示范
研究內(nèi)容：針對水泥行業(yè)碳中和迫切需求，以減低水泥生產(chǎn)中石灰石消耗，減少二氧化碳排放為目標，研究直接減少石灰石用量的低鈣高膠凝性熟料新型物相體系設(shè)計與亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)調(diào)控，建立物相形成熱動力學(xué)模型，形成高膠凝性新型熟料制備關(guān)鍵技術(shù)；研究替代原料/被替代原料間的物理化學(xué)耦合效應(yīng)及調(diào)控機制，開發(fā)典型富鈣固廢大比例替代石灰石關(guān)鍵技術(shù)與裝備，形成熟料礦相調(diào)控及其品質(zhì)與環(huán)境安全保障等綜合技術(shù)體系。構(gòu)建全流程低排放、低環(huán)境負荷的低碳水泥新體系及其評價技術(shù)體系，并實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn) 與應(yīng)用示范。
考核指標：低鈣高膠凝性熟料體系石灰石用量較傳統(tǒng)硅酸鹽水 泥熟料降低 15%以上；富鈣固廢替代石灰石的比例不低于 30%。熟料28 天抗壓強度不低于 58 兆帕，制備的 42.5 等級通用硅酸鹽水 9泥的熟料系數(shù)不高于 0.75。熟料二氧化碳排放減少 150 公斤/噸以 上，水泥二氧化碳排放減少 25%以上。編制相關(guān)標準（草案）3 項， 成果在 3 條不低于 3000 噸熟料/天規(guī)?；a(chǎn)與應(yīng)用示范。
3. 面向碳中和的前沿和顛覆性技術(shù)創(chuàng)新與研發(fā)
3.1 二氧化碳光/電催化前沿新材料與新技術(shù)試驗驗證
研究內(nèi)容：研發(fā)用于二氧化碳電催化還原轉(zhuǎn)化的新型催化劑材料和氣體擴散電極，建立低成本、規(guī)?；呋瘎┖铣珊碗姌O制備技 術(shù)；開展先進原位波譜表征技術(shù)，探究二氧化碳電催化還原過程中催化劑的演化過程和電極反應(yīng)動力學(xué)；建立二氧化碳電還原制備高 附加值化學(xué)品的試驗驗證。研發(fā)新型高效穩(wěn)定光催化二氧化碳還原 材料，構(gòu)建新型光催化二氧化碳還原驗證器件。設(shè)計構(gòu)建高效光電催化二氧化碳還原全器件，并評估其實際運行穩(wěn)定性等參數(shù)。
考核指標：電催化二氧化碳還原：研發(fā)高效、穩(wěn)定運行時長≥ 1000 小時的催化劑材料和氣體擴散電極；揭示電催化二氧化碳還原過程中催化劑演化過程和電極反應(yīng)動力學(xué)；實現(xiàn)電催化二氧化碳還 原制備高值化學(xué)品的試驗驗證，產(chǎn)物選擇性≥80%，能量轉(zhuǎn)換效率 ≥50%。研發(fā)新型穩(wěn)定高效光催化二氧化碳還原材料 1-2 種；揭示 光催化二氧化碳還原轉(zhuǎn)化機制；實現(xiàn)太陽能到燃料轉(zhuǎn)化效率≥3%。開發(fā)新型高效光電極材料和電催化劑材料 2-3 種；構(gòu)建高效光電催 化二氧化碳還原全器件，實現(xiàn)太陽能到燃料轉(zhuǎn)化效率≥5%；揭示光電催化過程中光生電荷分離和傳輸機制及光電極材料和助催化劑協(xié)同工作機制。
3.2 變革性高能量密度、低成本水系液流電池儲能技術(shù)
研究內(nèi)容：在碳中和背景下，面向以新能源為主體的新型電力 10系統(tǒng)對電化學(xué)儲能技術(shù)的重大需求，探索開發(fā)高安全、低成本、高能量密度液流電池新體系，構(gòu)建以無機多電子轉(zhuǎn)移電對為活性物質(zhì)的電化學(xué)儲能新過程，研究水系多電子轉(zhuǎn)移體系電化學(xué)反應(yīng)機制， 電解液中離子的輸運機制和規(guī)律；離子跨膜輸運機制及關(guān)鍵膜材料的選擇與設(shè)計，電解液穩(wěn)定調(diào)控機制等。突破高選擇性、低成本離 子傳導(dǎo)膜、高活性電極、高穩(wěn)定性電解液制備技術(shù)，高功率密度單體電堆設(shè)計和集成技術(shù)，開發(fā)新一代高能量密度、低成本液流電池新體系，開展 100 千瓦級系統(tǒng)示范，推動液流電池儲能技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。
考核指標：研究探索新一代高能量密度、低成本多電子轉(zhuǎn)移的液流電池新體系，闡明多電子轉(zhuǎn)移體系電化學(xué)反應(yīng)機制。突破其關(guān) 鍵材料和電堆的規(guī)模放大技術(shù)，推動示范應(yīng)用。新體系液流電池單 電池在 80 毫安/平方厘米恒流充放電條件下，能量效率≥85%，能 量密度≥200 瓦時/升。
3.3 面向碳中和相關(guān)的顛覆性技術(shù)研究（青年科學(xué)家項目）
研究內(nèi)容：面向國家碳達峰碳中和重大需求和世界科技前沿， 開展非二氧化碳溫室氣體監(jiān)測、源頭解決溫室氣體排放、可再生能 源與傳統(tǒng)化石能源化工銜接、能源和工業(yè)流程低/零碳改造等顛覆性技術(shù)研究；開展大數(shù)據(jù)、人工智能、生物技術(shù)等與新能源、新材料、高端裝備融合顛覆性技術(shù)研究；開展氫能、光伏、核能等清潔能源替代顛覆性技術(shù)研究；石油基產(chǎn)業(yè)向可循環(huán)生物基產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的 顛覆性技術(shù)研究；碳基產(chǎn)業(yè)替代產(chǎn)品顛覆性技術(shù)研究；其他方向具有顛覆性特征的技術(shù)探索等。
有關(guān)說明：通過評審，擬部署前沿顛覆性技術(shù) 5-10 項青年科 11學(xué)家項目。
6. 面向碳中和的創(chuàng)新體系與全球氣候治理關(guān)鍵技術(shù)研究
6.1 碳中和技術(shù)發(fā)展路線圖與創(chuàng)新支撐體系研究
研究內(nèi)容：面向 2060 年碳中和目標，研究關(guān)鍵行業(yè)和產(chǎn)業(yè)發(fā) 展的低碳/零碳技術(shù)需求，形成碳中和關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展評估與預(yù)測方 法體系、行業(yè)領(lǐng)域數(shù)據(jù)庫和綜合分析評估模型；圍繞電力、非電能源、工業(yè)、建筑、交通、負排放技術(shù)、系統(tǒng)集成優(yōu)化等大類技術(shù)領(lǐng) 域，根據(jù)技術(shù)發(fā)展狀況與趨勢研究提出近中遠期部署重點和實施路 徑；研究重點技術(shù)路線的中長期跨系統(tǒng)影響，提出高精度產(chǎn)業(yè)部署 路徑和高分辨率空間布局；編制和更新碳中和技術(shù)發(fā)展路線圖；圍繞碳中和技術(shù)發(fā)展路線圖的實施，研究提出面向技術(shù)、行業(yè)和產(chǎn)業(yè) 等多維度協(xié)同推進碳中和技術(shù)發(fā)展的創(chuàng)新體系方案。
考核指標：形成關(guān)鍵行業(yè)碳中和技術(shù)評估預(yù)測方法學(xué) 5-8 套， 技術(shù)數(shù)據(jù)庫 5-8 套，綜合評估模型 1 套；形成 5-8 個行業(yè)領(lǐng)域碳中 和技術(shù)路線圖和總體技術(shù)路線圖一套；3-5 個重點產(chǎn)業(yè)碳中和部署 路徑和空間布局方案；提出推進碳中和創(chuàng)新體系方案 1 套。
6.2 我國碳中和進程重大治理策略研究
研究內(nèi)容：研究分析氣候變化科學(xué)進展、國際政策及碳中和進程對我國技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、環(huán)境治理和經(jīng)濟社會的綜合影響， 定量評估有關(guān)國際組織和國家碳邊境調(diào)節(jié)措施、國際貿(mào)易與全球產(chǎn)業(yè)鏈中的碳排放標準等對我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)與經(jīng)濟發(fā)展、產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈安全的影響，研究技術(shù)解決方案和應(yīng)對策略；系統(tǒng)評估我國綠色 低碳技術(shù)推廣應(yīng)用面臨的行業(yè)性和區(qū)域性政策瓶頸，模擬研究技術(shù)創(chuàng)新政策、產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策、財稅金融政策、環(huán)境經(jīng)濟政策等對協(xié)同 12推進碳達峰碳中和的效果及綜合影響，研究提出政策優(yōu)化方案；統(tǒng)籌發(fā)展和低碳關(guān)系，開發(fā)面向行業(yè)和區(qū)域碳達峰碳中和進展評估體系，引導(dǎo)行業(yè)和區(qū)域穩(wěn)健推進；針對重點行業(yè)和區(qū)域開展協(xié)同碳達 峰碳中和與環(huán)境質(zhì)量改善的技術(shù)路徑識別和綜合方案模擬研究。
考核指標：形成國際氣候政策及碳中和進程對我國綜合影響評估模型 1 套；形成 5-8 個重點行業(yè)受碳邊境調(diào)節(jié)措施和產(chǎn)業(yè)鏈排放標準影響等評估和應(yīng)對策略；提出綠色低碳技術(shù)發(fā)展政策評估體系 1 套及相關(guān)政策建議 4-6 套；形成碳達峰碳中和進展評估體系并應(yīng)用于 5-8 個行業(yè)和區(qū)域；形成碳達峰碳中和與環(huán)境質(zhì)量改善協(xié)同的模型 1 套。
6.3 全球氣候治理關(guān)鍵問題與應(yīng)對研究
研究內(nèi)容：開展全球碳中和進程下氣候治理體系發(fā)展趨勢研究， 提出我國參與全球氣候治理的策略；圍繞聯(lián)合國氣候變化框架公約 與航空海運等國際組織與碳中和相關(guān)的談判議題開展綜合影響研 究并提出中國方案；研究以貿(mào)易、航運、制造業(yè)分包與來料加工等 跨境業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)的氣候治理國際合作新路徑，形成以碳中和目標與經(jīng)濟發(fā)展深度結(jié)合的合作機制；開展對主要發(fā)達國家、發(fā)展中國家和國際組織氣候、創(chuàng)新動向與合作需求研究，形成有針對性的雙多邊合作策略；開展進程與重大脫碳技術(shù)創(chuàng)新對我國經(jīng)濟社會與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響和機遇研究。
考核指標：提出全球氣候變化治理中多雙邊氣候合作戰(zhàn)略、低碳和脫碳技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)機遇、技術(shù)合作與貿(mào)易、參與氣候變化談判策略等重大問題的策略方案 15 套。
來源：科學(xué)技術(shù)部
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