8月21日，英国政府科学办公室（GOS）发布《净零技术展望》报告^[1]，对英国关键排放行业到2050年实现净零排放所需的技术组合进行了“最佳估计”，并确定了实现净零目标的研究、开发和示范（RD&D）需求。报告评估了工业、供热与建筑、农业/土地利用/废弃物、电力、交通运输5个关键排放行业18个子行业的技术确定性水平（TCL）和技术与市场成熟度水平（TMRL），还列出了温室气体去除（GGR），碳捕集、利用与封存（CCUS），以及氢能和生物质3个交叉领域的RD&D挑战。

一、工业

1、钢铁。主要解决方案包括：通过炼焦煤的可再生替代品实现高温热量（超过1000 ℃）和工艺排放脱碳，包括氢直接还原铁、电化学炼铁；通过电弧炉回收增加再生钢产量并实现脱碳；通过改进余热回收工艺提高能源效率和资源效率。TCL：中/高；TMRL：中。

2、水泥。主要解决方案包括：通过低碳燃料、电气化为熟料生产实现高温热量脱碳；通过CCUS减少水泥生产过程中的排放；在混凝土生产过程中采用低碳混合材料；使用碳酸化、碳固化、在混凝土中添加生物炭等负排放技术；减少混凝土和水泥需求；使用木材、替代复合材料等混凝土替代品。TCL：中/高；TMRL：低/中。

3、化工。主要解决方案包括：对化学制造过程所需的中温热量（低于1000 ℃）进行脱碳，包括电气化、生物质或低碳氢；通过余热回收、反应优化、使用高效催化剂等提高能源效率和资源效率；通过使用可再生替代原料摆脱对化石燃料的依赖。TCL：中；TMRL：中。

4、玻璃和陶瓷。主要解决方案包括：通过电炉电气化、低碳氢、生物质和生物燃料实现高温热量脱碳；通过玻璃回收、新型陶瓷产品配方烧制、高效干燥技术、热回收等提高能源效率和资源效率；通过CCUS捕集玻璃和陶瓷制造过程中的排放。TCL：中；TMRL：低/中。

5、食品饮料制造。主要解决方案包括：通过电气化、生物质实现低温热量（低于500 ℃）脱碳，包括直接和间接形式（如蒸汽、热水和热油）；通过提高自动化程度和改进过程控制、提升绝缘性能、热回收和储存、可持续包装、新型巴氏杀菌和冷藏技术提高能源效率和资源效率；减少对化石原料的需求。TCL：中/高；TMRL：中/高。

6、RD&D需求。技术开发需求包括：高温工艺的电气化；氢气、生物质、等离子体和先进模块化反应堆（AMR）热能用于各行业的高温加热；先进的废弃物分离、分类和处理；低排放熟料含量、替代粘合剂和水泥配方；优化和加速水泥碳酸化的技术；化工行业的替代原料；玻璃和陶瓷的新产品配方、材料替代和效率提升措施。决策支持需求包括：不同高温加热解决方案的可行性比较；隐含碳的排放核算。实施需求包括：关于管道中氢气和二氧化碳的测量标准；资源效率措施，包括轻量化、产品重新设计和先进制造。

二、供热与建筑

1、供热和制冷。主要解决方案包括：低碳或零碳加热解决方案，包括空气-水热泵、区域供热、电阻式电加热技术和混合热泵系统；低碳或零碳冷却解决方案，包括空气-空气热泵和节能空调、被动式冷却技术、全球变暖潜能值低的制冷剂。TCL：中/高；TMRL：高。

2、能源效率和建筑设计。主要解决方案包括：提高建筑材料的热效率和通风，包括保温材料、通风系统、新住宅建筑设计及材料、智能建筑管理系统；减少建造和拆建产生的隐含碳，包括低碳建筑材料、优化建筑设计、提高施工效率、循环解构技术、捕集建筑材料中的二氧化碳。TCL：中/高；TMRL：高。

3、RD&D需求。技术开发需求包括：新兴低碳建筑和保温材料测试。决策支持需求包括：了解建筑技术采用的驱动因素和障碍；测量和评估建筑全生命周期的隐含碳。实施需求包括：热泵制造过程中的效率提升和成本降低；热泵安装改进措施；减少全球变暖潜能值高的含氟温室气体制冷剂；降低改造材料和服务的成本；降低热网基础设施成本。

三、农业、土地利用和废弃物

1、土地利用和基于自然的解决方案。包括：通过基于自然的解决方案增加碳封存，包括造林和泥炭地恢复、碳封存能力监测及封存潜力建模；结合碳捕集与封存的生物能源（BECCS）；管理土地使用的竞争性需求，包括利用机器学习和增强的排放监测进行决策优化、提高木质纤维素作物的可持续性和能源效率。TCL：中/高；TMRL：中/高。

2、农业。主要解决方案包括：减少肠道发酵和浆液中的甲烷排放，包括甲烷抑制剂、选择性畜牧养殖、提高品质和消化性的饲料作物；通过电气化、精准农业技术实现农业机械和运营脱碳；减少化肥中的氧化亚氮（N₂O）排放，包括生物肥料、精准育种技术；通过改用可再生原料、生物基及有机肥料实现化肥生产脱碳；改善低碳饮食选择，如替代蛋白质；实施可持续农业实践，包括厌氧消化技术、可再生农业实践和新型农业系统、低碳动物饲料。TCL：中；TMRL：中/高。

3、废弃物。主要解决方案包括：提高垃圾填埋场和废水排放捕集率，包括先进的吸附剂技术和甲烷氧化技术、渗滤液处理技术、新型废水处理工艺、污水处理厂的能源效率提升措施；从废弃物中回收能源，包括堆肥和厌氧消化、CCUS改造，以及气化、热解和水热液化技术。TCL：中；TMRL：中/高。

4、RD&D需求。技术开发需求包括：低碳农业实践，包括采用替代性的低碳肥料和整合精准农业技术；具有成本效益的灵活气化系统和先进的气化示范工厂；新兴的厌氧消化和热化学过程。决策支持需求包括：评估减少食物浪费的行为方法；评估厌氧消化技术对空气、水和土壤质量的影响；了解食物选择及替代蛋白质消费的驱动因素和障碍；支持碳封存技术监测、报告和核查的分析；了解农场技术应用的驱动因素和障碍；测量垃圾填埋场的排放量。实施需求包括：改进自然碳汇管理及恢复的方法；基于自然的解决方案的商业模式创新；改进废水排放数据和监测方法；改进现有垃圾填埋气捕集技术；扩大废弃物能源化（EfW）CCUS工厂规模；扩大土壤添加剂的使用范围。

四、电力

1、可再生能源。主要解决方案包括：提高太阳能和风能发电能力，包括陆上风能和海上风能、地面和屋顶太阳能光伏系统、可再生电力与绿色氢能的联合生产；增加潮汐能等其他可再生能源。TCL：高；TMRL：中/高。

2、清洁稳定的电力。主要解决方案包括：提高基本负荷核能力，包括千兆瓦级核电站、小型模块化反应堆（SMR）；使用可持续来源的生物质和废弃物发电，包括BECCS、结合碳捕集与封存的废弃物能源燃烧、厌氧消化产生的沼气；增加稳定的可再生能源，包括水电、风光电储能。TCL：中；TMRL：中/高。

3、可调度电力。主要解决方案包括：低碳调峰电厂；天然气和碳捕集与封存；氢能发电；BECCS；结合碳捕集与封存的废弃物能源燃烧；水力发电。TCL：中；TMRL：中。

4、储能和系统灵活性。主要解决方案包括：短期储能（数秒至数小时），包括电池、抽水蓄能、低碳电力进出口互连器；长期储能（数小时到数周），包括抽水蓄能等成熟方案，以及压缩空气、液态空气、热电池、铁-空气电池和液流电池等新兴方案；超长时间储能，以平衡季节性变化；通过需求侧响应解决方案实现电力需求的调峰和负荷转移。TCL：中；TMRL：中/高。

5、输配电。主要解决方案包括：通过高压直流电缆、电网增强技术提高输电效率；通过先进的数字和计算技术、电网形成技术、分布式馈线技术提高电网灵活性和管理间歇性；通过微电网、关键基础设施的孤岛结构提高电网韧性。TCL：中/高；TMRL：中/高。

6、RD&D需求。技术开发需求包括：提高电池的可持续性；漂浮式海上风电场；先进的核反应堆；电网数据和数字化技术；推进早期及小规模可再生能源；开发下一代输电和基础设施升级。决策支持需求包括：成本效益分析以及成熟技术与新兴技术比较；长时存储部署的场景规划。实施需求包括：CCUS、SMR、某些形式的地质储氢、氢能发电等技术；大规模示范，提高长期储能和车辆到电网技术的效率；降低可再生能源成本的新工艺和新材料；提高风力涡轮机材料的可持续性；降低太阳能技术的成本；扩大电网增强技术；需求侧响应技术、电网和其他设备在系统级和规模上的互操作性。

五、交通运输

1、陆路交通。主要解决方案包括：汽车、货车、铁路的电气化；模式转变，包括更多地使用公共交通工具、汽车共享、步行和骑行，以及公路、铁路和水路货运之间的转变；通过改进车辆设计和制造减少隐含碳。TCL：中/高；TMRL：中/高。

2、海运。主要解决方案包括：绿氢制成的氨气、甲醇等远程运输燃料；电池电动、氢气和氨气等短程运输；港口电气化、海上和陆地作业多式联运物流自动化和数字化。TCL：中；TMRL：中。

3、航空。主要解决方案包括：电池动力（短途）；可持续航空燃料；机场新燃料集成基础设施；地面和空域航线优化，设计能效更高及更轻便的机身。TCL：中；TMRL：低/中。

4、RD&D需求。技术开发需求包括：提高船舶能源效率；使用低碳燃料的船舶发动机技术；海上N₂O减少技术；提高可持续航空燃料生产，包括电子燃料、气化和废脂。决策支持需求包括：了解消费者行为和选择，以支持激励低排放旅行的政策决策；评估氢基燃料的可行性；新型航运和航空燃料的安全分析；航空产生的非二氧化碳影响。实施需求包括：零排放重型货车示范和测试；低成本的汽车充电技术；电气化标准；港口和机场新基础设施；提高飞机和机场运营效率。

六、交叉领域

1、GGR和CCUS的RD&D需求。技术开发需求包括：直接空气碳捕集与封存技术开发，包括提高捕集性能的新技术、模块化点源碳捕集与封存系统、降低分离和再生二氧化碳所需的能源、大型可再生热源的集成；通过示范项目和实地试验，持续开发、测试并推进新型GGR技术。决策支持需求包括：探索GGR技术与工业、能源、土地和粮食系统的整合；评估GGR大规模部署的潜在环境和社会影响。实施需求包括：碳捕集技术性能示范；确定并评估二氧化碳储存地点；制定特定技术的监测、报告和核查框架；推进碳利用并改进生命周期评估。

2、氢能的RD&D需求。技术开发需求包括：探索新兴的小规模、低TMRL绿氢或蓝氢生产（生物制氢、固体氧化物、核能及替代重整技术），研究白氢（天然氢）生产技术；具有成本效益的大规模氢气储存示范。决策支持需求包括：评估氢经济对环境的影响，并制定相应的减缓措施；评估氢基系统与替代性低碳技术相比的性能及成本效益。实施需求包括：蓝氢和绿氢的大规模部署；低成本、高效的氢气运输方法示范。

3、生物质能的RD&D需求。技术开发需求包括：提高生物质生产力，并解决生物质供应链对环境及其他方面的影响；开发先进的厌氧消化和热化学工艺，扩大可持续生物质利用的途径。决策支持需求包括：确定利用可持续生物质的最经济且温室气体排放最少的方法，并开发工业用途的BECCS技术；研究与生物质原料获取、土地使用及整个生命周期排放相关的可持续性问题；评估各部门生物质利用情况并确定优先使用路径。实施需求包括：开发具有成本效益的灵活系统，提高气化转化的性能和商业可行性，并支持创新，实现完全集成、规模化的先进气化示范工厂。 

 （廖琴）