二、新构架
为了实现碳中和战略目标，所有部门都需要深度减排。碳中和战略框架基本涵盖能源转型、工业减排、低碳城市、低碳交通、土地利用、碳移除等六个方面，具体实施方案和重点领域因区域环境、经济基础、社会文化等因素而有所差异。在新一轮碳中和战略中，绿氢利用、甲烷减排、碳捕集、利用与封存技术（CCUS）、基于自然的气候解决方案（NCS）、海洋碳汇、地球大数据等新领域受到多个国家的重点关注。
（一）新一轮碳中和战略的总体构架
全球碳中和战略的总体目标是减少二氧化碳及其他温室气体净排放量，总体可以分为三个阶段：尽快实现全球二氧化碳达峰（预计2030年左右，近期），进而实现全球二氧化碳中和（预计2050年左右，中期），在实现二氧化碳净零排放后，继续实施二氧化碳净负排放战略，同时大幅减少其他温室气体排放（预计2100年左右，远期）。全球双碳战略总体包含能源转型、工业减排、低碳城市、低碳交通、土地利用优化、碳移除等六大行动领域。
1.能源转型
能源转型是碳中和战略的核心领域，总体战略思路是从当前没有碳捕集与封存（Carbon Capture and Storage，CCS）措施的化石能源转向极低碳或零碳能源，同时伴随着提高能源效率、降低消费需求等目标。是否淘汰化石燃料是双碳战略中最大的争议之一，由此，能源转型可以划分为两种路径：一是发展高比例非化石能源的零碳能源路径。即以超高比例的非化石能源满足全社会的用能需求，可再生能源占一次能源比重往往需要达到80%以上，重点发展清洁电力（风电、光伏及储存）、绿氢（可再生能源制氢）、生物质能及合成燃料等领域。二是发展化石能源脱碳化的极低碳能源路径。即保留化石能源在能源消费结构中的一定比重，并采用脱碳措施来消除化石能源的高碳属性，同时采用碳移除（Carbon Dioxide Removal，CDR）技术来平衡剩余能源部门的排放量，重点发展CCS、CDR 等技术。[46]目前两种路径各有利弊，存在不同风险，各个国家的能源转型战略根据实际情况有所偏重，如法国、丹麦、意大利等国偏向零碳能源路径，美国、中国偏向极低碳能源路径。
2.工业减排
工业减排的总体实施思路是从价值链入手，通过需求管理、能源和材料效率提高、循环经济模式、生产工艺优化以及末端减排技术等各个环节，共同实现工业净零二氧化碳排放。工业减排的重点行业有钢铁、水泥、塑料、金属制品制造等。工业部门的减排行动很可能会影响产业布局和地位，因此，需要区域乃至国家级的统一综合战略部署，以促进并保障工业部门实现可持续转型。
3.低碳城市
低碳城市的总体实施思路是，通过发展低排放或零碳基础设施、优化城市形态布局、提高城市整体资源效率，减少温室气体排放；同时加强城市环境中的碳吸收和储存能力，从而实现城市整体温室气体排放量最小化，尽量实现城市净零排放。需要特别说明的是，鉴于城市的消费模式及供应链产生的域外乃至全球影响，城市低碳战略（或零碳战略）还需要考虑并解决城市行政边界以外的排放问题。
在低碳城市战略中，发展绿色建筑（或零碳建筑）具有很高的减排潜力。绿色建筑行动通常分为施工阶段、使用阶段和处置阶段。此外，发展中国家的往往更加关注新建建筑，发达国家则更加关注建筑改造。
4.低碳交通
低碳交通的总体实施思路是通过需求干预措施减少运输服务需求，并通过发展低排放技术转向节能运输方式，从而减少交通系统温室气体排放量。其中，需求干预措施包括通过优化城市形态、改善连通性和可达性，以及鼓励消费者绿色出行；在节能运输方式中，以低排放电力为动力的电动汽车为陆上交通提供了最大的脱碳潜力。
5.土地利用优化
土地利用优化可以实现大规模温室气体减排并增加碳汇。IPCC 报告显示，2020—2050年间，可持续的农林和其他土地利用战略（AFOLU）可以以低于100美元/吨二氧化碳当量的成本，每年消解高达80亿—140亿吨二氧化碳当量。[47]可持续的土地利用战略路径主要包括森林及其他生态系统（沿海湿地、泥炭地、稀树草原和草地）的保护、管理和恢复，可持续的农作物管理、畜禽管理与农业碳封存，可持续健康饮食、平衡饮食、绿色消费与粮食节约等。其中，减少热带地区森林砍伐可以产生最高的增汇效应。
6.碳移除
碳移除（Carbon Dioxide Removal，CDR）是从大气中移除二氧化碳并将其持久储存在地质、土壤、海洋或其他产品中的人类活动，用于抵消农业、工业、交通等部门难以减少的剩余二氧化碳排放，是实现二氧化碳净零排放乃至净负排放的关键环节。碳移除方式可以分为两类：第一类通过增强地球自然系统的固碳能力实现从大气中移除二氧化碳，具体方式包括植树造林、改进土地管理、施用生物质炭、增强陆表风化、发展蓝碳、海洋肥化和海洋碱化等。第二类主要依靠技术手段（即负碳技术）直接从大气或海水中捕集二氧化碳，并将捕集的碳与气候系统相隔离，包括直接空气捕获（DAC）技术、从海水中提取二氧化碳的双极膜电渗析（BPMED）技术、生物能和二氧化碳捕集与封存（BECCS）技术等。[48]需要说明的是，随着减排范围从二氧化碳扩展至所有温室气体，CDR 领域有扩展成为温室气体移除（Greenhouse Gas Removal，GGR）的趋势。
IPCC第六次评估报告对双碳战略各行动领域的全球平均减碳潜力和减碳成本进行了全面评估，研究发现，到2030年，平均减排潜力最大的领域是能源转型和土地利用优化，具体而言，太阳能利用、风能利用、减少森林砍伐每年分别能够减少约40亿吨二氧化碳净排放量；各领域平均减排成本随着减排量的增大而提高，相对而言，太阳能和风能利用、高效照明、电器和设备的前期减排成本相对较低。
（二）新一轮碳中和战略的热点领域
随着技术积累与成熟，太阳能、风能、城市系统电气化、城市绿色基础设施、需求侧管理、森林草地和农作物绿色管理等细分领域的成本效益不断提高，得以在许多国家和地区的碳中和战略中进行部署和发展。在这些传统领域之外，面向净零排放乃至净负排放的新一轮碳中和战略开启了一批新兴热点领域，潜力与风险并存，例如绿氢利用、甲烷减排、碳捕集、利用与封存技术（CCUS）、基于自然的气候解决方案（NCS）、海洋碳汇、地球大数据等。
1.绿氢利用
氢能是净零能源系统的重要组成部分，在重工业和长途运输等难以电气化的脱碳部门、电力系统的灵活性、能源的季节性存储等方面，提供了重要且可行的减排替代方案。氢能根据原料来源可以分为绿氢、蓝氢和灰氢，其制备成本和碳排放强度存在较大差异。绿氢是由可再生能源制备的电解氢，碳排放强度最低，但现阶段成本最高，与化石燃料和其他替代低碳技术相比，不具有竞争优势。然而根据国际可再生能源署（IRENA）发布的《1.5℃控温目标下的全球氢贸易：绿氢成本与潜力报告》，随着太阳能、风能等可再生能源成本的下降以及电解槽的规模经济效应显现，可再生能源制备的绿氢将在成本上更具竞争力，预计绿氢将在未来10年内达到与化石燃料制氢同等的成本。另据估算，全球绿氢供能潜力巨大，相当于2050年全球一次能源需求量的20倍以上。[49]
多个国家和地区将绿氢作为新一轮碳中和战略的重点领域之一，发达经济体纷纷出台氢能源战略，试图抢占氢能源发展的制高点。例如，日本是世界氢能发展的领先国家之一，2014年提出建设“氢能社会”，2017年公布《基本氢能战略》，明确了2030年和2050年的“氢能社会”战略愿景。德国政府于2020年6月通过《德国国家氢能战略》，以发展“绿氢”为重点，设定了到21世纪中叶实现气候中和的目标，并计划成为氢技术的全球领导者；随后，欧盟于同年7月发布《欧盟氢能源战略》，将绿氢作为欧盟未来能源发展的重点领域；法国于同年9月公布《国家氢能战略》，提出将大力发展电解制氢行业、氢能交通等领域。2020年11月，美国发布《氢能计划发展规划》，更新了此前发布的《国家氢能路线图》（2002年）以及“氢能行动计划”（2004年），提出未来10年及更长时期氢能研究、开发和示范的总体战略框架。我国政府于2022年3月发布《氢能产业发展中长期规划（2021—2035年）》，明确提出将氢能作为未来国家能源体系的组成部分。
2.甲烷减排
甲烷是造成全球气候变暖的第二大温室气体。目前，甲烷排放大概占全球温室气体的20%左右，且呈上升趋势。相比二氧化碳，甲烷的升温效益是二氧化碳的28至36倍；在短时间内（20年），升温潜能值比二氧化碳高80倍以上，且在大气层留存时间远远少于二氧化碳（约10年）。因此，针对甲烷的减排措施可以带来比二氧化碳减排措施更快的控温效果。根据联合国环境规划署（UNEP）和气候与清洁空气联盟（CCAC）联合发布的《全球甲烷评估——甲烷减排的成本与效益》，利用现有减排技术，到2030年，可将人为甲烷排放减少45%，即1.8亿吨/年。该措施可使2040年温升减少0.3℃。[50]
美国和欧盟在于2021 年共同发起《全球甲烷承诺》（Global Methane Pledge），参与国承诺到2030年将人为因素造成的甲烷排放从2020年水平上减少至少30%。该承诺现有111 个国家参与，占全球人为甲烷排放量的约45%。中国是全球甲烷排放量最大的国家，虽然没有加入《全球甲烷承诺》，但是中美在COP26气候大会期间发表的《中美关于在21世纪20年代强化气候行动的格拉斯哥联合宣言》中，也将甲烷减排作为一个与二氧化碳减排并行的重要单独事项。这象征着中美未来会在甲烷减排方面展开合作。[51]
欧美主要国家在甲烷减排方面体现出一定的积极性。加拿大于2016年率先制定了到2025年将石油和天然气部门的甲烷排放量比2012年的水平减少40%—45%的目标，并配套了相关法规与减排基金；基于减排成果，2021年进一步将上述减排目标提升为，到2030年将石油和天然气的甲烷排放量比2012年的水平至少减少75%。2020年10月，欧盟发布《欧盟甲烷战略》（EU Methane Strategy）提出了在欧盟和国际范围内减少甲烷排放的措施，重点覆盖能源、农业和废弃物处理行业，并计划建立国际甲烷MRV（Monitoring，Reporting，Verification）标准。2021年11月，美国公布《美国甲烷减排行动计划》，覆盖了油气、废弃煤矿、垃圾填埋、农业、工业和建筑等其他领域，涉及法规、财政激励、PPP模式、数据披露等政策工具。
3.碳捕集、利用与封存技术
碳捕集、利用与封存技术（Carbon Capture，Utilization and Storage，CCUS）是CCS技术的新发展趋势，指将二氧化碳从工业过程、能源利用或大气中分离出来，直接加以利用或注入地层，以实现二氧化碳永久减排的过程，按照技术流程，分为捕集、输送、利用与封存等环节。与CCS技术相比，CCUS可将二氧化碳资源化，能产生经济效益，更具有现实操作性。CCUS与CCS都属于负碳技术（NETs），是减少大规模化石能源和工业源排放的重要技术手段。国际能源署（IEA）研究报告认为，在可持续发展情景（Sustainable Development Scenario，SDS）下，CCUS是保障全球于2070年实现净零排放的第四大贡献技术，占累积减排量的15%；在2050 年全球能源系统净零排放情景（Net-Zero Emissions，NZE）下，2030年全球二氧化碳捕集量预计将达到16.7亿吨/年，2050年为76亿吨/年。
部署CCUS和CCS可以延长化石燃料的使用时间，减少资产搁置的风险，因此，在新一轮双碳战略行动中受到化石能源消费大国的重点关注。我国科技部已于2011年和2019年先后发布两版《中国CCUS技术发展路线图》，2019年版路线图明确了我国CCUS技术至2025年、2030年、2035年、2040年及2050年的阶段性目标和总体发展愿景；我国生态环境部于2021年发布《中国二氧化碳捕集利用与封存（CCUS）年度报告》，对比了全球市场，分析了我国CCUS的封存潜力、需求和成本。美国作为化石能源消费大国，2020年美国能源部投入2.7亿美元支持CCUS项目，旨在大力支持CCUS项目发展。[52]
4.基于自然的气候解决方案
基于自然的气候解决方案（Natural climate solutions，NCS）是指通过保护、恢复和改善土地管理等措施，增加全球自然景观和湿地的碳储量，或避免其排放温室气体。自2015年提出以来，NCS近年来受到越来越多的学术关注以及国际组织的大力推行。[53]它是节能减排之外，促进双碳战略目标达成的重要途径。联合国对于NCS的评价是：该方案一方面对自然环境或经过改进的生态系统进行维护、恢复和可持续管理，另一方面也应对社会挑战，既增进人类福祉，又改善生物多样性。无论粮食安全、气候变化、水资源保障、人类健康、防灾减灾还是经济发展，大自然都能帮助人类找到最佳应对方案。研究表明，从现在到2030年，NCS可以提供高达37%的减排目标（基于2℃控温情景的估算）；[54]到2025年，NCS可以为美国减少26%—28%的温室气体排放量（相对于2005年排放水平）；[55]在一半热带国家，有效的NCS可以减少50%以上的全国排放量，在四分之一以上的热带国家，有效的NCS潜力甚至大于国家排放总量。[56]
已有国家和区域在新一轮双碳战略中明确应用了NCS。例如，新西兰的《气候变化规划》（New Zealand's Climate Change Programmes）中，提出减少农业排放和林业碳抵消，并将其作为其实现2050年净零排放目标的重要途径之一；美国加州政府在其《2030 温室气体减排目标》（The Governor's Climate Change Pillars：2030 Greenhouse Gas Reduction Goals）中，将加强土地部门固碳列入应对气候变化的支柱策略之一。
5.蓝碳（海洋碳汇）
蓝碳即海洋碳汇，是利用海洋活动及海洋生物吸收大气中的二氧化碳，并将其固定、储存在海洋中的过程、活动和机制。海洋碳库是陆地碳库的20倍、大气碳库的50倍，对于调节气候变化、实现碳负排放具有重要意义。[57]然而，和陆地碳汇相比，海洋碳汇尤其是深海碳汇的成因、过程机制等仍不甚清晰，因此，需要继续加强专项科学研究，为碳中和战略提供科学路径。
国际社会日益认识到海洋碳汇的价值和潜力。2009年，联合国环境规划署（UNEP）、联合多家机构共同发布了《蓝碳：健康海洋固碳作用的评估报告》（Blue Carbon—The Role of Healthy Oceans in Binding Carbon）。随后，蓝碳概念逐渐进入双碳战略领域，美国、澳大利亚等国已开始在本国温室气体清单中报告蓝碳，菲律宾、阿联酋等国已在报告国家自主贡献时明确提到蓝碳，[58]蓝碳成为COP25、COP26联合国气候大会的重要议题。
部分国家开始重视蓝碳资源对于碳负排放的作用并采取行动。澳大利亚政府计划在2022至2023财年投入1亿澳元用于向海洋公园和蓝碳相关项目投资。美国在《迈向2050年净零排放长期战略》中明确提出“发展基于自然的海洋固碳”。我国在《2030年前碳达峰行动方案》中提出“加强陆地和海洋生态系统碳汇基础理论、基础方法、前沿颠覆性技术研究”；福建、山东、广东等国内多个沿海省市对发展蓝碳作出部署，以抢占海洋碳汇制高点，例如，《广东省海洋经济发展“十四五”规划》提出，深入开展海洋碳汇研究，探索培育蓝色碳汇产业，把蓝碳作为支持沿海可持续发展的重要途径，山东省威海市发布《威海市蓝碳经济发展行动方案（2021—2025）》，福建省漳州市制定《蓝碳司法保护与生态治理行动计划》，并成立全国首个蓝碳司法保护与生态治理研究中心。[59]