负碳排放关键技术包括生态固碳增汇、CCUS、直接空气碳捕集（DAC）和碳循环利用等，这些技术重点解决生产活动中无法通过技术手段减排的碳，是实现碳中和目标技术组合的重要组成部分。

生态固碳增汇技术是实现碳中和目标的有力技术手段

系统部署生态固碳增汇技术需要攻克一系列前沿热点问题，既需要在采样相对不足的地区开展更多的实地观测，研发和优化可正确刻画碳循环复杂过程的地球系统模型；又需要继续投资于天基卫星观测，建立生态碳储量核算、碳汇能力提升潜力评估等方法，研究生态碳汇的关键影响因素与演化规律，评估生态系统增汇潜力及风险。此外，需要大力发展海洋碳汇技术——海洋储碳周期可达数千年，负排潜力巨大。

CCUS是应对全球气候变化的关键技术之一

CCUS 规模化部署仍然面临一系列关键技术挑战，前沿热点方向包括：CCUS 与新能源体系的耦合发展、第二代捕集技术、化学链捕集技术、Allam 循环、低成本及低能耗的 CCUS 技术研究等。目前，第一代捕集技术发展渐趋成熟，但成本和能耗偏高；而第二代捕集技术仍处于实验室研发或小试阶段，待技术成熟后，其能耗和成本会比成熟的第一代技术降低30% 以上，2035 年前后有望大规模推广应用。化学链捕集技术尚处于实验室阶段，还未实现工程示范。生物利用技术总体处于初期发展阶段。涉及 CCUS 过程的新型捕集技术、生物利用技术、CCUS 规模化驱替技术、风险防控能力的研究将是未来发展的重要趋势。

DAC是减少分布源碳排放的有效技术途径

DAC 能够对数以亿计的交通工具等分布源排放的二氧化碳进行捕集处理，从而有效降低大气中的二氧化碳浓度，前沿热点方向包括：开发新型吸附剂、新型接触器、低成本的高容量 DAC 用再生材料、DAC系统的低碳电力耦合研究等。全球发展 DAC 的动力正在不断增长。然而，DAC 在工业领域的发展还处于初级阶段，在实现商用之前还有很长的路要走；预计到 2030 年实现 DAC 技术系统的构建，2040 年实现 DAC 技术实用化。

碳循环利用是构建碳循环经济不可或缺的关键一环

碳循环利用是实现碳减排的重要途径，也是世界性难题。目前，二氧化碳资源化利用产业化研究中化学转化资源化利用、生物转化资源化利用是当前的研究热点。碳循环利用技术有望到 2030 年实现工业化生产。转化路径和高效催化剂研究、以二氧化碳为原料的高附加值化学品转化、燃料转化技术将是未来研究的主要方向。目前，碳循环利用技术处于初级阶段，预计 2040 年左右碳循环产品将得到广泛使用。

1加强顶层设计科学引导研发创新

加强碳达峰、碳中和战略顶层设计，分析不同行业能源相关碳排放现状和机制，探讨能源相关减排技术潜力。密切跟踪国际绿色科技前沿热点研究，制定支撑碳达峰、碳中和目标的中长期技术发展路线图和行动方案，明确主要目标、重点任务和时间节点。

2强化核心关键技术的科学攻关

推动新一代可再生能源、绿氢、储能、智慧能源、绿色化工、零能耗建筑、新能源交通、绿色智能社会等前沿技术、颠覆性技术的重点突破。加快推进高效节能低碳技术及 CCUS、生态增汇等技术示范应用，推动新一代数字化技术在清洁能源、节能和能效等领域的融合创新。

3打造贯通创新价值链的创新网络

探索碳减排、碳零排、碳负排等关键技术的共性科学问题，开展从基础研究、技术创新到产业化的全链条攻关。构建支撑碳中和目标能源技术发展的产学研全链条创新网络，促进创新链与产业链深度融合，促进成果的高效转化。

4构建科学高效的创新平台体系

建立科技创新平台体系是产出高水平成果，培育高层次人才，实现科技创新的重要组织形式和有效手段。因此，为了更好推动支撑碳中和目标的能源科技创新，需要优化布局面向碳中和重大科技需求的国家科技创新基地体系，设立相应的国家重点实验室、国家工程研究中心、国家技术创新中心等，建立稳定的支持机制和联合攻关机制。