以二氧化碳为主的温室气体大规模无序排放所导致的全球持续变暖，已成为全球性的非传统安全问题，严重威胁人类的生存和可持续发展。根据《巴黎协定》，要实现2℃温升控制目标，全球要在2065—2070年左右实现碳中和，各国积极响应，陆续制定碳中和目标。
2020年9月，习近平主席在第75届联合国大会上郑重宣布，中国二氧化
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。这不仅彰显了我国作为世界大国的责任担当，也是推动我国
能源结构、产业结构、经济结构转型升级的自身发展需要，对我国实现高质量发展，建设人与自然和谐共生的社会主义现代化强国具有重要战略意义。
根据国际能源署(IEA)发布的报告，2021年全球与能源相关的二氧化碳排放量增加6%至363亿吨，创历史新高。2021年，我国二氧化碳排放量为119亿吨，占全球总量的33%。需要说明的是，一方面，从主要发达国家的发展历史来看，一个国家的发展程度与人均累计碳排放密切相关，我国人均累计碳排放远不及世界平均水平。另一方面，2021年我国GDP总量约114万亿元，二氧化碳排放总量约119亿吨，即1万元GDP排放约1吨二氧化碳，而在20世纪90年代，1万元GDP排放约12吨二氧化碳，我国在节能减排方面取得巨大进步。
现阶段，中国二氧化碳排放80%来自能源生产和工业利用，可见实现碳中和目标，需要变革能源生产及利用方式。党的二十大报告明确指出，“深入推进能源革命，加强煤炭清洁高效利用，加大油气资源勘探开发和增储上产力度，加快规划建设新型能源体系，统筹水电开发和生态保护，积极安全有序发展核电，加强能源产供储销体系建设，确保能源安全。”
目前科技界认为能源革命和产业转型的重要方向，一是化石能源清洁高效利用，二是
低碳和可再生能源的规模化应用，三是二氧化碳捕集和利用。
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