富氫氣體及氫氣直接還原技術(shù)研發(fā)與示范
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)直接還原-電爐熔分短流程低碳煉鐵技術(shù)體系 需突破的關(guān)鍵科技問(wèn)題，研究富氫氣體及氫氣還原鐵礦粘結(jié)機(jī)理與過(guò)程強(qiáng)化規(guī)律，研究直接還原豎爐氧化球團(tuán)技術(shù)、豎爐直接還原技術(shù)和流化床直接還原技術(shù)、高能效電爐生產(chǎn)技術(shù)及裝備，開(kāi)發(fā)氣基豎爐和流化床直接還原成套工藝及裝備，開(kāi)展工程示范。
考核指標(biāo)：發(fā)展鐵礦氣基直接還原過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)，形成 1-2 項(xiàng) 氣基直接還原鐵（DRI）成套關(guān)鍵技術(shù)與裝備；建成不低于 50 萬(wàn)噸 DRI/年富氫氣體豎爐直接還原生產(chǎn)線，DRI 金屬化率＞92%，富氫氣體消耗折合能耗不高于 11 吉焦?fàn)枺℅J）/噸-DRI，二氧化碳排放不 高于 0.7 噸/噸-DRI，完成豎爐直接還原-電爐熔分成套技術(shù)示范。建成 1 萬(wàn)噸 DRI/年流化床氫氣直接還原示范裝置，DRI 金屬化率＞8 92%，氫氣消耗折合能耗不高于 10.5 吉焦?fàn)枺℅J）/噸-DRI。
通知如下：
科技部社會(huì)發(fā)展科技司
2022年3月21日
“碳達(dá)峰碳中和關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”重點(diǎn)專項(xiàng) 2022 年項(xiàng)目申報(bào)指南
“碳達(dá)峰碳中和關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”重點(diǎn)專項(xiàng)面向國(guó)家碳達(dá)峰碳中和重大需求，聚焦社會(huì)發(fā)展和二氧化碳難減排行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)突破，綜合提升我國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化技術(shù)研發(fā)能力。到“十四五”末 時(shí)，使我國(guó)在該領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)總體上取得重要突破，并與其他領(lǐng)域重點(diǎn)專項(xiàng)形成互補(bǔ)，為我國(guó)二氧化碳 2030 年前碳達(dá)峰提供重要的技術(shù)支撐、2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和提供技術(shù)儲(chǔ)備，為全球氣候治理提供技術(shù)貢獻(xiàn)和系統(tǒng)解決方案。
2022 年，本專項(xiàng)立足碳達(dá)峰碳中和問(wèn)題的復(fù)雜性和迫切性，跨領(lǐng)域綜合交叉形成重大科技創(chuàng)新，擬重點(diǎn)解決其他重點(diǎn)專項(xiàng)難以統(tǒng)籌考慮的碳中和共性支撐技術(shù)研究示范、低碳/零碳工業(yè)流程再造工藝技術(shù)與示范、面向碳中和的前沿和顛覆性技術(shù)創(chuàng)新與研發(fā)、面向碳中和的創(chuàng)新體系與全球氣候治理技術(shù)等關(guān)鍵問(wèn)題原則/要求， 圍繞面向碳中和的脫碳模型構(gòu)建與決策支持系統(tǒng)、面向碳交易檢測(cè)和監(jiān)測(cè)關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)、新型二氧化碳捕集、化學(xué)利用、區(qū)域封存安全性評(píng)價(jià)、生物質(zhì)負(fù)排放技術(shù)、非二氧化碳溫室氣體減排、鋼鐵行業(yè)的富氫氣體還原冶煉、鋼-化聯(lián)產(chǎn)技術(shù)、水泥行業(yè)耦合碳捕集利用封存流程再造技術(shù)、碳中和的前沿和顛覆性技術(shù)、非二氧化碳溫室氣體監(jiān)測(cè)、碳中和技術(shù)發(fā)展路線圖與創(chuàng)新支撐體系、碳中和進(jìn)程重大治理策略、全球氣候治理關(guān)鍵問(wèn)題與應(yīng)對(duì)等方向，按照基礎(chǔ)前沿技術(shù)、共性關(guān)鍵技術(shù)、示范應(yīng)用，擬支持 17 個(gè)研究方向。同一指南方向下，除特殊說(shuō)明外，原則上只支持 1 項(xiàng)（青年科學(xué)家 1項(xiàng)目除外），僅在申報(bào)項(xiàng)目評(píng)審結(jié)果相近、技術(shù)路線明顯不同時(shí)， 可同時(shí)支持 2 項(xiàng)，并建立動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制，根據(jù)中期評(píng)估結(jié)果，再擇優(yōu)繼續(xù)支持。
本重點(diǎn)專項(xiàng)所有項(xiàng)目均應(yīng)整體申報(bào)，須覆蓋全部研究?jī)?nèi)容和考核指標(biāo)（青年科學(xué)家項(xiàng)目除外）。項(xiàng)目實(shí)施周期 3-4 年。一般項(xiàng)目下設(shè)課題數(shù)不超過(guò) 5 個(gè)，項(xiàng)目參與單位總數(shù)不超過(guò) 10 家，項(xiàng)目設(shè) 1 名負(fù)責(zé)人，每個(gè)課題設(shè) 1 名負(fù)責(zé)人；青年科學(xué)家項(xiàng)目不再下設(shè)課題， 項(xiàng)目參與單位總數(shù)不超過(guò) 3 家，項(xiàng)目設(shè) 1 名負(fù)責(zé)人，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人年齡要求，男性應(yīng)為 1984 年 1 月 1 日以后出生，女性應(yīng)為 1982 年 1 月 1 日以后出生。
本專項(xiàng)鼓勵(lì)產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合申報(bào)，項(xiàng)目承擔(dān)單位需推動(dòng)研究成果 轉(zhuǎn)化應(yīng)用和支持專項(xiàng)數(shù)據(jù)共享。
1. 碳中和共性支撐技術(shù)研發(fā)示范
1.1 面向碳中和的脫碳模型構(gòu)建與決策支持系統(tǒng)
研究?jī)?nèi)容：提出基于全國(guó)分城市/行業(yè)詳細(xì)排放清單的地區(qū)與 行業(yè)減排進(jìn)程與成效監(jiān)測(cè)評(píng)估指標(biāo)體系和數(shù)據(jù)采集體系，構(gòu)建碳達(dá)峰碳中和脫碳成本模型，并實(shí)現(xiàn)應(yīng)用示范；針對(duì)重點(diǎn)控排企業(yè)，開(kāi)發(fā)融合多源數(shù)據(jù)和基于先進(jìn)算法的分布式企業(yè)碳排放數(shù)據(jù)智能核查信息管理系統(tǒng)，形成碳排放的監(jiān)管動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)；研究數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的碳中和轉(zhuǎn)型路徑與關(guān)鍵不確定性評(píng)估方法，建成國(guó)家碳中和決策支撐系統(tǒng)；集成上述研究成果，在典型區(qū)域和城市開(kāi)展系統(tǒng)的落地示范。
考核指標(biāo)：研發(fā)面向碳達(dá)峰/碳中和的進(jìn)程與成效監(jiān)測(cè)評(píng)估的技術(shù)方法及指標(biāo)體系 1 套；構(gòu)建多維度的脫碳成本模型，并實(shí)現(xiàn)示 23 范應(yīng)用；研發(fā)分布式企業(yè)碳排放數(shù)據(jù)采集與核證綜合信息管理系統(tǒng) 1 套，并被政府管理部門(mén)采用；完成國(guó)家碳中和決策支持系統(tǒng)，具 備“平戰(zhàn)結(jié)合”的全域管控與決策支持能力，系統(tǒng)應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間小 于 6 小時(shí)，并被政府管理部門(mén)采用，集成以上系統(tǒng)在典型區(qū)域和城市示范應(yīng)用。
1.2 面向碳交易檢測(cè)和監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)代表性排放源和產(chǎn)業(yè)技術(shù)的升級(jí)迭代，開(kāi)展以二氧化碳為主體的持續(xù)檢測(cè)，獲得具有產(chǎn)業(yè)和技術(shù)特征的排放因子集，形成面向碳交易的系列碳排放核算的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；針對(duì)國(guó)家、省 市與工業(yè)園區(qū)碳排放復(fù)雜性和隨機(jī)性，研究車(chē)載走航二氧化碳、甲烷及其碳 13（13C）的同位素在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)典型區(qū)域二氧化碳、甲烷濃度分布以及高濃度區(qū)域碳來(lái)源監(jiān)測(cè)；研發(fā)無(wú)人機(jī)超光譜溫室氣體遙感監(jiān)測(cè)設(shè)備和反演算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)區(qū)域二氧化碳、甲烷等溫室氣體的多時(shí)段米級(jí)分辨率水平空間分布遙測(cè)，構(gòu)建融合實(shí)測(cè)信息的高分辨率大氣垂直分布先驗(yàn)廓線數(shù)據(jù)庫(kù)；突破紅外多波段下高精度、高覆蓋率、高時(shí)空分辨的多源超光譜衛(wèi)星溫室氣體（二氧化 碳、甲烷等）聯(lián)合反演技術(shù)，形成典型區(qū)域碳排放的點(diǎn)-線-面-區(qū) 域全方位監(jiān)測(cè)解決方案，發(fā)展區(qū)域和工業(yè)園區(qū)碳排放快速精準(zhǔn)核算方法。
考核指標(biāo)：構(gòu)建代表性行業(yè)持續(xù)檢測(cè)體系，形成代表性排放行業(yè)排放因子集，形成 8-10 項(xiàng)面向碳交易的碳排放核算國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)， 較現(xiàn)有方法精度提高 10%以上；監(jiān)測(cè)體系中，二氧化碳測(cè)量范圍：380~1000ppm，二氧化碳測(cè)量精度 0.1ppm，δ13C-二氧化碳測(cè)量精度 1‰，甲烷測(cè)量范圍：0~100ppm；甲烷測(cè)量精度 1ppb+5‰，δ13C-4 甲烷測(cè)量精度 1‰；無(wú)人機(jī)超光譜遙測(cè)設(shè)備，10ppm~100ppm 空間探測(cè)分辨率≤10 米，單格點(diǎn)探測(cè)時(shí)間分辨率≤10 秒；通過(guò)衛(wèi)星的聯(lián)合反演算法中，獲取每日覆蓋率>30%，分辨率為 2 公里×2 公里的甲 烷 、二氧化碳濃度數(shù)據(jù)集，形成區(qū)域和工業(yè)園區(qū)碳排放快速精準(zhǔn)核算方法體系。
1.3 新型二氧化碳捕集技術(shù)研發(fā)和示范
研究?jī)?nèi)容：研究新型相變吸收劑、非水溶劑吸收劑、復(fù)合吸收 劑等二代溶劑吸收法碳捕集技術(shù)和高效固體吸附法碳捕集技術(shù)，開(kāi)展關(guān)鍵材料的設(shè)計(jì)、宏量制備和生產(chǎn)技術(shù)研究，開(kāi)展示范工程設(shè)計(jì)、 建設(shè)和運(yùn)行；研發(fā)用于直接空氣捕集的新型吸收劑/吸附新材料， 開(kāi)發(fā)強(qiáng)化吸收/吸附分離的技術(shù)和樣機(jī)，完成技術(shù)驗(yàn)證；研發(fā)二氧 化碳捕集-轉(zhuǎn)化一體化的可行途徑，開(kāi)發(fā)吸附-催化多功能新材料， 建立集成工藝，優(yōu)化過(guò)程參數(shù)，形成與典型排放源緊密結(jié)合的新型碳減排集成方案，完成技術(shù)驗(yàn)證。
考核指標(biāo)：形成新型吸收法碳捕集關(guān)鍵技術(shù)，建設(shè)和運(yùn)行萬(wàn)噸 級(jí)示范線 1 套，二氧化碳捕集率大于 90%，能耗小于 2.2 吉焦?fàn)枺℅J） /噸二氧化碳；形成吸附法碳捕集關(guān)鍵技術(shù)，二氧化碳捕集率大于 90%，能耗小于 2.1 吉焦?fàn)枺℅J）/噸二氧化碳，并建設(shè)和運(yùn)行萬(wàn)噸級(jí)示范線；研發(fā)并驗(yàn)證具備大規(guī)模推廣潛力的直接空氣捕集技術(shù) 1 項(xiàng)，創(chuàng)制百噸級(jí)樣機(jī)并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行；建立百噸級(jí)二氧化碳捕集- 轉(zhuǎn)化一體化驗(yàn)證裝置 1 套，二氧化碳捕集率大于 90%，轉(zhuǎn)化率大于 90%。
1.4 二氧化碳高值化化學(xué)利用關(guān)鍵技術(shù)與示范
研究?jī)?nèi)容：開(kāi)展二氧化碳高效化學(xué)轉(zhuǎn)化合成高附加值化學(xué)品研5 究，構(gòu)建高活性、高選擇性以及高穩(wěn)定性的反應(yīng)體系；探明二氧化 碳高效合成醇酯類(lèi)化學(xué)鍵斷裂重構(gòu)規(guī)律及表界面微觀反應(yīng)機(jī)理，闡 明提高碳-氧雙鍵活化的關(guān)鍵因素和傳遞反應(yīng)耦合強(qiáng)化機(jī)制；探索新型可再生能源驅(qū)動(dòng)的二氧化碳高效利用新途徑，實(shí)現(xiàn)低成本、規(guī) ?；瘧?yīng)用的技術(shù)突破。
考核指標(biāo)：開(kāi)發(fā)構(gòu)建新型高效二氧化碳化學(xué)轉(zhuǎn)化裝置 2-3 套， 建設(shè)和運(yùn)行十萬(wàn)噸級(jí)示范 1-2 套，二氧化碳利用率大于 90%，產(chǎn)物選擇性大于 80%，完成新型二氧化碳光電催化轉(zhuǎn)化關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證， 并具備較好的經(jīng)濟(jì)效益。
1.5 二氧化碳地質(zhì)封存風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)與控制技術(shù)集成示范
研究?jī)?nèi)容：面向二氧化碳地質(zhì)封存潛力評(píng)估和安全需求，解決地質(zhì)封存二氧化碳潛力、泄漏和力學(xué)穩(wěn)定性等問(wèn)題。開(kāi)展主要盆地 -重點(diǎn)區(qū)塊的封存潛力評(píng)估，深化場(chǎng)地與各行業(yè)集中排放源的動(dòng)態(tài) 匹配分析；深化二氧化碳在地層及井簡(jiǎn)內(nèi)的遷移機(jī)制及泄漏規(guī)律研 究，研發(fā)封存過(guò)程大規(guī)模高效數(shù)值模擬軟件；開(kāi)發(fā)集成陸上地質(zhì)封 存安全系統(tǒng)。
考核指標(biāo)：形成我國(guó)區(qū)域與行業(yè)封存潛力的評(píng)估報(bào)告和圖集；完成實(shí)際場(chǎng)地千萬(wàn)網(wǎng)格非均質(zhì)模型高效計(jì)算軟件及陸上封存安全 評(píng)價(jià)方法 1 套；形成陸上二氧化碳封存安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 1 套，地表空氣二氧化碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)遙測(cè)量程 20000ppm 濃度、誤差小于讀數(shù)的 2%， 淺層水溶解二氧化碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)監(jiān)測(cè)量程 30000ppm 濃度、誤差小于 讀數(shù)的 2%（20～300 米深度區(qū)間），深層水溶解二氧化碳質(zhì)量分?jǐn)?shù) 監(jiān)測(cè)量程 60000ppm 濃度、誤差小于讀數(shù)的 2%（1500～2000 米深度 區(qū)間），上述評(píng)價(jià)、模擬和監(jiān)測(cè)技術(shù)需要通過(guò)規(guī)模萬(wàn)噸級(jí)以上、深度大于 1500 米的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。
1.6 碳負(fù)排放的生物質(zhì)綜合精煉研究與示范
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)我國(guó)農(nóng)林生物質(zhì)廢棄物體量大、種類(lèi)復(fù)雜和資源化利用率低等問(wèn)題，開(kāi)展生物質(zhì)超微結(jié)構(gòu)解譯，建立典型農(nóng)林生物質(zhì)結(jié)構(gòu)信息數(shù)據(jù)庫(kù)，研究生物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)、區(qū)域化學(xué)、鍵合機(jī)制在不同預(yù)處理環(huán)境下的時(shí)空演變規(guī)律與應(yīng)答機(jī)制；研究纖維素酶解過(guò)程調(diào)控技術(shù)及基于纖維素糖利用的連續(xù)發(fā)酵技術(shù)，開(kāi)展基于微生物集群效應(yīng)的生物膜催化體系研究，降低發(fā)酵周期，提高總糖利用效率，開(kāi)發(fā)面向木質(zhì)纖維素成分的發(fā)酵強(qiáng)化與連續(xù)化技術(shù)；研究木質(zhì)素組分的高效改性技術(shù)和選擇性催化解聚的反應(yīng)規(guī)律，開(kāi)發(fā)木質(zhì)素分離提取及高值材料化利用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)生物煉制廢棄物木質(zhì)素的工業(yè)示范應(yīng)用；研究生物質(zhì)完全拆解系列生物基工業(yè)原料產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)與裝備，建立生物質(zhì)利用高效可持續(xù)的碳負(fù)排放集成示范。
考核指標(biāo)：建成百噸級(jí)秸稈高效預(yù)處理示范裝置，實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)木質(zhì)素與棕纖維的高效分離，木質(zhì)素得率≥60%，純度≥90%（殘?zhí)?＜3%，灰份＜5%），混合糖得率≥80%；形成生物質(zhì)完全拆解單寧、 纖維素、木質(zhì)素、糖、糖醛酸、糠醛、氨基酸、微生物肥等系列生物基產(chǎn)品成套關(guān)鍵技術(shù)，生物質(zhì)原料干物質(zhì)利用率 100%；建立生物質(zhì)綜合精煉的萬(wàn)噸級(jí)示范線 1-2 條，并具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。
1.7 分布式生物質(zhì)光熱轉(zhuǎn)化制氫或合成氣
研究?jī)?nèi)容：發(fā)展利用太陽(yáng)能全裂解生物質(zhì)制氫氣或合成氣的方 法，建立全套太陽(yáng)能光熱生物質(zhì)轉(zhuǎn)化的集光吸熱連續(xù)反應(yīng)裝置。具體內(nèi)容包括：發(fā)展高效的多種來(lái)源生物質(zhì)的預(yù)處理方法，高收率低 能耗獲得能用于太陽(yáng)能光熱轉(zhuǎn)化的混合糖液；開(kāi)發(fā)混合糖液光熱轉(zhuǎn) 67 化的光催化劑，將混合糖液全裂解轉(zhuǎn)化為氫氣或合成氣，并探究糖類(lèi)碳-氫和碳-碳健的斷裂機(jī)理和光催化劑表界面微觀反應(yīng)機(jī)理。開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能分光譜利用技術(shù)，研究高光透性的流動(dòng)式反應(yīng)器，建立集光吸熱的太陽(yáng)能光熱連續(xù)反應(yīng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的糖液全裂解轉(zhuǎn)化制氫氣或合成氣的工藝流程。
考核指標(biāo)：形成成套分布式生物質(zhì)光熱轉(zhuǎn)化制氫或合成氣技術(shù)， 建立集光吸熱的太陽(yáng)能光熱連續(xù)反應(yīng)系統(tǒng)，日處理混合糖 50 公斤， 實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間大于 200 小時(shí)。按混合糖計(jì)算，當(dāng)目標(biāo)產(chǎn)物為氫氣時(shí)，每噸混合糖的氫氣產(chǎn)量不低于 80 公斤；當(dāng)產(chǎn)物為氫氣 和一氧化碳時(shí)，每噸混合糖的氫氣和一氧化碳產(chǎn)量分別不低于 30 公斤和 550 公斤。
2. 低碳/零碳工業(yè)流程再造工藝技術(shù)與示范
2.1 富氫氣體及氫氣直接還原技術(shù)研發(fā)與示范
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)直接還原-電爐熔分短流程低碳煉鐵技術(shù)體系 需突破的關(guān)鍵科技問(wèn)題，研究富氫氣體及氫氣還原鐵礦粘結(jié)機(jī)理與過(guò)程強(qiáng)化規(guī)律，研究直接還原豎爐氧化球團(tuán)技術(shù)、豎爐直接還原技術(shù)和流化床直接還原技術(shù)、高能效電爐生產(chǎn)技術(shù)及裝備，開(kāi)發(fā)氣基豎爐和流化床直接還原成套工藝及裝備，開(kāi)展工程示范。
考核指標(biāo)：發(fā)展鐵礦氣基直接還原過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)，形成 1-2 項(xiàng) 氣基直接還原鐵（DRI）成套關(guān)鍵技術(shù)與裝備；建成不低于 50 萬(wàn)噸 DRI/年富氫氣體豎爐直接還原生產(chǎn)線，DRI 金屬化率＞92%，富氫氣體消耗折合能耗不高于 11 吉焦?fàn)枺℅J）/噸-DRI，二氧化碳排放不 高于 0.7 噸/噸-DRI，完成豎爐直接還原-電爐熔分成套技術(shù)示范。建成 1 萬(wàn)噸 DRI/年流化床氫氣直接還原示范裝置，DRI 金屬化率＞8 92%，氫氣消耗折合能耗不高于 10.5 吉焦?fàn)枺℅J）/噸-DRI。
2.2 鋼鐵行業(yè)二氧化碳?xì)怏w發(fā)酵技術(shù)研發(fā)與示范
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)鋼鐵行業(yè)尾氣，針對(duì)將二氧化碳、氫氣混合氣體生物發(fā)酵法轉(zhuǎn)化為乙醇等有機(jī)化學(xué)品實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用需要突破的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，研究針對(duì)不同氣體組分的氣體凈化技術(shù)，研究不同氫氣比例對(duì)二氧化碳生物發(fā)酵過(guò)程轉(zhuǎn)化的影響規(guī)律，研究二氧化碳、氫氣混合氣體高效生物發(fā)酵關(guān)鍵工藝參數(shù)控制技術(shù)，研究氣體發(fā)酵-蒸餾耦合膜系統(tǒng)技術(shù)，研究高效氣液傳質(zhì)發(fā)酵反應(yīng)器裝備；研究發(fā)酵菌體蛋白高值化利用技術(shù)，開(kāi)發(fā)二氧化碳?xì)怏w發(fā)酵制乙醇成套系統(tǒng)集成工藝技術(shù)，開(kāi)展萬(wàn)噸級(jí)二氧化碳發(fā)酵制乙醇工業(yè)化示 范。
考核指標(biāo)：開(kāi)展二氧化碳、氫氣混合氣體發(fā)酵制乙醇中試規(guī)模試驗(yàn)，二氧化碳利用率≥60%，氫氣利用率≥75%，乙醇選擇性≥80%， 實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間大于 200 小時(shí)，二氧化碳綜合減排不少于 2 噸/噸乙醇，單級(jí)發(fā)酵乙醇濃度不小于 20 克/升；開(kāi)發(fā)氣液強(qiáng)化傳質(zhì)及高效發(fā)酵技術(shù)，形成 1-2 項(xiàng)成套發(fā)酵關(guān)鍵技術(shù)裝備；形成二氧化碳生物發(fā)酵制乙醇集成工藝技術(shù)路線；建成萬(wàn)噸級(jí)二氧化碳發(fā)酵制乙醇工業(yè)化示范裝置。
2.3 鋼廠尾氣制乙醇技術(shù)及 20 萬(wàn)噸工業(yè)示范
研究?jī)?nèi)容：研發(fā)鋼廠尾氣（焦?fàn)t氣、轉(zhuǎn)爐氣、高爐氣）為原料的甲醇制乙醇技術(shù)，實(shí)現(xiàn)鋼廠尾氣的高價(jià)值環(huán)保轉(zhuǎn)化利用。具體內(nèi)容包括：特定結(jié)構(gòu)高性能二甲醚羰基化催化劑的可控合成；高性能乙酸甲酯加氫催化劑的開(kāi)發(fā)；催化劑放大制備及對(duì)催化劑性能的影 響，以滿足長(zhǎng)期運(yùn)行的需要；研究?jī)刹椒磻?yīng)串接及一氧化碳、氫氣循環(huán)利用工藝，有效解決工業(yè)化過(guò)程中反應(yīng)熱的撤離問(wèn)題，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和優(yōu)化；完成不小于 20 萬(wàn)噸/年規(guī)模鋼廠尾氣制乙醇技術(shù)的工業(yè)示范。
考核指標(biāo)：研制開(kāi)發(fā)甲醇制乙醇技術(shù)高效催化劑，二甲醚羰基化催化劑單程壽命一年以上（＞8000 小時(shí)），乙酸甲酯時(shí)空產(chǎn)量≥ 0.45/小時(shí)，乙酸甲酯選擇性≥99%；研制開(kāi)發(fā)高效乙酸甲酯加氫催 化劑，乙酸甲酯單程轉(zhuǎn)化率≥90%，乙醇總選擇性≥98%（相對(duì)于理 論值），催化劑壽命≥1 年；編制不小于 20 萬(wàn)噸/年規(guī)模的鋼廠尾氣制乙醇技術(shù)工業(yè)示范裝置工藝包，并實(shí)現(xiàn)裝置投產(chǎn)和運(yùn)行，綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
2.4 低鈣高膠凝性硅酸鹽水泥熟料制備關(guān)鍵技術(shù)與低碳水泥生產(chǎn)及應(yīng)用示范
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)水泥行業(yè)碳中和迫切需求，以減低水泥生產(chǎn)中石灰石消耗，減少二氧化碳排放為目標(biāo)，研究直接減少石灰石用量的低鈣高膠凝性熟料新型物相體系設(shè)計(jì)與亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)調(diào)控，建立物相形成熱動(dòng)力學(xué)模型，形成高膠凝性新型熟料制備關(guān)鍵技術(shù)；研究替代原料/被替代原料間的物理化學(xué)耦合效應(yīng)及調(diào)控機(jī)制，開(kāi)發(fā)典型富鈣固廢大比例替代石灰石關(guān)鍵技術(shù)與裝備，形成熟料礦相調(diào)控及其品質(zhì)與環(huán)境安全保障等綜合技術(shù)體系。構(gòu)建全流程低排放、低環(huán)境負(fù)荷的低碳水泥新體系及其評(píng)價(jià)技術(shù)體系，并實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn) 與應(yīng)用示范。
考核指標(biāo)：低鈣高膠凝性熟料體系石灰石用量較傳統(tǒng)硅酸鹽水 泥熟料降低 15%以上；富鈣固廢替代石灰石的比例不低于 30%。熟料28 天抗壓強(qiáng)度不低于 58 兆帕，制備的 42.5 等級(jí)通用硅酸鹽水 9泥的熟料系數(shù)不高于 0.75。熟料二氧化碳排放減少 150 公斤/噸以 上，水泥二氧化碳排放減少 25%以上。編制相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（草案）3 項(xiàng)， 成果在 3 條不低于 3000 噸熟料/天規(guī)模化生產(chǎn)與應(yīng)用示范。
3. 面向碳中和的前沿和顛覆性技術(shù)創(chuàng)新與研發(fā)
3.1 二氧化碳光/電催化前沿新材料與新技術(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證
研究?jī)?nèi)容：研發(fā)用于二氧化碳電催化還原轉(zhuǎn)化的新型催化劑材料和氣體擴(kuò)散電極，建立低成本、規(guī)?；呋瘎┖铣珊碗姌O制備技 術(shù)；開(kāi)展先進(jìn)原位波譜表征技術(shù)，探究二氧化碳電催化還原過(guò)程中催化劑的演化過(guò)程和電極反應(yīng)動(dòng)力學(xué)；建立二氧化碳電還原制備高 附加值化學(xué)品的試驗(yàn)驗(yàn)證。研發(fā)新型高效穩(wěn)定光催化二氧化碳還原 材料，構(gòu)建新型光催化二氧化碳還原驗(yàn)證器件。設(shè)計(jì)構(gòu)建高效光電催化二氧化碳還原全器件，并評(píng)估其實(shí)際運(yùn)行穩(wěn)定性等參數(shù)。
考核指標(biāo)：電催化二氧化碳還原：研發(fā)高效、穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)≥ 1000 小時(shí)的催化劑材料和氣體擴(kuò)散電極；揭示電催化二氧化碳還原過(guò)程中催化劑演化過(guò)程和電極反應(yīng)動(dòng)力學(xué)；實(shí)現(xiàn)電催化二氧化碳還 原制備高值化學(xué)品的試驗(yàn)驗(yàn)證，產(chǎn)物選擇性≥80%，能量轉(zhuǎn)換效率 ≥50%。研發(fā)新型穩(wěn)定高效光催化二氧化碳還原材料 1-2 種；揭示 光催化二氧化碳還原轉(zhuǎn)化機(jī)制；實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能到燃料轉(zhuǎn)化效率≥3%。開(kāi)發(fā)新型高效光電極材料和電催化劑材料 2-3 種；構(gòu)建高效光電催 化二氧化碳還原全器件，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能到燃料轉(zhuǎn)化效率≥5%；揭示光電催化過(guò)程中光生電荷分離和傳輸機(jī)制及光電極材料和助催化劑協(xié)同工作機(jī)制。
3.2 變革性高能量密度、低成本水系液流電池儲(chǔ)能技術(shù)
研究?jī)?nèi)容：在碳中和背景下，面向以新能源為主體的新型電力 10系統(tǒng)對(duì)電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)的重大需求，探索開(kāi)發(fā)高安全、低成本、高能量密度液流電池新體系，構(gòu)建以無(wú)機(jī)多電子轉(zhuǎn)移電對(duì)為活性物質(zhì)的電化學(xué)儲(chǔ)能新過(guò)程，研究水系多電子轉(zhuǎn)移體系電化學(xué)反應(yīng)機(jī)制， 電解液中離子的輸運(yùn)機(jī)制和規(guī)律；離子跨膜輸運(yùn)機(jī)制及關(guān)鍵膜材料的選擇與設(shè)計(jì)，電解液穩(wěn)定調(diào)控機(jī)制等。突破高選擇性、低成本離 子傳導(dǎo)膜、高活性電極、高穩(wěn)定性電解液制備技術(shù)，高功率密度單體電堆設(shè)計(jì)和集成技術(shù)，開(kāi)發(fā)新一代高能量密度、低成本液流電池新體系，開(kāi)展 100 千瓦級(jí)系統(tǒng)示范，推動(dòng)液流電池儲(chǔ)能技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。
考核指標(biāo)：研究探索新一代高能量密度、低成本多電子轉(zhuǎn)移的液流電池新體系，闡明多電子轉(zhuǎn)移體系電化學(xué)反應(yīng)機(jī)制。突破其關(guān) 鍵材料和電堆的規(guī)模放大技術(shù)，推動(dòng)示范應(yīng)用。新體系液流電池單 電池在 80 毫安/平方厘米恒流充放電條件下，能量效率≥85%，能 量密度≥200 瓦時(shí)/升。
3.3 面向碳中和相關(guān)的顛覆性技術(shù)研究（青年科學(xué)家項(xiàng)目）
研究?jī)?nèi)容：面向國(guó)家碳達(dá)峰碳中和重大需求和世界科技前沿， 開(kāi)展非二氧化碳溫室氣體監(jiān)測(cè)、源頭解決溫室氣體排放、可再生能 源與傳統(tǒng)化石能源化工銜接、能源和工業(yè)流程低/零碳改造等顛覆性技術(shù)研究；開(kāi)展大數(shù)據(jù)、人工智能、生物技術(shù)等與新能源、新材料、高端裝備融合顛覆性技術(shù)研究；開(kāi)展氫能、光伏、核能等清潔能源替代顛覆性技術(shù)研究；石油基產(chǎn)業(yè)向可循環(huán)生物基產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的 顛覆性技術(shù)研究；碳基產(chǎn)業(yè)替代產(chǎn)品顛覆性技術(shù)研究；其他方向具有顛覆性特征的技術(shù)探索等。
有關(guān)說(shuō)明：通過(guò)評(píng)審，擬部署前沿顛覆性技術(shù) 5-10 項(xiàng)青年科 11學(xué)家項(xiàng)目。
6. 面向碳中和的創(chuàng)新體系與全球氣候治理關(guān)鍵技術(shù)研究
6.1 碳中和技術(shù)發(fā)展路線圖與創(chuàng)新支撐體系研究
研究?jī)?nèi)容：面向 2060 年碳中和目標(biāo)，研究關(guān)鍵行業(yè)和產(chǎn)業(yè)發(fā) 展的低碳/零碳技術(shù)需求，形成碳中和關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展評(píng)估與預(yù)測(cè)方 法體系、行業(yè)領(lǐng)域數(shù)據(jù)庫(kù)和綜合分析評(píng)估模型；圍繞電力、非電能源、工業(yè)、建筑、交通、負(fù)排放技術(shù)、系統(tǒng)集成優(yōu)化等大類(lèi)技術(shù)領(lǐng) 域，根據(jù)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r與趨勢(shì)研究提出近中遠(yuǎn)期部署重點(diǎn)和實(shí)施路 徑；研究重點(diǎn)技術(shù)路線的中長(zhǎng)期跨系統(tǒng)影響，提出高精度產(chǎn)業(yè)部署 路徑和高分辨率空間布局；編制和更新碳中和技術(shù)發(fā)展路線圖；圍繞碳中和技術(shù)發(fā)展路線圖的實(shí)施，研究提出面向技術(shù)、行業(yè)和產(chǎn)業(yè) 等多維度協(xié)同推進(jìn)碳中和技術(shù)發(fā)展的創(chuàng)新體系方案。
考核指標(biāo)：形成關(guān)鍵行業(yè)碳中和技術(shù)評(píng)估預(yù)測(cè)方法學(xué) 5-8 套， 技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù) 5-8 套，綜合評(píng)估模型 1 套；形成 5-8 個(gè)行業(yè)領(lǐng)域碳中 和技術(shù)路線圖和總體技術(shù)路線圖一套；3-5 個(gè)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)碳中和部署 路徑和空間布局方案；提出推進(jìn)碳中和創(chuàng)新體系方案 1 套。
6.2 我國(guó)碳中和進(jìn)程重大治理策略研究
研究?jī)?nèi)容：研究分析氣候變化科學(xué)進(jìn)展、國(guó)際政策及碳中和進(jìn)程對(duì)我國(guó)技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、環(huán)境治理和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的綜合影響， 定量評(píng)估有關(guān)國(guó)際組織和國(guó)家碳邊境調(diào)節(jié)措施、國(guó)際貿(mào)易與全球產(chǎn)業(yè)鏈中的碳排放標(biāo)準(zhǔn)等對(duì)我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈安全的影響，研究技術(shù)解決方案和應(yīng)對(duì)策略；系統(tǒng)評(píng)估我國(guó)綠色 低碳技術(shù)推廣應(yīng)用面臨的行業(yè)性和區(qū)域性政策瓶頸，模擬研究技術(shù)創(chuàng)新政策、產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策、財(cái)稅金融政策、環(huán)境經(jīng)濟(jì)政策等對(duì)協(xié)同 12推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和的效果及綜合影響，研究提出政策優(yōu)化方案；統(tǒng)籌發(fā)展和低碳關(guān)系，開(kāi)發(fā)面向行業(yè)和區(qū)域碳達(dá)峰碳中和進(jìn)展評(píng)估體系，引導(dǎo)行業(yè)和區(qū)域穩(wěn)健推進(jìn)；針對(duì)重點(diǎn)行業(yè)和區(qū)域開(kāi)展協(xié)同碳達(dá) 峰碳中和與環(huán)境質(zhì)量改善的技術(shù)路徑識(shí)別和綜合方案模擬研究。
考核指標(biāo)：形成國(guó)際氣候政策及碳中和進(jìn)程對(duì)我國(guó)綜合影響評(píng)估模型 1 套；形成 5-8 個(gè)重點(diǎn)行業(yè)受碳邊境調(diào)節(jié)措施和產(chǎn)業(yè)鏈排放標(biāo)準(zhǔn)影響等評(píng)估和應(yīng)對(duì)策略；提出綠色低碳技術(shù)發(fā)展政策評(píng)估體系 1 套及相關(guān)政策建議 4-6 套；形成碳達(dá)峰碳中和進(jìn)展評(píng)估體系并應(yīng)用于 5-8 個(gè)行業(yè)和區(qū)域；形成碳達(dá)峰碳中和與環(huán)境質(zhì)量改善協(xié)同的模型 1 套。
6.3 全球氣候治理關(guān)鍵問(wèn)題與應(yīng)對(duì)研究
研究?jī)?nèi)容：開(kāi)展全球碳中和進(jìn)程下氣候治理體系發(fā)展趨勢(shì)研究， 提出我國(guó)參與全球氣候治理的策略；圍繞聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約 與航空海運(yùn)等國(guó)際組織與碳中和相關(guān)的談判議題開(kāi)展綜合影響研 究并提出中國(guó)方案；研究以貿(mào)易、航運(yùn)、制造業(yè)分包與來(lái)料加工等 跨境業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)的氣候治理國(guó)際合作新路徑，形成以碳中和目標(biāo)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展深度結(jié)合的合作機(jī)制；開(kāi)展對(duì)主要發(fā)達(dá)國(guó)家、發(fā)展中國(guó)家和國(guó)際組織氣候、創(chuàng)新動(dòng)向與合作需求研究，形成有針對(duì)性的雙多邊合作策略；開(kāi)展進(jìn)程與重大脫碳技術(shù)創(chuàng)新對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響和機(jī)遇研究。
考核指標(biāo)：提出全球氣候變化治理中多雙邊氣候合作戰(zhàn)略、低碳和脫碳技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)機(jī)遇、技術(shù)合作與貿(mào)易、參與氣候變化談判策略等重大問(wèn)題的策略方案 15 套。
來(lái)源：科學(xué)技術(shù)部
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