全球气候变化，已成为21世纪人类的严重威胁。人类圈的快速扩张和化石能源的大量使用，改变了地球系统自然碳循环路径，导致温室气体超量、超前排放，打破地球系统的碳收支平衡，导致地表温度持续攀升，达到近150年来的最高水平。此外，极端天气灾害频发，甚至间接导致疫病的流行，人类赖以生存的自然环境变得空前严重。重新厘定和约束人类的行为，是应对和解决气候变化问题之根本。

人类活动打破碳循环

一、全球能源转型趋势

钻木取火，标志着人类自主用能时代的开启。化石能源开发利用，是近代工业革命的基石，为现代文明创建做出了巨大贡献。但大量二氧化碳的排放，又成为现代文明发展的反作用力，减碳已是全球共识。人类的减碳思维与行动，推动能源演化从薪柴时代、煤炭时代和油气时代，正向新能源时代发展；相应的能源体系也将从高碳向低碳，甚至零碳发展，从碳基能源向非碳基能源转型；能源技术将聚焦碳减排、碳零排、碳负排“三碳”颠覆性技术，实现变革性突破；能源理念也将从单一满足人类自身用能需求，向呵护与共享地球的绿色用能转变，从能源利益共同体，向绿色能源命运共同体发展。

世界能源结构发展变化趋势

二、人类的选择——碳中和

碳中和，是人类减碳行动的共同约定。世界各国从20世纪90年代起，通过《京都议定书》《哥本哈根协议》《巴黎协定》等一系列文件，达成碳达峰、碳中和共识。2020年9月22日，中国领导人在第七十五届联合国大会一般性辩论上郑重宣示：中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。目前，全球已有近140个国家和地区承诺实现碳中和，并根据自身国情，明确了实现碳达峰、碳中和的期限。

碳中和概念的发展历程

三、碳达峰是量变，碳中和则是质变

碳达峰。碳排放量在某个时间点达到峰值后不再增加，核心是碳排放增速持续降低直至负增长。

碳中和。在一定时间内，直接或间接产生的温室气体排放总量，并通过自然或人为技术手段，以抵消自身的二氧化碳或温室气体排放量，重点实现碳排放与碳吸收的平衡，达到总体“净零排放”，核心是温室气体排放量的大幅降低。

通过绿色创新，贡献绿色能源，共建绿色家园，实现人类共享“美美与共，天下大同”的愿景。

四、中国的挑战与机遇

新中国成立后，特别是改革开放40多年以来，实现了从“能源小国”向“能源强国”跨越，最终有望实现“能源独立”。我国建立起煤炭、石油、天然气、新能源“一大三小”能源消费体系。以煤炭为主体的消费结构，决定了中国实现碳中和面临四方面挑战：一是经济结构偏“重”。我国发展对能源的需求，仍在不断增加，碳排放尚未达峰。二是能源结构偏煤。2021年煤炭消费占能源消费总量比重为56%。三是排放总量偏大。2021年二氧化碳排放量为全球第一，约占全球总量的28%。四是减排时间偏短。欧美国家实现碳中和的窗口期，短则40余年，长则60～70年，而中国仅有30年。

挑战与机遇并存，挑战成功就转化为发展机遇：一是优化能源消费结构。实现以煤炭为主导的“一大三小”消费结构，向以新能源为主导的“三小一大”消费结构转型，依靠新能源实现国家能源自主可控。二是赢得新一轮工业革命的主动权。能源消费结构调整，势必带动工业体系再塑，高能耗、高排放的行业完成转型升级，实现真正意义上的高质量发展。

煤炭时代，成就了英国；石油时代，成就了美国；碳中和以新能源为主的时代，中国的角色与地位未来可期。

《碳中和学》的产生：

碳中和，是全人类的一场去碳化的能源革命、生态化的技术革命、绿色化的工业革命，将为人类社会与经济发展带来深刻变革。纵观近代工业发展史，科技革命是引发工业革命的主要动因。碳中和时代的各种实践，不仅需要自然科学与相关技术的支撑，还要具备经济、金融、管理、战略等领域的社会科学知识储备。

在此形势下，《碳中和学》学科体系的提出水到渠成。邹才能院士及团队在多年研究与实践的基础上，广泛借鉴国内外相关领域案例，编写了《碳中和学》一书（本书2022年4月于地质出版社公开出版发行），主要目的是：提出碳中和学的概念、构建碳中和学理论与技术框架，提出碳中和目标下的能源发展战略；阐明碳的产生、碳的减少、碳的利用、碳的封存、碳的汇集等碳的循环路径；论述碳的市场与碳中和社会相关的社会科学问题；为碳中和相关研究及学科发展、人才培养等奠定基础，为我国碳达峰、碳中和目标实现贡献科技力量。倡导追求绿色创新、贡献绿色能源、建设绿色家园、共享绿色生活，一起碳中和，绿色向未来。