实现碳中和的技术和前景王芳，1,48,49,JeanDamasceneHarindintwali，1,48袁智章，2,48,49王敏，3,48,49王法明，22,48李胜，22,48尹志刚，（FT）黄磊，（FT）傅宇豪，（TR）李磊，（TR）ScottX.Chang，（IF）张林娟，（IF）JörgRinklebe，（I23袁左强，24,48轻功朱，25,48向磊磊，1,48丹尼尔·C·W·曾，26徐亮，27,48蒋欣，1,48刘吉华，31魏宁，29,48马蒂亚斯·克斯特纳，（FT22）邹阳，22,48杨锡玉，（F23）沈建林，3,48彭代良，5,6,48张伟，32,48DamiàBarceló，（R33周永金，2,48白兆海，（FT30）李伯强，38,48张斌，20,48柯伟，（FT33）曹护军，（FT34）谭志亮，（FL35）赵柳斌，（FL36）何晓，（IF37）郑金星，39,48南提博兰，40刘晓红，32,48黄昌平，6,4812,13,48,Dietmann，41罗明，18,48孙楠楠，42,48龚吉瑞（JiruiGong），43龚玉烈（YulieGong），44,48费迪·布拉胡什（FerdiBrahushi），45张堂堂（TangtangZhang），46肖存德（CundeXiao），4,48,AndreasScha€ffer，14JamesM.Tiedje，15,和JingM.Chen16,通信：wangfang@issas.ac.cn(F.W.);lixianfeng@dicp.ac.cn(X.L.);jiao@xmu.edu.cn(N.J.);ygzhu@iue.ac.cn(Y.-G.Z.);hgjin@iet.cn(H.J.);tiedjej@msu.edu(J.M.T.);jing.chen@utoronto.ca(J.M.C.)收稿日期：2021年9月20日；受理时间：2021年10月27日；网上发布时间：2021年10月30日；https：//doi.org/10.1016/j.xinn.2021.100180ª2021作者。这是一篇在CCBY-NC-ND许可下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).图形抽象公开摘要-碳中和可以通过改革当前的全球发展系统来实现，以最大限度地减少温室气体排放并增加Co2捕获-利用可再生和碳中性资源的能量来生产能源和其他基于化石的替代品，可能会消除我们对化石燃料的依赖-保护天然碳汇，促进Co2的捕获、利用和封存，有利于减缓气候变化-本综述介绍了与实现碳中和相关的技术的现状、机遇、挑战和前景llwww.cell.com/the-innovation评论创新实现碳中和的技术和前景23JeanDamasceneHarindintwali，1,48袁智章，2,48,49王敏，3,48,49王法明，18,19,48李胜，4,48,49尹志刚，17,48黄磊，5,6,49傅宇豪，1,48李磊，20,48ScottX.Chang，24,48轻功朱，25,48向磊磊，1,48丹尼尔·C·W·曾，26徐亮，27,48蒋欣，1,48刘吉华，31魏宁，29,48马蒂亚斯·克斯特纳，（FT22）邹阳，22,48杨锡玉，（F23）沈建林，3,48彭代良，5,6,48张伟，32,48DamiàBarceló，33周永金，2,48白兆海，36,48李伯强，（FT31）张斌，20,48柯伟，（FT33）（作者名单接下页）自工业革命以来，全球发展一直严重依赖对自然资源的过度开发。随着化石燃料的大量使用、森林砍伐和其他形式的土地利用变化，人类活动导致大气中温室气体浓度不断增加，引起全球气候变化。为应对日益恶化的全球气候变化，到2050年实现碳中和是地球上最紧迫的任务。为此，改革当前的生产系统以减少温室气体排放并促进从大气中捕获Co2是至关重要的，也是一项重大挑战。在此，我们回顾了为实现碳（C）中和和可持续发展提供解决方案的创新技术，包括可再生能源生产、粮食系统转型、废物增值、碳汇保护和负碳制造。在这次审查中传播的丰富知识可以激励全球社会，并推动创新技术的进一步发展，以减缓气候变化和可持续地支持人类活动。关键词：碳中性；可再生能源；固碳；碳捕集与利用；减少碳足迹；减缓气候变化介绍工业化是经济扩张和城市化的引擎，随着全球人口和财富的增长，加快了不同部门的发展。1,2到2050年，世界人口预计将从2020年的78亿增加到99亿，如果考虑到生活水平的相应提高，则需要增加80%的能源和70%的粮食。3,4在过去两个世纪里，世界经济严重依赖于对自然资源的过度开发和生物圈中支持生命的生物地球化学循环和过程的改变。5当前石油资源使用和森林砍伐的繁荣是对满足日益增长的能源、粮食和其他商品需求的压力的回应。4,6这些不利于生态的做法是人为源排放增加的根本原因1中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室，中国科学院土壤研究所，南京2100082中国科学院大连化学物理研究所，大连1160233中国科学院亚热带农业研究所亚热带农业生态过程重点实验室，长沙4101254中国科学院工程热物理研究所，北京1001905可持续发展目标大数据国际研究中心，北京1000946中国科学院空天信息研究院，北京1000947达尔豪西大学、山东大学和厦门大学海洋研究与教育联合实验室，哈利法克斯，NS，B3H4R2，加拿大，青岛266237中国，和，厦门361005，中国8厦门大学海洋微生物与生态圈研究所，厦门3611019厦门大学海洋环境科学国家重点实验室、海洋与地球科学学院、福建省海洋碳汇重点实验室，厦门36100510综合植物科学学院，土壤和作物科学部，康奈尔大学，伊萨卡，纽约14853，美国11慕尼黑工业大学高级研究所，德国加兴8574812中国科学院城市环境研究所城市环境与健康重点实验室，厦门36102113中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室，北京10008514亚琛工业大学环境研究所，德国亚琛5207415美国密歇根州东兰辛密歇根州立大学植物、土壤和微生物科学系微生物生态学中心，邮编4882416加拿大安大略省多伦多大学地理与规划系，M5S3G317中国科学院福建物质结构研究所，福州35000218中国科学院华南植物园，广州51065019南方海洋科学与工程广东实验室（广州），广州51145820中国科学院煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室，太原03000121可再生资源系，艾伯塔大学，埃德蒙顿，ABT6G2E3，加拿大22中国科学院上海应用物理研究所，上海20180023土壤和地下水管理系，贝尔吉舍大学，伍珀塔尔，伍珀塔尔42285，德国24中国科学院应用生态研究所森林生态与经营重点实验室，沈阳11001625中国科学院化学研究所，北京10019026香港理工大学土木与环境工程系，中国香港27中国科学院北京纳米能源与纳米系统研究所，中国北京10140028山东大学海洋科学技术研究所，中国青岛26627329中国科学院岩土力学研究所，武汉43000030德国莱比锡UFZ亥姆霍兹环境研究中心环境生物技术部，邮编：0431831高丽大学，首尔02841，韩国（隶属关系在下一页继续）ll创新2，100180，2021年11月28日1评论创新曹护军，2,48谭志亮，3,48赵柳斌，37何晓，（FT37）郑金星，（FT38）南提博兰，40刘小红，42,48黄昌平，（FT41）萨宾·迪特曼，（FT43）罗明，（I18,48孙楠楠，（IF45）龚吉瑞，（FF46）龚玉烈，44,48费迪·布拉胡什，45张堂堂，46肖存德，43李险峰，2,48,陈文福，14焦念志，7,8,9,JohannesLehmann，（FT53）朱永官，（FT54）金红光，（I4,48,AndreasScha€ffer，（IF56）JamesM.Tiedje，15,和陈静M.16,全球温室气体（GHGs）是气候变化的主要驱动因素。2016年，能源和粮食系统占全球温室气体（主要以Co2的形式）排放量的90%以上。7预计到2050年，温室气体排放量将增加50%，这主要是由于与能源相关的Co2排放量预计将增加70%。4,8如果这些排放量继续以目前的速度上升，将使碳（C）循环脱离其动态平衡，导致气候系统发生不可逆转的变化。因此，必须通过各种社会经济和技术干预措施，共同努力减少碳排放和增加碳固存。9,10为应对日益加剧的全球温室效应，各国于2015年12月12日在巴黎签署了一项具有里程碑意义的联合国气候协议，以共同应对温室气体排放和气候变化。11未-根据2015年《巴黎协定》，所有国家都同意将升温幅度控制在2.0oC以下，并通过在2050年前实现碳中和，努力将全球升温幅度控制在1.5oC以下。12,132020年全球平均气温比工业化前高1.2oC，全球都感受到了这种变暖的影响。14根据目前的气候数据，我们迫切需要加快努力，减少大气中的温室气体浓度，以扭转全球气候变化。为了实现碳中和和可持续地支持人类活动，最重要的是减少化石燃料和食物碳排放，同时促进陆地和海洋生态系统的碳固存。15不同的国家已经制定了不同的战略路径来实现C中立。16,17但是，由于所涉及的通量的大小，将碳排放减少到净零是具有挑战性的。根据国际能源署，18如果世界要在2050年前实现碳中立，那么新原油、天然气和煤炭的开采和开发必须在2021年停止。在这方面，投资研究和采用来自无碳来源（即阳光、潮汐、风、水、波浪、雨水和地热）和生物质（即来自植物或动物的有机材料）的可再生能源是弥合净零Co2排放的言论和现实之间差距的关键。可再生资源可提供目前全球能源需求的3000多倍。19全球对可再生能源（以电力、热能和生物燃料的形式）的需求在过去十年中大幅增加，可再生能源在全球电力生产中的份额从2019年的27%增加到2020年的29%。20尽管在可再生能源使用方面取得了这一进展，但从传统能源向可再生能源过渡的步伐还不够快，世界还没有走上到2050年实现C中性和可持续发展的轨道。因此，需要做出更多努力，将能源部门转变为气候中立中心。这可以通过各种多学科研究小组的合作工作以及应用由于土木和环境工程、生物技术、纳米技术和其他领域的最新科学和技术进步而开发的综合方法来实现。除了发展可再生能源，粮食系统的管理也需要优化，以提高生产效率并减少碳排放。这可以通过开发更好的肥料生产和精准农业的新技术来实现，整合作物-牲畜生产系统。以及开发碳中性食品生产系统。鉴于世界不太可能在短期内大幅减少基于化石燃料的Co2排放，利用自然资源和过程的力量从大气中去除Co2是实现碳中性的可行途径。为了减缓气候变化，正在研究通过工业手段和陆地和海洋生态系统中的碳固存来增强碳从大气中的捕获的各种潜在策略。其中包括碳捕获和储存的生物能源；21通过在陆地或海洋中散布天然能够吸附Co2的粉碎矿物来增强岩石风化；22植树造林和重新造林；23通过生物炭、堆肥、直接生物废物掺混和保护性耕作等方式固定土壤碳；24–26通过施用铁和/或其他营养物促进光合浮游生物生长的海洋肥化；27沿海湿地恢复；以及使用化学物质直接从大气中去除Co2的直接空气捕获。28有必要评估其中每一项的实用性、成本、可接受性和有用性32中国科学院重庆绿色智能技术研究院，重庆40071433加泰罗尼亚水研究所ICRA-CERCA，赫罗纳17003，西班牙34河北省农业水资源重点实验室、河北省土壤生态重点实验室、河北省农业资源研究中心、遗传发育研究所中国科学院生物学研究所，石家庄05002135中国科学院植物资源重点实验室，中国科学院植物研究所，北京10009336中国科学院大气物理研究所，北京10002937西南大学化学化工学院化学系重庆40071538中国科学院高能物理研究所，北京10004939中国科学院等离子体物理研究所，合肥23003140西澳大利亚大学农业研究所农业与环境学院，澳大利亚克劳利600941信息学研究所（I2），华盛顿大学，圣路易斯，密苏里州63110-1010，美国42中国科学院上海高等研究院，上海20121043北京师范大学地理科学学院地表过程与资源生态重点实验室，中国北京10087544中国科学院广州能源研究所可再生能源重点实验室，中国广州51064045地拉那农业大学农业环境与生态系，阿尔巴尼亚地拉那102946中国科学院寒区旱区陆面过程与气候变化重点实验室，兰州73000047沈阳农业大学，中国沈阳11086648中国科学院大学，中国北京10004949共同第一作者通信：wangfang@issas.ac.cn(F.W.),lixianfeng@dicp.ac.cn(X.L.),jiao@xmu.edu.cn(N.J.),ygzhu@iue.ac.cn(Y.-G.Z.),hgjin@iet.cn(H.J.),tiedjej@msu.edu(J.M.T.),jing.chen@utoronto.ca(J.M.C.)收稿日期：2021年9月20日；受理时间：2021年10月27日；网上发布时间：2021年10月30日；https://doi.org/10.1016/j.xinn.2021.100180ª2021作者。这是一篇在CCBY-NC-ND许可下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).引用：WangF.，HarindintwaliJ.D.，YuanZ.等，（2021）。实现碳中和的技术和前景。创新2（4），100180。2创新2，100180，2021年11月28日www.cell.com/the-innovation评论创新图1。可再生能源生产的核心技术缓解气候变化及其对全球生态系统和人类活动影响的所谓负排放技术（NETs）。有许多审查探讨了实现碳中性的途径，重点是可再生能源。19,29陆地和海洋生态系统中的捕获和储存，22,30–35以及粮食系统的转变。36–41然而，据我们所知，没有一篇评论比较了所有可用的新技术在碳中性方面的优势和挑战，也没有强调与这些新技术在减缓气候变化方面相关的不确定性。这篇综述的重点是旨在加快我们在不同领域实现碳中和的新技术，包括可再生能源、可持续食品系统（增加土壤碳固存和减少碳排放）、维持地球最大碳储量的健康（恢复和保护海洋和森林生态系统）以及碳中和化学工业生产。这次审查中传播的信息有望激励全球科学界，并激发人们对进一步研究实现碳中性和联合国可持续发展目标的新途径的兴趣。可再生能源技术不可再生资源能源的过度消耗加剧了能源短缺、温室气体排放、气候变化和环境退化，对人类构成威胁。因此，人类的生态意识和向低碳或无碳能源的过渡现在比以往任何时候都更加令人关注。在全球范围内制定了一系列政策。42,43以解决这些问题。在清洁能源中，可再生能源，如太阳能、风能和海洋能，被认为是实现碳中性的最重要和最有效的手段。除了核能和氢能2具有资源消耗低、污染风险低的优势，被确定为保障国家能源安全和实现“碳中和”目标的战略途径外，生物能源也是重组能源供应和消费结构的关键。可再生能源核心技术（图1），以及这些技术的效果-下面讨论实现C中立性的策略。特别是，这些技术的未来发展和可行的进展也被提出。太阳能太阳能是一种取之不尽的资源。由于其清洁、可再生、无处不在的特性，太阳能可以在全球可再生能源供应中发挥重要作用。44目前，化石能源（如石油、煤炭和天然气）仍然在世界能源消费总量中占主导地位。相比之下，不产生碳排放的太阳能、水电、风能和潮汐能只占能源消耗的一小部分。为了实现碳中立，必须增加可再生能源的使用。因此，用来自阳光的可再生能源替代传统的化石燃料是非常可取的，并且对于减少Co2排放和使能源系统向碳中性脱碳是至关重要的。快速发展的光伏技术已被公认为利用太阳能的有力手段。45使用诸如硅、砷化镓（GaAs）、铜铟镓硒和碲化镉（CdTe）材料的无机半导体的常规薄膜太阳能电池已经大规模工业化，因为它们具有高的功率转换效率和显著的操作稳定性。近年来，一些新兴的太阳能电池，如有机太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、量子点太阳能电池和其他集成器件，已经成为一种很有前途的光伏技术。45–49这种新一代太阳能电池可以作为传统太阳能电池的补充，并将在许多特定领域作为替代的低成本光伏技术，以提供发电，从而有效减少Co2排放。虽然其功率转换效率已达到18%以上，但仍需进一步提高大面积太阳能电池的效率和稳定性，降低产品制造和脱碳成本。此外，太阳能电池板和光伏并网系统对于发电也是必不可少的，可能会加速我们的“碳中立竞赛”（RacetoC）。最近的研究表明，在屋顶上安装太阳能电池板可以在短期内（约10年）减少57%的温室气体排放，并在长期内（约30年）实现碳中性。50ll创新2，100180，2021年11月28日3评论创新与光伏技术不同，太阳能热技术依靠光热转换来实现碳中性操作的热量、蒸汽和电力生产。当在商业和住宅部门中采用太阳能热技术（例如聚光太阳能发电系统）来代替天然气作为能源时，已经观察到化石燃料的能量消耗和Co2排放的明显减少。51,52除了光伏和太阳能热技术，一些将太阳辐射转化为稳定的化学燃料的策略也为大规模利用和储存太阳能以实现能源脱碳提供了可行的途径。例如，在太阳能制氢方面已经做出了巨大努力，展示了一条极具吸引力的路线，即通过采用可再生太阳能或太阳能发电来电解水来生产氢燃料。53,54值得注意的是，氢燃料是一种理想的清洁能源，可以提供无碳排放，显示出减少温室气体排放的巨大潜力。最近，一种新的液态阳光概念被提出，将太阳能与捕获的Co2和水相结合，以产生绿色液体燃料，如甲醇和酒精，这可能在全球生产系统中提供Co2的产生和利用之间的生态平衡循环。55太阳能是满足能源需求的理想解决方案。低碳和无碳社会。由于运行成本低，基于太阳能技术的一系列有效措施是减少碳排放和利用Co2形成清洁能源储存的良好候选方案，从而在实现碳中和方面发挥不可替代的作用。未来几十年将需要加速发展先进的能源转换/存储技术，并大规模部署太阳能与清洁资源相结合，以促进碳中性能源系统的综合途径。风能风是由于太阳对地球表面的不均匀加热而引起的空气运动而产生的。这意味着风能可以被视为间接太阳能。56与太阳能一样，风能将在实现“碳峰和碳中性”方面发挥关键作用。地球上有丰富的风力资源，主要分布在草原、沙漠、沿海和岛屿上。57场地位置对风能的经济性、技术性和实施有重大影响。世界各国高度重视并大力支持风电发展。然而，阻碍风能利用的问题之一是风力涡轮机产生的噪声。迫切需要减少或最小化由风力涡轮机产生的噪声并进一步合理地利用风源的策略。风能生产的另一个问题是，如果风力涡轮机的位置不合适，它们可能会通过碰撞、干扰或栖息地破坏对鸟类产生不利影响。尽管地球上的风力资源很丰富，但风力资源在整个地貌上的不均匀分布对风力涡轮机产生的电能的传输提出了挑战。风在速度和方向方面的不可预测性将导致发电的相位、振幅和频率可变且不稳定，这可能使其难以并入电网，从而导致风能的浪费。安装风力涡轮机的成本目前相当高，这也阻碍了该技术的广泛采用。有必要投入更多精力探索和开发风能技术，以满足能源用户的需求。海洋能源海洋能是指海洋水体中所含的能量，既可再生又清洁。海洋能源储备在全球范围内是巨大的，足以为整个世界提供电力。通常有五种不同的能量形式：潮汐能、波浪能、海流能、热能和渗透能。潮汐能、波浪能和海流能都是机械能。几十年前，人们就开始了对海洋能的研究。不同能源形式的地理分布差异很大，利用技术也大不相同。潮汐能是包含在潮汐中的能量，包括与水位有关的势能和潮流的动能。潮汐源于海水与月球或太阳的引力相互作用。据估计，潮汐能每年约为1200太瓦时，这在所有海洋能源形式中是相对较低的58这是由于可以收集潮汐能量的位置有限。采用拦潮闸收集潮汐势能，技术相对成熟。早期的潮汐拦河坝在20世纪60年代开始运行，现在潮汐能在被开发的海洋能源中占有最大的份额（Khare等人，2019）。利用潮流发电主要依靠涡轮机，尽管其他类型的设备也在开发中。波能是水波中的动能和势能，分布广泛。它本质上来自于风，风将其部分动能传递给海洋表面的水。全球波能潜力为每年29，500太瓦时。59收集波浪能的技术不如潮汐能成熟，许多不同类型的设备正在进行小规模的商业化测试。主要装置形式有点式吸收器、衰减器、振荡水柱装置、越浪器等。除了使用电磁发电机的传统大型设备外，基于摩擦电纳米发电机网络的新技术也正在开发，以经济有效地收集波能。60海流能量蕴藏于全球海水大循环之中。它是水流中的动能。这种能源的供应是稳定的，波动很小。它可以使用涡轮机提取。该装置需要部署在深海和远离海岸的地方。因此，在利用这种类型的能量方面投入的精力较少。热能来源于太阳的辐射，它加热了海水的上层，使其温度不同于深海中的水。这种温差可用于主要基于热循环的发电。由于提高效率所需的高温差异，这种形式的能量主要分布在热带地区。这种能源的潜力估计为每年44，000太瓦时。61这种形式的能源的利用仍处于大学和研究机构的研究阶段。渗透能，又称盐度梯度能，是存在于不同盐浓度水体之间的能量。海水盐度在全球范围内是不均匀的；例如，在淡水与盐水相遇的河口形成盐度梯度。这种能量的利用依赖于在海水中坚固耐用的高性能膜。目前正在试验两种主要技术：压力延缓渗透和逆电渗析。59渗透能仍然是一种概念性的能源，还没有准备好商业化。海洋能源储备在全球范围内是巨大的，足以为整个世界提供电力。获取潮汐能和波浪能的技术即将商业化。收集海流能、热能和渗透能的技术仍处于早期发展阶段。开发海洋能源的主要挑战在于经济成本竞争力和恶劣海洋环境下的技术可靠性。通过克服这些挑战，海洋能将为世界提供丰富的清洁能源。生物能源生物质是一种源于植物的可再生能源。生物质最重要的来源是农业和林业残余物、城市固体废物中的生物物质、动物废物、人类污水和工业废物。生物质占全球年能源消耗的13%-14%。62各种工艺用于将生物质转化为能量，包括以下工艺。生物质的热化学转化包括气化、热解和燃烧。燃烧产生大约90%的来自生物质的可再生能源。63热解可以转化生物质。在无氧条件下，在400oC–1，000oC左右的温度下热分解成固体、液体或气体产物，产生酸、酯和醇等成分。64气化转化4创新2，100180，2021年11月28日www.cell.com/the-innovation评论创新通过使空气、氧气或蒸气在超过500o℃，优选超过700o℃的温度下反应，含碳材料转化为可燃或合成气体，产生气体如H2、Co和CH4。64,65化学转化通过酯化或/和酯交换将植物油和动物脂肪转化为脂肪酸酯来生产生物柴油。由于原料由甘油三酯组成，而甘油三酯不是可用的燃料，因此酯交换过程是必要的。在甲醇或乙醇的存在下，分别使用主要为碱性的催化剂将甘油三酯转化为甲酯或乙酯（生物柴油）。菜籽油（占80%-85%）和葵花籽油（占10%-15%）是用于生物柴油生产的主要植物油。63生物化学转化使用微生物和酶作为催化剂将生物质转化为液体燃料（例如，醇和烷烃）、天然气（例如，氢和甲烷）、不同类型的生物产物（例如，类胡萝卜素、ω-3和ω-6脂肪酸）以及其它化学构件（例如乙酸和乳酸）。66最常见的生物转化是发酵和厌氧消化。用于生物转化的最常见的生物质原料是木质纤维素生物质，例如农业和林业残余物。木质纤维素生物质是世界上最丰富和最广泛的可再生资源，主要由三种异质生物聚合物组成，即纤维素、半纤维素和木质素。纤维素生物乙醇生产涉及三个主要步骤：（1）预处理，（2）酶水解和（3）发酵。预处理使用物理、化学或物理化学方法来提高酶对生物质的可及性。酶水解将纤维素和半纤维素分解成单糖，如葡萄糖、木糖和甘露糖。通过酿酒酵母（Saccharomycescerevisiae）将生物质衍生的糖转化为乙醇已经得到了最多的研究和开发努力。另一种生产丁醇的方法是通过发酵，特别是通过主要由梭菌属菌株进行的丙酮/丁醇/乙醇方法。67厌氧消化包括水解、产酸、产乙酸和产甲烷。这些反应将生物质中的大分子分解成更简单的分子，并在厌氧环境中产生沼气。厌氧消化的优点之一在于沼气可直接用于点燃燃气发动机和燃气涡轮机。尽管存在丰富的生物质资源，但仍有需求利用生物物质生产能源的工作，主要需要努力提高生产率和降低成本，以进一步扩大这种可再生能源在能源消费总量中的份额。68需要解决的一些问题是通过各种转化过程将生物质运输到生物能源生产地点的高成本以及生物能源原料生产的可持续性。H2能量在过去的两百年里，氢一直是工业应用的必需品。自1975年以来，对氢气的需求（目前每年>80Mt）增长了三倍多，并且还在继续增长。到目前为止，氢2几乎完全由化石燃料生产，消耗约6%的全球天然气和2%的全球煤炭，导致每年排放约830Mt的Co2。69最近，氢能引起了人们的极大兴趣，因为它可以用来建立一个类似于电网的完全可再生能源系统，提供能源系统转型和能源终端使用脱碳所需的部门整合。70在不久的将来，使用可再生能源生产氢气在技术和经济上都具有很大的可行性。可再生能源成本的降低和可变可再生能源市场份额的增加，给廉价电解水的发展设置了巨大的障碍。71随着人工智能的快速发展，部署和边做边学有望降低电解槽成本和供应链物流。电解法制氢2后，需要开发安全、低成本的氢气储存和运输技术。氢可以以气态、液态和固态储存。72,73到目前为止，这些技术都不成熟，无法建立氢经济。此外，氢气为长期能源储存提供了最低成本的选择-年龄，如跨季节；然而，以低成本和高安全性储存大量氢气的能力仍然是一个挑战。在大型盐穴中的地下氢2储存和通过现有的和重新修复的天然气管道的氢运输可以以低成本获得，以支持长期的能量储存和部门耦合。但装备标准需要调整，也受到地理条件的限制。74,75氢燃料电池技术发展迅速，已经做好了商业化的准备，我们现在可以看到氢动力乘用车（如Mirai、Clarity和Nexo）以及重型车辆、火车和船舶的商业销售。现在的主要问题是降低成本，同时保持可接受的耐用性和效率水平。76其他更注重处理用氢生产的能源密集型商品的机会——合成有机材料/制药、钢铁制造、建筑/船用燃料或生产氨/甲醇的原料等——似乎是主要市场。我们现在需要开发规模化技术，提高能源使用/转换效率，优化H2产业结构升级，降低成本，使H2能源得到广泛应用。需要长期致力于对新战略/技术和基础设施的基本理解和开发。核能核能是清洁能源的主要贡献者，占全球低碳发电的40%，全球每年减少约1.7GtCo2排放。因此，核能是保障国家能源安全、实现C中性的战略途径。核能主要通过核裂变产生，而核聚变技术则处于研发阶段。然而，由于几个原因，核裂变能量的未来发展是高度不确定的：成本上升、放射性乏燃料处理的挑战、工厂安全和核武器扩散的风险。因此，提出了第四代反应堆核裂变系统77基于以下考虑：安全性、可靠性、物理保护、成本效益、可持续性和防扩散。此外，第四代反应堆系统是可持续和低碳能源组合的关键支柱，可支持电力和非电力能源部门的环境管理。78熔盐反应堆（MSR）因其核安全性和可持续性而被纳入第四代国际论坛的框架。792011年，中国科学院启动了“钍熔盐堆核能系统”项目，以实现20–30年的钍能有效利用和核能综合利用。MSR的小型模块化设计可以降低大型商用MSR的研发挑战和难度，同时提高其经济效益和安全性。近期可部署的MSR将具有与进化反应堆设计相当或更好的安全性能。此外，MSR采用高温熔盐作为冷却剂，可与聚光太阳能电站的熔盐储能系统相结合，实现各种区域和大容量储热系统。在这种情况下，MSR起到了基荷能源的作用，可以为不稳定、间歇性的可再生能源提供调节和补充。即使在长期恶劣天气条件下，也能确保可靠的能源供应。出口温度高于的MSR700oC也可应用于高温电解氢产品。80简而言之，推进MSR研究将在向可持续清洁能源过渡和加速全球努力实现C中性方面发挥重要作用。核聚变是为太阳提供能量的主要反应，是除原子裂变外的另一种核能类型。核聚变不会产生长寿命的放射性废物。不存在裂变反应堆可能发生的熔毁风险，因为当干扰发生时，聚变反应堆会在几秒钟内关闭。因此，聚变能被认为是21世纪的最佳能源，这将有利于我们努力实现碳中性。托卡马克（Tokamak）是一种利用磁场限制等离子体的设备，是世界上研究最广泛的聚变发电配置，被认为是未来聚变发电厂最合适的解决方案。ll创新2，100180，2021年11月28日5评论创新实现稳态运行。国际热核聚变实验堆（ITER）是中国、欧盟、日本、韩国、俄罗斯、美国和印度等7个国家在总结中小型托卡马克经验的基础上，合作建造的世界上最大的托卡马克。国际热核聚变实验堆（ITER）的目标是演示可持续的氘-氚等离子体形成，以产生持续时间为300–500秒的500MW聚变功率（Q=10）。81根据聚变能源发展路线图，建设示范电站（DEMO）将是建设聚变电站前的最后一步。中国，82欧盟，83还有日本84开展了DEMO研究，并于2021年完成了中国聚变工程试验堆的工程设计。地热能地热能是蕴藏在地球内部的非碳基热能，具有稳定性、连续性、高容量等优点。85将在未来能源结构中发挥重要作用，提供稳定、持续的基础负荷。地热发电作为地热能的主要利用形式，是利用天然地热蒸汽（或地热流体加热的低沸点工质蒸汽）驱动汽轮机发电。目前，地热能发电技术主要包括干蒸汽发电、闪蒸发电和二元发电系统。86地热能的直接利用以热能的形式出现，通常适用于中低温地热资源。目前，地热直接利用技术主要包括地源热泵、地热供暖、地热制冷、地热温室和地热干燥等。87作为地热利用率较高的国家，2020年冰岛地热能源为该国提供了62%的能源产量，帮助其实现未来零碳排放国家的目标。882021年，美国能源部（DOE）地热能源研究前沿观测站（FrontierObservatoryforResearchinGeothermalEnergy）选择了17个项目，为尖端、国内和无碳增强型地热项目提供高达4600万美元的资金。89土耳其是地热能源发展最快的国家之一，截至2020年，其地热发电能力为1，549兆瓦。882020年，全球地热利用实现年Co2减排量约3亿吨，我国实现年Co2减排量约1亿吨。浅层和深层地热供暖的建筑面积接近14亿平方米2，为建筑减碳做出了巨大贡献。地热能在北方地区清洁取暖中发挥着重要作用，一批重大项目不断涌现。例如，“雄县模式”北京城市副中心、北京大兴国际机场等。能量储存大多数可再生能源生产的电力是随机和间歇性的，这阻碍了可再生能源的广泛应用。90因此，发展储能技术是提高可再生能源电力输出可靠性和稳定性的关键。91储能技术可分为机械储能、电磁储能、电化学储能和相变储能。机械储能技术，如抽水蓄能92–94和压缩空气能量存储，95–97是目前电能存储的主流技术。虽然抽水蓄能是最成熟的大规模储能技术，但其使用受到场地可用性和初始投资大的限制。压缩空气储能被认为是成本最低的储能技术，但依赖于自然形成的洞穴的可用性，以降低整体项目成本。电化学储能技术由于其高效率和灵活的设计而成为最有前途的电能存储应用之一。基于市场前景，代表性的电化学储能技术之一的电池技术可分为两种类型：（1）用于便携式电子设备和电动汽车的碱性（锂、钠、钾）基电池，或先进的铅-C电池；（2）用于可再生能源集成、微电网、和电网调峰。锂离子电池由于其在能量密度和功率密度方面的良好电化学性能，以及在系统设计和制造方面的进步，已经在我们的日常生活中占据了主导地位。98,99由于锂的供应有限，它们的前期成本对于固定应用来说仍然是一个巨大的挑战。因此，钠离子电池因其经济可行性而成为一种有前途的替代品。由于Na/Na+较高的氧化还原电位和较大的离子半径（与Li/Li+相比），钠离子电池目前存在能量密度低和循环稳定性差的问题。与锂或钠离子电池相比，固态锂电池具有高能量密度和安全性提高的优势，使其在下一代储能应用中非常有前景。然而，它们的应用面临着许多需要解决的问题，例如固体电解质和电极之间的大界面电阻以及有限的功率密度。此外，上述电池类型仍然迫切需要显著提高安全性和可靠性的革命性技术。100,101因此，能够赋予碱金属电池高安全性、高能量密度和长生命周期的创新材料设计和控制策略的开发可以进一步加速这些储能技术的进步。相比之下，液流电池非常适合大规模储能应用。因为它们具有高安全性、高效率和灵活性。102由中国科学院大连化学物理研究所牵头研发的钒液流电池是目前最成熟的技术之一，目前处于商业化示范阶段。103目前，全球最大的钒液流电池项目（200MW/800MWh）正在辽宁大连建设。104,105与钒基液流电池不同，锌基液流电池因其低成本、高能量密度等优点，在分布式储能领域备受关注。一些锌基液流电池目前正处于示范阶段。然而，要实现其商业化和产业化，需要克服锌枝晶/堆积、有限的面积容量和可靠性等问题。除了钒液流电池和锌基液流电池外，人们对新型液流电池系统越来越感兴趣，特别是对新型有机或无机氧化还原对的研究已经出现。106–108尽管已经发表了许多研究论文，并展示了储能应用的前景，但这些流动电池目前还处于开发的早期阶段。不同的储能技术具有不同的可靠性、成本、效率效率、规模和安全。这些技术相互补充，其应用依赖于许多方面，如储能时间、场地要求和环境问题。与可再生能源相结合，储能技术的发展将有助于减少Co2排放和实现碳中性。加强全球生态系统碳汇的技术全球生态系统有助于释放和捕获Co2、甲烷（CH4）和一氧化二氮（N2O）（见图2），并影响大气温室气体组成和气候。在过去50年中，陆地生态系统消除了约三分之一的人为温室气体排放。109在为日益增长的富裕人口生产高质量和大量粮食的过程中，全球粮食系统是重要的温室气体源，占全球人为温室气体排放量的三分之一以上，其中71%来自农业作物-畜牧业生产系统和土地利用变化活动。110森林生态系统是全球最重要的碳汇之一，吸收了45%的人为温室气体排放。11185%-90%的陆地生物量产生于森林生态系统。海洋覆盖了地球表面的70%以上，在从大气中捕获Co2方面发挥着重要作用。目前，人类活动每年排放的Co2中有22.7%被封存在海洋生态系统中。112为防止全球气候变化造成不可逆转的恶化，生物圈必须以更低的温室气体排放增加生物质生产和食物供应，从大气中去除Co2并将其作为有机物储存6创新2，100180，2021年11月28日www.cell.com/the-innovation评论创新见图2。全球温室气体流入概述（GTCo2-EQ年-1），以及促进全球生态系统温室气体减排和吸收的战略生物圈中的碳，有助于碳中性。在这个意义上，我们强调优化作物-畜牧生产系统，通过土壤固碳促进森林生态系统健康，以及利用土壤和海洋生态系统作为天然碳汇。这些可以为陆地和海洋生态系统中碳的减少和固定提供突破性技术（见图2），并将在以下小节中进一步讨论。农业食品生产系统的碳减排在过去20年中，农业粮食生产系统的温室气体排放量增加了约三分之一。排放主要是由于作物和动物产量的增加，113使用4.2GTCo2-EQ年份-1来自肠内发酵、粪肥和牧场管理，以及牲畜生产中的燃料使用，3.6GtCo2-当量年-1来自合成氮肥施用和人类和动物食品的作物生产，以及3.3GtCo2-EQ年-1来自作物-畜牧生产系统的土地使用变化。114鉴于在粮食生产系统中大规模实施碳捕获和储存技术的不确定性，113需要有替代技术或办法来减少农业生产系统的很大一部分温室气体排放量。例如，我们需要改变饮食习惯，少吃动物性食物，多吃植物性食物。如何说服人们大规模改变饮食习惯是一个社会学和行为学问题，本文不作讨论。作物生产管理。农田中肥料和水的优化使用可以大大减少作物生产系统中的温室气体排放。115需要开发新的合成氮肥类型，如缓释和控释氮肥，以及含有脲酶和硝化抑制剂的氮肥，以提高氮肥利用率。116更好的种植制度、施肥和灌溉实践，以及使用先进的数字农业技术，如多传感器无人机技术，使农民能够更有效、更精确地管理作物、土壤、施肥和灌溉，可以减少氮肥投入和N2O排放。117,118例如，间歇灌溉可以显著减少稻田CH4的产生，增加CH4的氧化，因此可以作为减少稻田CH4排放的重要选择。119,120培育氮高效作物品种可以降低氮肥施用量，减少氮氧化物排放。利用转基因和基因编辑技术，在现代水稻品种中引入增殖细胞因子结构域蛋白，如OsTCP19-H，已被证明可以提高NUE。66基于多传感器无人机技术进行植物表型分析，可以评估不同施氮量下的氮素利用效率，从而选择氮素利用效率高的优良基因型。100此外，开发甲烷生成抑制剂或在稻田中添加生物炭具有减少CH4排放的巨大技术潜力。121,122其他选择包括使用微生物帮助作物固氮，从而节省氮肥并减少氮肥工业的足迹。111ll创新2，100180，2021年11月28日7评论创新动物生产管理。控制肠道发酵是减少反刍家畜生产系统中CH4排放的关键策略之一。甲烷是肠内发酵过程中氢气的自然副产物，由产甲烷古菌释放。通过抑制H2代谢产甲烷，可以开发甲烷抑制剂。123这类抑制剂包括替代电子汇、植物化合物、离子载体抗生素和油。124–126其中，3-硝基氧丙醇是最新开发的具有良好应用前景的产甲烷抑制剂。127它已经被证明可以减少反刍动物的甲烷排放量高达40%。128,129疫苗接种通过诱导宿主免疫系统产生能够抑制产甲烷菌的抗体，具有减少CH4排放的潜力，并且对基于牧场的系统特别有益。130鉴于以草料为食的反刍动物占全球反刍动物甲烷排放量的70%，131培育新的高度可消化的牧草品种，增加非纤维碳水化合物和较少的木质化纤维，以及高浓度的植物次生代谢物，如单宁、皂苷和精油，是值得的。粪肥管理做法可以大大减少间接温室气体通过优化牧场管理、产生农场能源和生产具有低排放系数的有机肥料来排放。132开发跨越整个粪肥管理链的技术，如先进的容器内堆肥以减少碳和氮的损失，以及反渗透以浓缩和回收液体粪肥中的氮用于长途运输，可以最大限度地发挥粪肥中碳和氮再循环的潜力。使用粪肥生产昆虫或真菌蛋白是另一种增值技术，可以取代动物饲料中的大豆和鱼蛋白，并减少与饲料生产相关的温室气体排放。133动物育种技术是从基因上选择具有较低温室气体排放强度的高生产力动物，134从而减少生产相同数量食物所需的动物数量。鸟枪法宏基因组学提供了一个平台来鉴定瘤胃微生物群落和与CH4排放相关的遗传标记，从而可以选择CH4排放较少的牛。135–137其他高科技包括使用克隆家畜和通过控制目标基因来操纵性状，从而提高生产力。农业食品生产的革命性技术。生物技术、自动控制技术和人工智能的发展使得在工厂环境中生产蔬菜、水果和肉类成为可能。以植物为基础的肉类和以细胞为基础的肉类可以从非动物来源人工生产。豆豉和豆腐是传统的植物性肉类。新的植物性肉类包括从植物或真菌中提取的蛋白质，然后配制和加工成肉类替代品。39创新技术，如剪切细胞和3D打印，被用来改善植物肉的味道和质地。基于细胞的肉是通过干细胞和大规模细胞培养技术的发展而生产的，因此具有与真肉相似的味道和质地。138然而，细胞肉商业化的障碍仍然存在，如如何扩大规模、监管审批和高生产成本。近年来取得了重大进展，有迹象表明很快就会实现商业化。39其他新颖的生物技术策略包括代谢工程，使微生物能够利用Co2、CH4和其他C1原料来生产富含必需氨基酸的微生物蛋白质。139,140这些蛋白质可用作动物蛋白质的替代品。当前生物技术的进步为生产真菌、藻类、酵母和细菌细胞生物质形式的富含蛋白质的饲料或食品添加剂提供了强大的平台。141然而，提高公众意识和获得微生物蛋白作为饲料或食品添加剂的监管批准仍然是重大挑战，需要立即采取行动，以改善低碳排放的可持续食品供应。植物工厂是一种室内垂直农业系统，可以全年连续生产食物，而不受季节变化和天气条件的影响。所有环境参数，如光照水平、温度、湿度和空气成分，都在一个封闭系统中进行智能控制。几个试点工厂证明了需要农业用地的大规模生产的可行性。142工厂已经建成。蔬菜、水果和药用植物的商业化生产。与传统系统相比，这种系统可以在不改变土地使用变化的情况下实现极高的生产率和低温室气体排放。143,144如果使用可再生能源来运行植物工厂，则可以通过运行的高回报率快速回收高初始投资，并且可以最大限度地减少运行对环境的影响。陆地生态系统碳汇陆地生态系统是地球上至关重要的碳汇。全球森林净碳汇估计为10.7GtCo2-EQ年-1，112主要分布于温带地区。145草原覆盖了约26%的地球上的无冰陆地储存了约34%的全球陆地碳。146这些草地的土壤储存了约343GtC，比森林土壤中储存的量多约50%，并作为约1.83GtCo2-EQ的汇。年份-1。尽管C库存规模很大，但每年的C投入率和周转率时间具有相当大的不确定性。147农田土壤是一个重要碳库，每年可向土壤碳库提供约3.30GtCO2-EQ-1，148虽然农业粮食生产与温室气体排放有关-锡安斯。149陆地生态系统可以通过恢复植被和添加有机土壤改良剂来增加碳的固定。150–152除了这些陆地生态系统，内陆水域也向大气排放Co2，称为Co2逃逸。据估计，全球内陆水域二氧化碳2逃避率超过7.70Gt二氧化碳2当量年-1。153此外，一个子-通过光合作用隔离的大量陆生C和化学风化沿着内陆水域连续体从陆地生态系统横向输送到海洋。先前的研究表明，人为扰动增加了碳的通量。154自前工业化时代以来，通过高达3.67GtCo2-EQ年-1排放到内陆水域，其中超过40%的额外碳通过Co2逃逸返回大气，50%被封存在沉积物中，只有10%留在开阔的海洋中。驱动陆地碳汇的因素。温度、降水和太阳辐射是影响植物光合作用进而影响陆地生态系统碳汇大小的三个关键气候因子。155由于气候变化和人为干扰的影响，自然生态系统中的土壤碳大量流失。156,157适宜的气候（尤其是高降水量）与高生物量和物种多样性直接相关，可以促进土壤有机碳（SOC）储量，从而抵消适宜气候对SOC的负面影响。158,159然而，在灌木林和森林中，土壤有机碳储量与有利的气候条件（如高温和降水）始终呈负相关，而在草地中则不是这样。160其他因素，如大气Co2浓度和生长季节，也影响陆地生态系统对Co2的吸收。161人为干扰（如氮沉积、磷肥、农药、162道路密度、放牧、火灾）极大地改变了不同生物群落的生态系统功能和服务，从而影响陆地生态系统的碳汇强度。163陆生植物的生长受到土壤氮磷有效性的广泛限制。因此，向土壤中添加这些养分可以提高植物产量和生态系统的固碳能力。164,165然而，生态系统C存储依赖于生产和分解之间的平衡。166如果分解的刺激作用大于施肥引起的产量，那么生态系统最终将出现碳的净损失。167营养限制的程度是由环境条件、植物特性的变异性和自养生物潜在的生理生化机制决定的。168草地是最大的陆地生态系统之一，放牧是全球草地的主要土地利用方式。169放牧通过家畜的采食、践踏和排泄，引起植被丰度和群落组成的变化，影响生态系统固定碳的能力。然而，放牧也调节一系列碳释放过程：与生物量损失有关的植物呼吸和与土壤环境变化有关的微生物碳矿化。最终，这些共同影响了C接收器的功能。170近年来，过度放牧已成为草地退化的主要原因之一。全世界很高比例的牧场8创新2，100180，2021年11月28日www.cell.com/the-innovation评论创新由于过度使用土地，这些草原支持的牲畜数量下降，因此，在这些草原支持的社区中产生了经济和社会问题。171这些都将对生态系统碳循环产生深远的影响，值得关注。加强碳汇的技术。陆地上基于自然的蚊帐依赖于通过干预措施实现的生物量碳固存，如重新造林和植树造林、可持续森林管理、通过增加土壤投入实现的土壤碳固存以及生物炭添加。22,172,173最近的一项研究表明，由于森林覆盖率的增加，全球Co2排放量显著减少，从平均4.3（1991年至2000年）减少到2.9（2016年至2020年）GTCo2-EQ年-1。在此期间，森林土地是全球的碳汇，但其强度正在下降，这可能是由于被移除的林地抵消了森林净转换（即毁林）的碳排放。174因此，保持森林面积是增强陆地生态系统碳汇的基础。自20世纪70年代末以来，中国实施了六大生态修复工程。覆盖了中国44.8%的森林和23.2%的草原。175,176在2001-2010年期间，项目区的年总碳汇为132TGC年-1，其中一半以上归因于这些项目的实施。对象。176此外，对于森林生态系统的固碳量，优化森林经营策略，如选择合适的树种、轮伐期和施肥制度等，是提高森林固碳量的有效途径。177–179将林分调整为更复杂的垂直结构将导致森林中更快的生长和更大的碳固定，因为多层林冠将占据一系列光环境，从而导致高的光获取和光利用效率。180,181由于阔叶林的土壤有机碳储量显著高于针叶林，造林时应采用混交造林，并根据树种的耐荫性和演替特点进行树种配置。182施肥，通常是氮或磷，可以缓解植物的养分限制，并允许它们在茎和土壤中吸收更多的碳。例如，在富含氮的热带森林中，过量的氮沉降可以显著增加土壤C。183推广可持续放牧管理做法，包括适当的放牧率、引入有益的牧草品种、在放牧之间留出足够的休息时间用于植物恢复、牲畜轮作以及在畜牧生产系统中采用林草，可以帮助减少牧场/牧场的温室气体排放并增加碳汇。147例如，当农林系统，如林草，在合适的地点施用时，碳被封存在土壤和树木生物量中，这可以通过扩大汲取水和土壤养分的生态位来促进碳的吸收，延长生长季节，并在固氮物种作为系统的一部分时提高土壤肥力。184在农业土壤中使用有机肥料和作物残体可以增强碳的固存，需要开发新技术来提高碳的固存效率，例如，通过反复改变类似于稻田的氧化还原条件185以及促进微生物多样性。152以及丰富的SOC，为“微生物C泵”提供动力，并改善土壤中微生物尸体的储存。185,186当将作物残留物留在（贫瘠的）农业土壤中时，这可能需要额外的施肥措施。由于生物炭中所含碳的稳定性（在千年时间尺度上），生物炭改良剂也是增加SOC储量的有效方法。187,188为减少土壤无机碳的流失，还应避免森林和草地因大气氮沉降和农田过量施用氮肥而导致的土壤酸化。189,190建议将粉碎的富含钙和镁的硅酸盐岩石应用于土壤，以大规模去除Co2。191这项技术被称为增强岩石风化，它增加了土壤的碱度，因此大气中的Co2可以转化为溶解的无机碳，最终通过地表径流输送到海洋中，在那里储存的碳具有很长的寿命。泥炭地占世界湿地的60%，在碳循环中起着至关重要的作用。应提高地下水位，避免排干泥炭地，以保护泥炭地中储存的重要碳。192海洋生态系统碳汇海洋中储存的碳总量约为大气中碳总量的44倍，储存的碳平均停留时间为几百年。112,193,194在这些海洋生态系统中固定和储存的大气碳被称为蓝色碳。195,196海洋碳汇和海岸蓝碳。几个物理和生物过程决定了海洋碳汇的大小。当空气与上层海洋混合并溶解到上层海洋中时，“溶解C泵”去除大气中的Co2。“生物C泵”是海洋微生物通过光合作用吸收大气中的Co2，193并作为下沉的生物颗粒或溶解的有机物质被输送到深海，导致C在深海中的长期隔离。197然而，大多数出口材料的命运是再矿化为Co2。197在这一过程中，一部分固定碳没有被矿化，而是以难分解溶解有机物的形式储存了数千年。197提出微生物在这一过程中起着至关重要的作用，并将其描述为微生物C泵。微生物C泵通过产生寿命>100年的难降解溶解有机C来螯合C198并被认为是一个巨大的C水库背后看不见的手。199微生物C泵的估计大小世界海洋为0.2TGC年-1，一些模型表明气候变化将增强微生物碳泵的碳封存。198SCI-对海洋可溶性C泵、生物C泵和微生物C泵的科学认识，为陆地和海洋之间C循环的研究和潜在的可持续管理提供了实际和一致的基础。尽管2009年提出的蓝色碳的最初概念是指海洋生态系统捕获的碳，包括沿海和开放生态系统，200蓝色C的实际研究和开发主要涉及沿海湿地，如红树林、海草和盐沼。201,202这些海岸生态系统在光合作用隔离大气Co2方面具有很高的生产力，203不同比例的碳被埋在潮汐淹没的低氧和缺氧沉积物中，从而在很大程度上阻止了碳返回大气。204在全球范围内，潮汐沼泽和红树林每年捕获196.72TGCo2，这是沉积在海底的有机碳的30%。205据估计，海草生态系统累积176–411TGCo2-EQ年-1。203储存在这些沿海地区的碳由于海洋生态系统的蓝碳可以保存数千年，加上海平面上升导致的土壤和沉积物有机碳的持续增长，海洋生态系统的固碳效率远高于陆地生态系统。205,206蓝碳管理实践。这些海洋生态系统的可持续管理、保护和恢复对于支持提供碳固存和人类所依赖的其他生态系统服务至关重要。207增加蓝色碳的一种可能方法是通过减少陆地上化学肥料的施用来促进海洋生态系统中微生物碳的固存（见图2），最初由Jiao等人提出。208这表明需要采取陆海一体化战略，实现碳储存和可持续发展。除了阻止未经处理的污水流入河流外，减少农业中的化学肥料可以最大限度地减少流入海洋生态系统的人为营养物，从而减少用于降解和呼吸的溶解有机碳的移动。209这一过程可能会减少河流和海洋中的富营养化和赤潮，并通过微生物碳泵增加深海碳封存。由于沿海生态系统在储存大量提供其他生态功能、政策保护和恢复需要加强沿海和开放水域的生态系统。201,205,210防止这些生态系统转变为其他土地用途和恢复退化的沿海湿地可以增加碳的固存。211,212最近的模拟表明，到2030年，全球沿海湿地的保护和恢复可以提供一半的森林土壤碳迁移潜力。211虽然珊瑚钙化伴随着Co2释放到大气中，但珊瑚礁作为海洋碳汇的重要性不容忽视。213因为它们迅速将无机C转化为碳酸盐矿物，主要是碳酸钙（CaCO3）堆积物。珊瑚礁需要得到保护和恢复，以提高其适应气候变化的能力。ll创新2，100180，2021年11月28日9评论创新2还需要在影响海洋和沿海生态系统的所有行业，包括海产养殖和旅游业，实施可持续做法。例如，海水养殖对海洋负碳排放的发展潜力巨大。然而，双壳类和海藻养殖的碳螯合过程是复杂的，其科学原理和过程正在逐渐被认识和解决。214在海水养殖中，需要通过拓展养殖空间和提高单位产量、可持续发展海水养殖、多营养复合养殖、海洋牧场蓝C工程、人工海水上升流等技术途径和政策措施来实现C封存。214简而言之，海洋生态系统，包括沿海湿地和开放水域，被认为是地球上最大的碳汇。产生蓝色碳的沿海生态系统也是将碳埋入沉积物的最有效的自然生态系统之一。改善这些海洋生态系统的碳固存或碳负排放能力是实现碳中和的基本机会。保护和恢复海洋生态系统是提高固碳能力的第一步，也是最快的途径。还需要采取生态工程做法和方法，如陆地-海洋碳固存综合战略、可持续海产养殖和海洋人工上升流，以增加海洋生态系统中的碳固存。海洋负碳排放的理论基础、实验情景和最终技术可行性计划需要进一步深入研究，以增加海洋碳储量。公众和政府对进一步蓝色C研究的支持可能会为可持续海洋生态系统管理和创新的气候变化减缓技术带来生态解决方案。解决全球废物的碳足迹问题作为碳中性工具的零废物生物炭。在食品、城市和工业系统大规模扩张的推动下，全球每年产生数十亿吨固体废物。据估计，到2050年，世界每年产生的废物量将从2016年的20.1亿吨增加到34亿吨。215尽管高收入国家的人口只占世界人口的16%，但其产生的垃圾却占世界垃圾总量的34%。根据美国环境保护署（USEnvironmentalProtectionAgency）的数据，固体废物填埋场是美国第三大CH4排放源，其CH4排放量相当于2019年近2160万辆乘用车全年的排放量或近1200万户家庭能源使用的年Co2排放量。216最常见的废物处理方式是露天焚烧废物，这会促进温室气体、致癌化合物和其他有毒物质的排放，从而对环境和人类健康造成长期威胁。217解决这些与垃圾填埋和露天垃圾焚烧相关的问题远比建立和运行安全的废物管理系统昂贵得多。因此，必须寻找和开发替代方法来处理不断增加的固体废物。理想的情况是，这种替代品应具有成本效益，以生态友好的过程为基础，有助于减缓气候变化，促进可持续发展，并带来经济和生态效益。通过这种方式，固体废物热化学转化为生物炭，除了减缓气候变化和碳封存外，还可以为循环经济带来多功能效益。生物炭是一个相当新的术语，但却是一种古老的工具，它是一种多孔固体材料，通过在限氧或无氧条件下在高温（300oC–900oC）下处理原料而产生。218,219热-可以通过各种方法将原料化学分解为生物炭，包括热解、水热碳化、烘焙、气化和传统碳化。220在这些方法中，热解被广泛用于生产生物炭，因为它保留了三分之一的原料作为持久的生物炭产品，同时还产生生物油和不凝气体。221过多的有机资源，如作物残茬，222森林剩余物、牲畜粪便、食品废物、工业生物废物、城市生物废物和动物尸体是可用于生产不同用途的生物炭的原料。223,224一些研究人员通过研究废塑料热解产生炭已经取得了很大进展，225,226而其他人已经研究了有机材料和塑料。227从化石燃料衍生材料中生产的炭既不构成从大气中提取二氧化碳的方法，也不能作为土壤改良剂（因此不称为生物炭），但可用作建筑材料。有趣的是，生物炭可以在许多不同的规模上生产，从大型工业到小型家庭规模，也可以在农田上生产。228因此，从广泛分布的废物中生产生物（炭）在实现碳中性的竞赛中具有社会经济和环境意义。以可持续的方式生产具有多种功能的生物炭的可能性使生物炭产业成为一个可行的中心，为所有人和环境创造一个更加可持续和繁荣的未来。218可持续发展的生物炭。除了清除废物，生物炭还在实现循环经济和可持续发展的各种人类活动中发挥着关键作用（见图3).由于可能产生高度带电的表面和多个官能团或疏水表面，生物炭正在成为一种有效且安全的天然吸附剂，可以捕获Co229并除去各种有机污染物。152（例如，抗生素、芳香染料、农用化学品、多氯联苯和多环芳烃）和无机污染物（例如，磷酸盐、氨、硫化物和重金属）。137,230–232作为一种土壤改良剂，它可以通过改善土壤的物理、化学和生物性质来提高植物生产力和光合作用速率。233从而有助于陆地生态系统的碳固存和减缓气候变化。234将生物炭添加到农业土壤中改善了土壤水分有效性、持水能力和养分有效性，235–237增加土壤微生物生物量和活性，238减少结壳和土壤侵蚀的风险，239增强的抗菌活性，240降低土壤中环境污染物的迁移性和毒性。241,242通过补充养分和微生物，生物炭可以用作农业投入的载体材料，从而提高土壤中接种微生物的养分利用效率、生存能力和活性。243生物炭还可以作为植物生长的营养来源，抑制土壤传播的、基于病原的疾病，从而改变农业环境。242,244此外，生物炭还可以减少土壤中生物质降解过程中CH4、N2O等大气污染物的排放，主要是通过其表面吸附游离的C、N化合物，改变系统的性质。245例如，使用生物炭作为土壤改良剂可以减少39.5%的土壤CH4排放，246土壤N2O排放增加30.92%。247此外，生物炭已被证明在堆肥过程中减少温室气体（CH4、N2O和Co2）的排放，其应用被高度推荐用于优化堆肥过程和保存C、N和其他堆肥矿物。187,248因此，将农业废弃物转化为生物炭以改善土壤健康被认为是储存土壤养分和减少温室气体排放的一种很有前途的策略。249由于其可控和可定制的导电性和固有的功能团，生物炭可以很容易地设计为具有光子，电子，声学和生物/氧化还原相互作用与其他反应物质，使其成为一个可行的替代方案，以取代不可持续的固体碳基催化剂。250–254此外，还探讨了生物炭在制造增值建筑材料中的可能用途。255,256例如，在一项研究中，Das等人257在将木材和软酐聚丙烯与生物炭混合后，获得了物理和力学性能增强的木质聚丙烯复合材料，这表明具有高表面积的生物炭可以在生物复合材料的生产中作为增强填料。在建筑和建筑材料制造中使用生物炭作为低成本碳基添加剂的废物增值研究已经产生了有希望的结果。258,259生物炭可替代水泥应用于超高性能混凝土260增强了水泥基体与聚丙烯纤维的界面结合。261其他好处包括将水泥复合材料的抗折强度提高66%，韧性提高103%，抗压强度提高40%–50%。262降低砂浆的透水性和吸附性，从而增强生物炭砂浆的抗渗性。263在C阴性制造的帮助下10创新2，100180，2021年11月28日www.cell.com/the-innovation评论创新见图3。作为可持续发展的碳中性工具的零废物生物炭生物炭在绿色水泥和混凝土生产中占有特殊地位。它可能成为建设人类文明进步的更美好世界的关键工具。除了在环境保护和可持续发展活动中的应用外，生物炭作为饲料添加剂在动物生产系统中的应用也越来越受到关注。最近的研究表明，在动物饲料中添加生物炭可以减少反刍动物甲烷的产生，改善动物生长和健康，提高产蛋量，抑制疾病的发生，从而提高动物的生产力。264此外，生物炭有可能应用于人类保健行业，但还有待探索。尽管生物炭可能有助于建立一个可持续的平台，以实现碳中性和零废物的目标，但并非所有形式的生物炭都是环境友好或有益的。249这是因为生物炭的有效性取决于其物理和化学性质，而这些性质受到各种生产因素和操作设置的影响，例如原材料类型和用于生产生物炭的热化学转化过程、温度、时间和加热速率等，此外还受到生产后过程的影响。265,266例如，当用作土壤改良剂时，具有过高pH值、过多灰分或高浓度残留有机和无机毒物的生物炭可能会对土壤中的植物和有益微生物产生负面影响。267因此，有必要对合适的原材料和生产条件进行深入了解，以获得具有特定应用所需特性的生物炭。最近的许多研究揭示了生物炭的建设性特征及其在促进循环经济和减缓气候变化以实现可持续发展方面的潜在应用。例如，Ghodake等人228研究了原料来源、生产条件和生物炭的物理化学性质之间的联系，汇集了建立生产具有所需属性的生物炭的可行系统所需的因素。博兰等人223讨论了生物炭的应用趋势。不同领域的阳离子，包括作物-畜牧生产、环境修复、直接气候变化、空气污染缓解、化学和材料工业以及建筑业。除了阐明生物炭的多用途效益外，Bolan等人223还总结了生物炭应用的负面影响，强调在其预期用途之前，需要从环境、能源和经济角度对生物炭的生命周期进行分析。尽管上述评论提供了大量关于废物估价的信息，但它们只关注由生物质废物产生的生物炭，而忽略了由塑料废物制成的炭，后者在环境修复中可能有效。225为了实现碳中和世界的可持续发展，除了需要分散生物炭生产单位和提高公众对其多功能价值的认识外，还需要确定生物炭系统的关键因素，以提高其在温室气体减排、二氧化碳去除和环境保护方面的潜力。由于热解条件和原料种类的不同，生物炭的性质和适用性存在显著差异，未来生物炭的优化发展应重点关注原料预处理、热解工艺、操作因素和产品产率。最后，整合生态策略来优化生物炭的生产、表征和生命周期分析过程，并根据模型和实验路线制定标准，将使决策者、生物炭生产者、使用者和其他相关利益相关者共同努力实现碳中性。生物基产品中的碳固存。利用生物质转化，再利用和再循环Co2是减缓气候变化和促进循环生物经济的可持续方式。潜在地，所有化石燃料产品都可以由生物质生产。除了提供生物能源，不可食用的生物质还可以在塑料、润滑油、医疗设备、油漆和其他贵重商品的工业生产中替代不可再生的化石燃料资源。268这不是一个神话，因为最近在各个领域的科学和技术进步，包括生物技术、纳米技术和ll创新2，100180，2021年11月28日11评论创新纳米生物技术为全球生产系统的真正可持续发展铺平了生物质利用的道路。例如，微生物，特别是细菌，可以利用大多数生物资源，如淀粉、脂肪酸、纤维素、糖、蛋白质和其它有机物质作为营养源，并将它们转化为适于生产生物聚合物的各种单体。269与源自化石燃料的传统聚合物不同，生物聚合物符合我们的碳中性和可持续发展原则，因为它们直接或间接源自从大气中捕获Co2的光合植物。淀粉基聚合物由于其生物降解性、生物相容性、拉伸强度和热效率，是最广泛使用和最具成本效益的生物材料，占全球生物塑料和生物聚合物市场的50%-80%。270与石化塑料相比，来自不同生物质原料的塑料、其用途及其对环境的影响已得到充分记录。271–275毫无疑问，利用生物材料的能量可以减少石油基聚合物的碳足迹和环境影响，提供比传统聚合物更广泛的应用。不同的生物基材料现在广泛使用尖端技术进行定制，以提供具有特定应用所需性能的可持续创新材料。276,277例如，从可再生来源获得的原纤化纤维素，由于其机械、热、光学和流体性质，是一种多功能纳米材料，可用于生产从复合材料、纳米填料和长纤维到薄膜、凝胶和多孔膜的材料。277此外，使用纳米技术工艺对木材材料进行改性和功能化，可以提供具有改进性能的大规模生物模板。这些木质材料可用于实现分级结构纳米材料的概念，以大规模应用于各种先进技术，包括储能、太阳能蒸汽辅助脱盐、水处理以及生产轻质结构材料、塑料、电子、玻璃和离子设备。276木材纳米技术在仿生功能生产中的应用传统材料，特别强调用于开发新型木质材料的新型纳米技术方法，已被开发用于各种生产系统中的可持续使用。276,278,279循环生物经济发展的这些进展是一条通往碳中性的充满希望的道路，因为碳将储存在这些生物基产品中。Co2捕获、利用和存储技术Co2捕获、利用和封存（CCUS）技术包括三个不同的过程：从排放源中分离Co2、Co2的转化和利用、运输以及与大气长期隔离的地下封存。CCUS是实现Co2减排目标的必要技术。280国际能源署（IEA）预测，仅靠提高能源使用效率和调整能源结构无法完成减排任务，19%的Co2排放必须被捕获和储存，以保持全球温度上升低于2oC2050.281如果没有CCUS，到2050年，Co2减排的总成本将上升70%。281中总结了C语言的捕获和利用技术。见图4.Co2的捕获和存储Co2捕获和存储（CCS）的概念于1977年首次提出，282到目前为止，它经历了三个发展阶段。第一阶段，从1977年到1996年，是技术开发阶段。1989年，麻省理工学院启动了第一个CCS技术项目。挪威政府在财政上支持CCS项目的同时，于1991年征收二氧化碳税，以确保该国能够实现其气候目标。因此，碳税促进了斯莱普内尔气田世界上第一个基于平台的二氧化碳捕获设施的运行。283从1997年到2018年的第二阶段是该技术的大规模示范阶段。2005年，IPCC发布了一份关于CCS的特别报告，确定CCS是重要的减排技术之一。随后，澳大利亚、美国、加拿大、英国等国家制定了相应的法规或修改了现有的CCS法规，以解决大规模CCS示范项目的监管问题。与此同时，IEA和CSLF等国际组织已经制定了CCS技术路线图，以推进CCS示范和应用。这些技术路线图随着技术的发展而不断更新。截至2018年底，共有23个商业CCS设施投入运营或在建，包括4个运营项目和2个在建项目。第三阶段始于2018年，CCS技术进入商业化早期阶段。它以美国45Q税收修正案为标志，该修正案为CCS项目提供高达50美元/吨Co2的税收抵免。自那时以来，大型商业CCS项目逐渐增多。碳捕获技术的现状。目前，技术Co2的捕集途径主要包括燃烧后捕集、燃烧前捕集和氧-燃料燃烧。后燃烧将Co2从废气中分离出来，是能源系统中最简单的Co2回收方式之一。燃烧后捕集技术采用的气体分离技术包括物理吸收、化学吸收、膜分离等。由于燃烧后烟气处理量大，Co2浓度低，化学吸收法是最适合燃烧后Co2捕集的分离技术。燃烧后捕获的优点是操作简单，不需要对发电系统做太大的改动。由于N2稀释，能源系统尾气中的Co2浓度通常很低（一般燃煤电厂尾气中的Co222）浓度为10%~15%，而天然气发电厂则更低，约为3%-5%），尾气处理量大。当使用化学吸收法从燃煤电厂的废气中分离Co2时，能耗约为0.37–0.51MWH/tCo2，这意味着90%的Co2分离将使能量系统的效率降低11.0–15.0个百分点，电厂的单位投资增加50%–80%。目前燃烧后分离的研究重点是寻找高效吸收剂和优化分离流程，降低Co2分离能耗。但燃烧后分离能耗高的根本原因是尾气中Co2浓度低。仅靠改进吸收塔和优化流程很难显著降低分离能耗。在燃烧前分离出Co2的方式称为预燃。燃料被气化为合成气（主要由Co和H2组成），然后合成气中的Co被转化为Co2和氢气，之后，Co2与H2分离。由于Co2分离发生在燃料燃烧过程之前，并且燃料气没有被氮气稀释，合成气中的Co2浓度超过30%。结果表明，在IGCC燃烧前捕集90%的Co2可使净功率效率降低8.0~10.0个百分点，284其小于燃烧后捕获的能量。然而，对于IGCC预燃，先进的煤气化技术和以富氢燃气为燃料的燃气轮机还需要进一步发展。氧气燃烧是针对常规空气燃烧可以稀释Co2的缺陷而提出的。燃料在氧气和Co2的环境中燃烧，一部分烟气返回系统循环。烟气中Co2浓度可达95%以上。所需的氧气主要通过空气分离生产，包括使用聚合膜、变压吸附和低温技术。氧气燃烧的优点是烟气主要由Co2和蒸汽组成，因此Co2分离的能耗接近于零。但由于制氧的需要，空分装置的电耗较大，系统的输出功率仍有较大的下降（约10%~25%）。同时，空气分离会增加系统的额外投资。如果90%的Co2被捕获，净电力效率将下降10.0–12.0个百分点12创新2，100180，2021年11月28日www.cell.com/the-innovation评论创新见图4。行业Co2捕获技术发展路线图氧气燃烧。284提高氧气燃烧系统效率的瓶颈是高效空气分离技术的发展。Co2运输现状。Co2运输是指将捕获的Co2运输到使用或储存区域的过程。在某些方面，Co2运输类似于石油或天然气的运输，包括管道、船舶、铁路、公路等，其中管道运输技术最具应用潜力。近年来，国际上对于Co2的管道输送已经有了很多实践。例如，美国已建成5000多公里的干线管网。目前，我国Co2运输主要以低温储罐为主，采用公路运输方式。在低压Co2输送方面，可借鉴成熟的油气管道输送经验；同时，高压、低温、超临界Co2输送的研究刚刚起步。Co2存储的当前状态。Co2封存是指通过工程技术手段将捕获的Co2封存在地质构造中。它可以实现从大气中长期隔离Co2。不同储存地质体主要包括陆上盐水含水层储存、海底盐水含水层储存、枯竭油气田储存等技术。目前，长期安全可靠是Co2地质封存技术发展的主要障碍。挑战和未来技术发展方向。目前世界各地正在示范和商业化的Co2捕集技术主要是燃烧后分离技术。然而，这类技术能耗高、成本高，减排潜力有限。在CCS技术推广初期，二次燃烧技术相对简单化，技术难度较低。这类技术通常用于CCS示范项目。短期内可达到Co2减排效果。然而，从长远来看，由于这类技术的本质是使用更多的能源以换取Co2减排，将其作为长期Co2减排的主要技术，将使各国付出难以承受的能源和经济代价。因此，如果需要大规模推广CCS技术的应用，各国必须开发适合发展中国家的低能耗、低成本的CCS技术，如新型多联产技术、化学链技术、多能互补技术Co2捕集等。低能耗Co2捕集化学电多联产技术。化学-动力多联产是指同时生产合成燃料/化学产品（如甲醇、二甲醚和其他替代燃料）和电力的技术。化电多联产技术不仅可以在化工和电力行业实现大量节能，而且可以生产煤基替代燃料，减少对化石燃料的依赖，以低能耗为代价，大规模减少Co2排放。285–287高效气化和以氢为燃料的燃气轮机是未来多联产技术的突破。无焰化学链燃烧技术“无焰”化学链燃烧与传统的“有焰”燃烧有着本质的区别：通过两次气-固反应，实现了燃料与空气的无接触。因此，气体产物是高浓度的Co2和H2O，并且可以不经分离过程而回收Co2。Co2可在零能耗下分离。“无焰化学链燃烧”的使用为控制温室气体开辟了一条新途径。IPCC关于Co捕集与封存的专题报告2中强调指出：“”化学链燃烧是实现100%捕集Co的一种途径2。“这是一种很有前途的控制温室气体的方法。”28420世纪90年代，我国学者率先发现了化学链燃烧中高浓度Co2富集的新现象。288国际能源机构（IEA）和美国能源部（DOE）已将化学链确定为未来化石能源零排放的首要新方向。高的氧载体ll创新2，100180，2021年11月28日13评论创新反应性、机械性能和循环指数仍然需要进一步开发。适用于化学链燃烧和整个系统的热集成的新反应器也需要进一步研究。负排放技术：化石能源与生物质能、太阳能相结合。随着化石能源比例的逐渐下降和可再生能源消费比例的增加，CCS技术与化石能源和生物质/太阳能相结合可以实现负排放。它可以用于必须排放以实现碳中性的区域。这类多能互补技术的发展还需要发展系统集成理论，解决化石能源与可再生能源的时空互补等问题。Co2贮存的安全可靠性评估。目前，封存潜力和长期安全性是Co2地质封存技术大规模部署的主要障碍。由于在一个地质时代的历史中，沉积体系和资源矿床的沉积历史、构造结构、成岩作用过程复杂。适用于Co2储存的含水层和油田的空间分布由于技术和解释的限制，缺乏足够的技术来获取详细的地质数据；因此，Co2存储容量的评估面临极大的困难。长期风险和安全问题也面临着当前认识和技术水平的挑战。因此，技术创新是Co2地质封存大规模部署的关键。这些关键技术和方法的突破，为未来开发高效安全的钴2地质利用与封存理论、方法、技术、软件和相关设备，实现C中和目标奠定了基础。在各项关键技术中，建立场地表征与场地评价技术体系；构建C库与地下资源回收协同优化专业系统；形成多种选择的安全Co2运输技术体系；开发“天上地下”一体化监测、风险预测和风险缓解技术系统；最终将全链条CCUS工程进行规模化集成，系统性、创造性地解决关键科学、技术CCUS规模化和商业化面临的软件和设备问题。Co2利用率Co2化学利用是指在一定的温度、压力和催化剂存在的条件下，将Co2转化为其他高价值化学品的过程。Co2化学利用可直接实现Co2的转化利用，具有一定的直接减排效果。289同时，这类技术还可以形成一种新的化学合成路线，以取代化石燃料或原材料的利用。从岩石圈到大气的碳流将转化为在大气中循环的新模式，具有巨大的间接减排效应，在未来碳中性情景中具有重要的应用前景。为了促进Co2转化，已经开发了多种途径，例如热化学催化、光化学催化、电化学催化和其他（酶催化和有机金属催化），并且近年来已经取得了实质性进展。热化学催化在Co2转换的各种方法中-在SiON中，热化学过程已经被深入研究，并且一些已经被商业化。在热化学催化中，将Co2整合到某些有机底物中以在催化序列中形成新的C–X键将拓宽反应途径以产生有价值的化学品。通常，通过构建C–X键，包括C–H、C–O、C–N和C–C键，可以在Co2和底物分子之间形成新的共价键。290（1）C–H键的生成源于Co2加氢生成合成气、CH4、HCOOH和醇。291–293（2）通过环氧化物与Co2,的环加成、1，2-基多元醇与Co2的缩合、烯烃与Co的氧化环化2和炔丙醇与Co的羧基环化2构建C–O键，得到有机碳酸酯。294–296(3)Cat-Co2与各种胺反应形成的C–N键在合成含氮化合物中的催化作用。各种含氮化合物，包括恶唑烷酮、喹唑啉、脲、咪唑烷酮和苯并咪唑，可以通过这些途径制备。297–300（4）C–C键的形成是通过直接羧化反应（即Co2与烯烃、炔烃或芳杂环的羧化反应），得到目标产物羧酸衍生物。301,302然而，从热力学观点来看，许多催化反应在热力学上是不利的和/或需要苛刻的反应条件（即，高压和高温），因为Co2是热力学稳定的和动力学惰性的。因此，光化学和电化学催化已成为可持续和环境友好途径的有吸引力的替代技术。光催化。Co2的光电化学还原因其能在温和条件下提高Co2的效率而受到越来越多的关注。在典型的光化学反应中，利用取之不尽的太阳光作为能源，在光照射下利用各种半导体光催化剂可以进行Co2的光还原。高效的光催化剂应具备以下特性：（1）多电子从光催化中心向Co2的快速迁移；（2）反应物易于吸附到催化剂上，产物易于解吸到体系中；（2）需要光催化剂的导带底部能级的电势比Co的氧化还原电势2更负；和（4）光催化剂价带上的光生空穴应该被氧化物物种消耗。因此，通过优化光捕获、快速电荷转移以及能够吸附和/或活化Co2的丰富活性中心，可以促进有效的光催化Co2转化。303最近，几种半导体，包括金属氧化物/硫化物（例如，TiO2、ZnO、ZnS、SrTiO3和CDs）及其改性材料，被最广泛地研究用于将Co2光催化还原为燃料。304,305许多有价值的燃料，例如Co、CH4、CH3OH、HCOOH和C2+产物已经通过质子辅助的多电子转移过程产生。306–310为了提高催化效率，人们已经通过形貌控制、结构构建、异质结构建、表面缺陷工程和杂原子掺杂等方法进行了许多努力。电化学Co2还原。电化学Co2还原反应-Tion（Co2RR）能够将来自阳光和风能的间歇性可再生电力转化为可储存的燃料和有用的化学产品，是Co2转化和利用以满足碳中性要求的重要途径。13,311,312自从Hori等人的开创性工作以来，313,314特别是在过去的十年里，人们已经投入了大量的努力来提高电化学Co2RR的催化性能。315–321在这个复杂的多电子和多质子转移反应体系中，人们对其机理的理解不断加深，并取得了许多令人鼓舞的实验进展。192,315,322–326使用密度泛函理论（DFT）的理论模拟已经成为一种强有力的工具，用于提供对电极/电解质界面微观过程的机理洞察，并获得临界热力学和动力学数据。电催化和经典催化之间的显著区别在于，反应热力学（反应自由能）和动力学（活化势垒）都可以通过施加的电极电势有效地调节。Nørskov等人提出了一种处理电极电位效应的简单方法。327将质子耦合电子转移模型与计算氢电极模型相结合，用于解释铜将Co2转化为碳氢化合物的独特能力。基于线性比例关系和火山模型（Sabatier原理），从热力学计算确定的起始电势和电势确定步骤可用于确定对特定还原产物的催化活性。328,329其他催化作用。Co2的酶转化和有机金属转化在某些应用中也作为有吸引力的替代品出现。已经成功地获得了各种有用的还原产物，例如Co、HCOOH、羧酸和环状碳酸酯。330–333然而，这些领域的发展仍处于初级阶段。需要付出相当大的努力来理解控制催化活性的结构特征，14创新2，100180，2021年11月28日www.cell.com/the-innovation评论创新获得适用于将Co2转化为有用化学品的实用催化剂。334Co2催化的未来挑战和关键技术。尽管在过去几年中已经做出了重大努力，但将Co2转化为燃料和化学品在克服热力学和动力学障碍方面仍然具有挑战性。对于热催化，Co2与其他化学品的有价值的自发反应的数量非常有限。深入研究Co2与多种化合物同时反应的新反应，将为Co2的转化提供更多的机会。对于光化学和电化学催化，尚未实现Co2转化的大规模应用。开发合理的催化策略的主要障碍之一是催化剂的复杂性阻碍了活性位点的作用。因此，需要开展更多的工作来提高现有路线的效率，并探索高效的催化剂和反应介质。此外，用于光催化和电催化的产品由于相对较差的效率或不利的操作条件而仍然受到限制。寻找Co2与其他化合物反应的更多反应可能为在光化学和电化学系统中产生长链C产物开辟道路。为了在未来接近中性循环，我们必须继续开发更高效的催化系统以加速工业化。对于电催化还原Co2，该领域仍然面临着（1）慢的电子转移动力学，（2）大的过电位，和（3）不令人满意的选择性的挑战，限制了其实际应用和技术商业化。335,336以上三个重要的性能指标都与催化过程的动力学性质有着内在的联系。电流密度和过电位反映了电化学反应速率的极化关系，法拉第效率反映了平行反应速率的分配关系。因此，无论是解释已报道的催化剂的电催化性能，还是通过设计新的催化剂来提高催化性能，基于第一性原理计算和模拟的深入动力学研究都是至关重要的。微观动力学模型需要使用DFT计算的活化能垒来确定真实实验条件下的反应速率、催化活性、产物分布和电流密度。312除了提高能源效率和调整能源结构-通过可再生能源，CCUS是实现碳中立的必要解决方案。CCUS在碳减排中的作用取决于其与储能可再生能源的竞争。当提出C中性的目标时，人们希望可再生能源可能取代几乎所有的化石燃料。然而，这一希望似乎是不切实际的，因为可再生能源不稳定，不能满足能源安全的要求。虽然大规模储能可以加强可再生电力的稳定性，但其总成本和环境影响需要重新考虑。此外，向可再生能源的过渡可能意味着需要对当前基于化石燃料的能源生产、传输和供应系统进行彻底的重建或改造，而这一成本是巨大的。此外，与可再生能源相比，创新的CCUS技术具有成本竞争力。因此，考虑到能源供应的稳定性和安全性，环境影响和总成本，CCUS可能在未来实现C中性方面发挥重要作用。高成本和高能耗仍然是CCUS在电力、钢铁和水泥行业面临的主要挑战。低成本Co2捕获的机会存在于化学工业中，可能有助于约0.4–1.0中国每年排放10亿吨Co2。CCUS可以组合与清洁燃料生产，如从化石燃料中生产氢气，并将在未来发挥作用。目前在电力行业大规模应用CCUS技术的例子只有两个，而且都采用了燃烧后技术。两次示范的高投入和高能耗表明，CCS需要技术创新来进一步降低成本。低成本化学链燃烧、可再生能源多联产和混合可再生化石燃料能源系统是有前途的技术，可以帮助建立一个碳中性的世界。但上述创新技术处于研发初期，可能在十年后（中国每年Co2减排量超过十亿吨）发挥重要作用。此外，转换将Co2转化为有价值的化学品和燃料，每年还可以减少中国数百万吨的Co2排放。基于卫星观测和数字地球的碳中和在卫星观测和数字地球技术领域，对碳中和的支持包括全球温室气体浓度、地表覆盖变化的快速监测，以及全球自然碳汇的空间分析，这对评估何时达到碳排放峰值和自然碳汇潜力具有重要的支持作用。Co2辐射的卫星观测目前，温室气体观测方法包括地基监测和卫星遥感。早期建立了全球温室气体观测站网络，以提供准确的温室气体浓度数据。337然而，由于站点数量的限制，空间分辨率往往不足以满足全球C通量计算的需要。先后发射了3颗Co2卫星，包括日本2009年发射的GOSAT、338美国2014年发射的OCO-2，3392016年中国发射的TanSat卫星，340显著提高了C通量观测能力。除Co2观测外，欧洲发射的Sentinel-5P卫星在CH4、NO2、Co、O3等气体反演方面也取得了较好的结果。其中，NO2作为化石能源燃烧产生的气体，其光化学寿命只有几个小时，可以有效追踪排放源。341,342在新冠肺炎疫情时期，它常被用作各国经济停滞或复苏的晴雨表。343预计在2025年，欧洲航天局将发射一颗新的卫星，将Co2和NO2观测结合在一起。344碳中和数字地球数字地球将整合主要来自卫星观测的海量数据，并开发模型，在空间和时间上以多种分辨率模拟或预测当前或未来的全球生态系统，然后将结果可视化。由于以下两个原因，这些新技术和功能将为C中立和C交易提供非常强大的好处：（1）C周期受到许多自然和人为因素的影响。345目前的许多模型不能有效地模拟这些因素并估计C汇。它的估计是复杂的，并且许多模型的结果差异很大。346然而，数字地球结合了这些模型和综合数据，可以提供一个平台来运行这些模型，并比较或验证其结果，以获得更真实的全球C汇。（2）1992年《联合国气候变化框架公约》明确规定了共同和单独责任原则。它是在1997年的《京都议定书》中通过的，该议定书被广泛接受，因为处于不同发展阶段的国家处理国际环境问题的能力不同。不同的国家或地区在碳排放和碳封存方面存在差异，因此，碳中和的责任水平也不同。全球气候估计或预测及其驱动机制在数字地球上以像素级别进行和显示。显然，找出国家或地区之间的空间分布和差异，将为量化各国政府的碳中立责任和国家或地区之间的碳贸易带来极大的便利。此外，这些全球碳估算的数字副本及其驱动机制有助于为气候和碳中立政策的制定提供必要的信息。结论和未来展望碳是地球上生命存在的最重要的元素之一。自工业革命以来，以碳为基础的资源被用来生产能源、食物和其他商品，以无数方式影响着全球生态系统。为促进人类活动和城市化而广泛使用化石燃料和砍伐森林与全球气候变化交织在一起，而全球气候变化源于与大气Co2和其他温室气体增加有关的温室效应。目前，ll创新2，100180，2021年11月28日15评论创新国际社会正面临着开发具有成本效益和可持续的方法，以最大限度地减少碳排放和促进碳封存。随着全球社区向C语言中立化发展，有必要修正我们对整个环境中C语言流动现状的理解。因此，必须从不可再生能源转向维持当前生产系统和应对气候变化问题的可再生能源，以保护人类健康和环境。正如本综述所提出的，利用能源、粮食和工业生产系统中可再生资源的力量以及促进陆地和海洋生态系统中的碳固存被视为实现碳中和和实现可持续发展目标的可能途径。然而，目前的研究水平还没有克服在生产系统中有效利用可再生资源和防止我们依赖化石燃料的主要挑战。许多问题仍然需要科学、社会经济政治和技术解决方案，以在当前全球生产系统中采取减少温室气体排放的做法。其中包括：1.鉴于全球可再生能源资源的潜力超过全球能源需求，可持续发展最迫切的研究需求是加强当前的可再生能源生产趋势，以逐步淘汰化石燃料的使用。增加无碳能源（即太阳能、风能和海洋）产生的电力和热量是其中的一个方面，但从生物质中生产生物燃料和氢气也是其中的一个方面。风能、太阳能和其他可再生能源的间歇性是限制可再生能源替代化石燃料的主要挑战之一。能源储存是一些可再生能源间歇性的明显答案。然而，储能的可扩展性和成本效益受到许多约束和限制。能源储存的发展和推广带来了科学和技术挑战。以及必须解决的经济和监管问题，以推动储能行业的投资和竞争。提高能源效率（包括住宅供暖/制冷）对减少我们日常生活中的温室气体排放具有重大影响。因此，需要进行更多的研究，以充分了解如何最大限度地提高能源效率并支持碳中性经济增长。由于节能与减缓气候变化之间有着明确的联系，尽量减少终端使用部门能源消耗的努力将有助于可持续发展和碳中性目标。2.考虑到食品系统中不可持续的管理做法-从化肥的生产和应用到垃圾填埋和焚烧，TEMS仍然占温室气体排放的很大一部分，需要进行更多的研究，以减少粮食系统的排放，并加强碳和其他重要养分（即氮、钾、磷和硫）的吸收。为了实现这一目标，开发新方法，进一步优化农业生态系统中的废物回收和基于自然的过程，以及食品工厂的技术发展，有可能减少对化肥的需求，并可持续地支持人类活动。鉴于生物炭除了固碳外还具有多功能价值，正如本综述中所讨论的，有必要整合生态策略以优化生物炭的生产、表征和生命周期分析。并制定基于模型的标准和实验证据，以促进生物炭辅助的可持续发展。由于陆地和海洋生态系统是地球上最大的碳库，加强促进植树造林和再造林以及使用负碳物质的政策，以保护陆地生态系统和水生生态系统的可持续管理，可有助于增加碳固存，从而减缓气候变化。3.尽管CCUS方法在我们的采购中发挥着关键作用-与碳中和相比，目前CCUS技术的高能耗和高成本阻碍了其应用。碳电力行业的捕获和存储需要科技创新，以实现低能耗甚至零能耗。多联产、化学链燃烧以及结合化石燃料和可再生能源捕获Co2的技术可以开启CCUS的新时代。同时，将Co2转化为燃料和化学品也是一种很有前景的可能性，但需要克服热力学和动力学的障碍。4.鉴于监测空间温室气体排放对于确保世界如期实现气候变化减缓目标至关重要，需要进一步加强监测卫星温室气体排放的准确性和时空分辨率，以便更全面和及时地监测温室气体排放源和排放率。卫星监测陆地生态系统生物量的能力和精度也需要提高。海洋碳汇潜力遥感监测需要新的理论突破。开展基于陆-海-气联合观测的精确碳收支计算，是碳峰值和碳中和决策的重要依据。总之，这篇综述阐明了建设碳中和未来的技术的现状、挑战和前景。然而，为了弥合碳中立世界的言论与现实之间的差距，重建全球发展体系和保护自然资源的迫切需要，需要世界各地的研究人员、决策者、投资者和消费者迅速采取合作行动，以减少温室气体排放，促进技术和自然系统中的碳固存。此外，促进绿色经济的全球科学和技术创新必须得到财政和战略上的回报，以加快实现碳中和的趋势。参考文献1.Avtar，R.，Tripathi，S.，Aggarwal，A.K.和Kumar，P。(2019).人口-城市化-蒂翁-能源关系：综述。资源8，136.2.Sarkodie，S.A.，Owusu，P.A.和Leirvik，T。(2020).城市蔓延的全球效应，工业化、贸易和经济发展对二氧化碳排放的影响。环境。雷斯莱特15,034049.3.国际可持续发展研究所（2020）。国际可持续发展研究所：世界人口到2050年将达到99亿。https://sdg.iisd.org/news/world-population-to-reach-9-9-到2050年达到10亿/.4.Rabaey，K.和Ragauskas，A.J。(2014).编辑概述：能源生物技术。柯尔。奥平。生物技术。27，第五至第六节.5.兰伯特(2019).自然资源的过度开发是不可避免的。经济增长和贴现率下降。纳特。共同的。10,1419.6.黄，N.T.和金本，K。(2021).绘制北美森林砍伐足迹图-TIONS揭示了对热带森林日益增长的威胁。纳特。生态。埃沃尔。5,845–853.7.里奇，H.和罗泽，M。(2017).温室气体排放。https://ourworldindata.org/greenhouse-gas-emissions.8.Tilman，D.，Balzer，C.，Hill，J.和Befort，B.L。(2011).全球粮食需求与SUS-农业可持续集约化。过程。纳特尔阿卡德。科学。美国108，20260–20264.9.Mathur，M.和Awasthi，S。(2016).碳中性村庄/集群：概念设想框架。柯尔。科学。110,1208–1215.10.王荣，熊勇，邢鑫，等。(2020).每日Co2减排表明中国控制新冠肺炎的活动。创新1，100062。https://doi.org/10.1016/j.xinn.2020.100062.11.安德森K和彼得斯G。(2016).负排放的麻烦。科学354,182–183.12.《气候公约》（2015）。巴黎协定（联合国气候变化）。https：//unfccc./进程和会议/巴黎协定/巴黎协定。13.陈，J.M。(2021).碳中和：迈向可持续的未来。创新2，100127。https://doi.org/10.1016/j.xinn.2021.100127.14.世界气象组织（2020）。2020年全球气候状况。https://public.wmo.int/en/our-mandate/climate/wmo-statement-state-of-global-climate.15.成H。(2020).未来地球与可持续发展。创新1，100055。https://doi.org/10.1016/j.xinn.2020.100055.16.转型与团结部。(2020).向碳中和的生态和包容性过渡。https://unfccc.int/sites/default/files/资源/en_snbc-2_summary_compl.PDF.16创新2，100180，2021年11月28日www.cell.com/the-innovation评论创新17.Pedersen，J.L.，Bey，N.，Gerholt，S.F.等人(2020).不同北欧国家的碳中和之路（北欧部长理事会）。https://www.norden.org/en/publication/road-towards-carbon-neutral-different-Nordic-countries.18.国际能源署（2021）。关于CCUS（国际能源署）。https://www.iea.org/reports/about-ccus.19.Ellabban，O.，Abu-Rub，H.和Blaabjerg，F。(2014).可再生能源：Cur-租金现状、未来前景及其使能技术。使更新。苏斯特。能量。雷夫39,748–764.20.国际能源署（2021）。到2050年实现净零排放：全球能源部门路线图（国际能源机构）。https://www.iea.org/events/net-zero-by-2050-a-roadmap-for-the-global-energy-system.21.汉森，S.V.，戴奥格鲁，V.，斯坦曼，Z.J.N.等(2020).气候变化减缓-具有碳捕获和储存的生物能源的开采潜力。纳特。克里姆。变化10，1023–1029.22.D.J.比尔林(2017).增强的岩石风化：生物气候变化减缓-粮食安全的协同效益？生物学。列特。13,20170149.23.福斯特，E.J.，希利，J.R.，戴蒙德，C.和斯泰尔斯，D。(2021).商业绿化-在多重脱碳的情况下，可以有效地减缓气候变化路径。纳特。共同的。12,3831.24.阿蒙德森，R.和比亚尔多，L。(2018).土壤固碳是一个难以捉摸的问题。气候缓解工具。过程。纳特尔阿卡德。科学。美国115，11652–11656.25.Mehra，P.，Baker，J.，Sojka，R.E.等(2018).耕作措施及其研究进展影响土壤碳动态的潜力。《农学进展》，D.L。斯帕克斯编辑，185–230.26.默菲湾(2020).土壤碳固存作为一种难以捉摸的气候缓解工具。在中可持续农业的免耕耕作系统：挑战与机遇。Y.P.Dang、R.C.Dalal和N.W.Menzies编辑。（施普林格国际出版社），PP。337–353.27.埃莫森，D。(2019).生物源铁尘：海洋铁施肥的新途径一种从大气中大规模去除二氧化碳的方法。前方。三月。科学。6,22.28.Beuttler，C.，Charles，L.和Wurzbacher，J。(2019).直接空气捕获的作用缓解人为温室气体排放。前方。克里姆。1,1–10.29.Owusu，P.A.和Asumadu-Sarkodie，S。(2016).可再生能源述评来源、可持续性问题和减缓气候变化。有说服力的工程师3,1167990.30.Azar，C.，Lindgren，K.，Larson，E.和Möllersten，K。(2006).碳捕获和储存-来自化石燃料和生物质的老化——成本和稳定大气的潜在作用范围。克里姆。更改74，47–79.31.Blackford，J.，Bull，J.M.，Cevatoglu，M.等人(2015).海洋基线与监测二氧化碳捕获和储存（CCS）战略。Int.J.绿色煤气柜38，221–229.32.Raza，A.，Gholami，R.，Rezaee，R.等人(2019).西格尼菲碳捕获的不利方面和存储—回顾。石油5，335–340.33.Sedjo，R.和Sohngen，B。(2012).森林和土壤中的碳固存。安努。雷苏尔牧师。经济学。4,127–144.34.Vergragt，P.J.，Markusson，N.和Karlsson，H。(2011).碳捕获和储存，具有碳捕获和储存的生物能源，以及从化石燃料锁定中逃逸-在中。全球环境。昌。21,282–292.35.基南，T.F.和威廉姆斯，C.A。(2018).陆地碳汇。在年度审查中《环境与资源》，A.Gadgil和T.P.Tomich编辑，219–243.36.Caron，P.，FerreroydeLoma-Osorio，G.，Nabarro，D.等人(2018).的食物系统可持续发展：关于四个部分深刻转变的建议。阿格隆。维持。戴夫。38,41.37.霍夫曼，T.，劳瑞，G.V.，戈沙尔，S.等。(2020).技术准备就绪和过度可持续实施纳米技术植物农业的未来障碍-真的。纳特。食物1，416–425.38.Kah，M.，Kookana，R.S.，Gogos，A.和Bucheli，T.D。(2018).对…的批判性评价纳米农药和纳米肥料针对其常规类似物。纳特。纳米技术13,677–684.39.Rubio，N.R.，Xiang，N.和Kaplan，D.L。(2020).基于植物和细胞的AP-肉类生产的途径。纳特。共同的。11,6276.40.Stefanovic，L.，Freytag-Leyer，B.和Kahl，J。(2020).粮食系统成果：概述及其对粮食系统转型的贡献。前方。维持。食物系统。4.https://doi.org/10.3389/fsufs.2020.546167.41.张，P.，郭，Z.，乌拉，S.等。(2021).纳米技术和人工智能实现可持续的精准农业。纳特。植物7，864–876.42.Chu，S.，Cui，Y.和Liu，N。(2017).通往可持续能源的道路。纳特。板牙。16,16–22.43.奥巴马湾(2017).清洁能源不可逆转的势头。科学355，126–129.44.Dutta，A.，Farooq，S.，Karimi，I.A.和Khan，S.A。(2017).评估…的潜力一氧化碳2利用生产电力和化学品的综合框架。J.Co2尤蒂尔。19,49–57.45.Kilkis，S.，Krajacic，G.，Duic，N.等人(2020).能源、水和能源一体化的进展以及为实现气候中立以促进可持续发展的环境系统。能量。康弗斯。马纳格。225,113410.46.Li，Y.，Yu，L.，Chen，L.等(2021).微妙的侧链引发意想不到的双通道电荷传输特性，实现80%的填充因子和高效的厚膜有机光伏。创新2，100090。https://doi.org/10.1016/j.xinn.2021.100090.47.Yoo，J.J.，SEO，G.，Chua，M.R.等(2021).高效钙钛矿太阳能电池改善运营商管理。自然590，587–593.48.萨金特(2012).胶体量子点太阳能电池。纳特。光子。6,133–135.49.Aydin，E.，Allen，T.G.，deBastiani，M.等(2020).温度和温度之间的相互作用带隙能量对钙钛矿/硅叠层太阳能电池户外性能的影响细胞。纳特。能量。5,851–859.50.马奇，M.，尼科卢奇，V.，普尔塞利，R.M.和马切蒂尼，N。(2018).环保的中世纪历史中的温室气体减排与能源转型政策锡耶纳中心（意大利）：太阳能的作用。J.清洁。普罗德185,829–840.51.周振光，林安伟，王丽珍，等。(2021).电位损失的估算空气污染导致的集中太阳能热发电中国。科学。总环境。784,147214.52.DiLeo，S.，Pietrapertosa，F.，Salvia，M.和Cosmi，C。(2021).的贡献巴西利卡塔地区能源系统的脱碳：情景分析结果分析。使更新。苏斯特。能量。修订版138，110544.53.Ngoh，S.K.和Njomo，D。(2012).太阳能制氢技术综述能量。使更新。苏斯特。能量。修订版16，6782–6792.54.Ishaq，H.和Dincer，I。(2021).基于可再生能源的比较评估制氢方法。使更新。苏斯特。能量。修订版135，110192.55.Shih，C.F.，Zhang，T.，Li，J.H.和Bai，C.L。(2018).用液态太阳为未来提供动力-照射。焦耳2，1925–1949.56.Olabi，A.G.，Wilberforce，T.，Elsaid，K.等人(2021).风力发电的选择指引-能源技术。能量14，3244.57.任克平，唐鑫，王平，等。(2021).能源和金属可持续发展的桥梁：到2050年中国风电发展的启示。能源227，120524.58.OES（2017）。海洋能源（OES）的国际愿景。https：//www.ocean-energy-systems.org/news/OES-vision-for-internationaldeployment-of-ocean-energy/。59.Irena（2020年）。创新展望：海洋能源技术（国际可再生能源机构）。https://irena.org/publications/2020/Dec/Innovation-展望海洋能源技术.60.王，ZL。(2017).捕捉波能佛罗里达燕麦网。自然542，159–160.61.尼豪斯G.C。(2007).海洋热能转换的初步评估资源。J.能源资源-ASME129，10–17.62.统计学，G.B。(2020).世界生物能源协会。http://www.worldbioenergy.org/uploads/201210%20WBA%20GBS%202020.pdf.63.图尔西河(2019).生物质的重要性、化学、分类和应用版本。BRJ6，962–979.64.Alper，K.，Tekin，K.，Karagoz，S.和Ragauskas，A.J。(2020).可持续能源和来自生物质的燃料：集中于水热生物质加工的综述。维持。能量。燃料4，4390–4414.65.Sivabalan，K.，Hassan，S.，Ya，H.和Pasupuleti，J。(2021).评《人物》-生物质的分类和通过直接燃烧和气化的生物能源的分类菲阳离子作为替代电源。J.物理1831,012033.66.刘勇，王辉，蒋忠，等。(2021).地理适应的基因组基础水稻土壤氮素自然590，600–605.67.Jouzani，G.S.和Taherzadeh，M.J。(2015).联合生物加工的进展从生物质生产生物乙醇和丁醇的系统：综合研究视野。生物燃料研究杂志2，152–195.68.Liu，Y.Z.，Cruz-Morales，P.，Zargar，A.等。(2021).可持续未来的生物燃料。单元格184，1636–1647.69.国际能源署（2019）。氢气的未来。https://www.iea.org/reports/the-future-of-hydrogen.70.理事会，H。(2017).氢如何推动能源转型。https://Hydrogencouncil.com/en/study-how-hydrogen-empowering/.71.Nikolaidis，P.和Poullikkas，A。(2017).氢气生产的比较概述-离子过程。使更新。苏斯特。能量。修订版67，597–611.72.He，Z.，Qian，Q.，Ma，J.等(2016).水-高级醇的强化合成来自Co2在Pt/Co3上的氢化O4催化剂在较温和的条件下。安格。化学。内部。编辑。55,737–741.73.何涛，曹海杰，陈平。(2019).用于能量储存的复杂氢化物，转换-SiON和利用率。Adv.板牙31,1902757.74.Zivar，D.，Kumar，S.和Foroozesh，J。(2021).地下储氢：A全面审查。《国际氢能杂志》46,23436–23462.75.Messaoudani，Z.L.，Rigas，F.，Hamid，M.D.B.和Hassan，C.R.C。(2016).危险，通过天然气电网输送氢气的安全和知识差距：关键回顾。《国际氢能杂志》41,17511–17525.76.Shao，Z.和Yi，B。(2019).氢能的现状与发展趋势和燃料电池开发。公牛。下巴。阿卡德。科学。34,469–477.77.雷诺，C.，赫龙，M.，科宁斯，R.和霍尔库姆，D.E。(2009).熔盐反应堆（MSR）第4代：概述和展望（经济组织合作与发展-核能机构安全委员会核设施）（OECD/NEA/CSNI）.ll创新2，100180，2021年11月28日17评论这个改革78.Serp，J.，Allibert，M.，Benes，O.等人(2014).熔盐反应堆（MSR）一般-第四节：概述和展望。进步。核。能量。77,308–319.79.戴，Z。(2017).17.钍熔盐反应堆核能系统。在中熔盐反应堆和钍能源，T.J.Dolan编辑。（伍德海德出版社），PP。531–540.80.Wang，J.，Dai，Z.和Xu，H。(2019).的研究现状与展望核能综合利用。公牛。下巴。阿卡德。科学。34,460–468.81.伯纳德湾(2017).国际热核聚变实验堆（ITER）：一项独特的国际合作星星。Cr。物理。18,367–371.82.宋玉堂，吴世涛，李建国，等。(2014).CFETR托卡马克MA-的概念设计中国。IEEETrans。血浆科学42,503–509.83.Minucci，S.，Panella，S.，Ciattaglia，S.等人(2020).电力负荷和电力系统-演示核聚变项目的TEMS。能量13，2269.84.Okano，K.，Kasada，R.，Ikebe，Y.等人(2018).日本走向发展的行动计划DEMO反应器的研制融合工程设计136,183–189.85.吴，Y.和李，P。(2020).碳储存与地热耦合的潜力Co萃取2增强型地热系统：综述。地热。能源8，19.86.艾哈迈迪，A.，阿萨德，M.E.，贾马里，D.H.等(2020).地热的应用用于发电的有机朗肯循环J.清洁。普罗德274,122950.87.伦德，J.W.和托特，A.N。(2021).地热能直接利用2020世界-广泛审查。地热学90，101915.88.戈德布鲁纳(2020).奥地利——国家最新情况。在世界地热会议记录中大会（冰岛雷克雅未克：EGEC），1–19.89.能源部（2021）。能源部为地热倡议项目拨款4600万美元，该项目有可能为数百万美国家庭供电（能源）。https://www.energy.gov/articles/doe-awards-46-million-geothermal-initiative-projects-potentialpower-millions-us-homes。90.陆伟杰，袁志忠，赵玉英，等。(2017).二次电池中的多孔膜技术。化学。Soc.修订版46，2199–2236.91.袁忠，尹勇，谢春，等。(2019).锌基液流电池的先进材料：发展与挑战。Adv.板牙31,1902025.92.Bueno，C.和Carta，J.A。(2006).风力抽水蓄能系统提高加那利群岛可再生能源普及率的方法。使更新。苏斯特。能量。修订版10，312–340.93.Deane，J.P.，Gallachóir，B.P.ó.和McKeogh，E.J。(2010).技术经济评论现有的和新的抽水蓄能电站。使更新。苏斯特。能量。雷夫14,1293–1302.94.Rehman，S.，Al-Hadhrami，L.M.和Alam，M.M。(2015).抽水蓄能电站-年龄系统：技术综述。使更新。苏斯特。能量。修订版44，586–598.95.Budt，M.，Wolf，D.，Span，R.和Yan，J。(2016).压缩空气能源述评存储：基本原则，过去的里程碑和最近的发展。应用程序能量。170,250–268.96.隆德，H.和萨尔吉，G。(2009).压缩空气储能（CAES）在未来可持续能源系统。能量。康弗斯。管理。50,1172–1179.97.斯威德，D.J。(2007).具有SIG-的电力系统中的压缩空气储能显著的风力发电。IEEETrans。能量转换器。22,95–102.98.江，J.，李，Y.Y.，刘，J.P.等(2012).金属氧化物基电子材料的最新进展电化学能量存储的电极结构设计。Adv.板牙24,5166–5180.99.Lin，D.C.，Liu，Y.Y.和Cui，Y。(2017).高能量的锂金属阳极的再生电池。纳特。纳米技术12,194–206.100.杨，M.，哈桑，M.A.，徐，K.等。(2020).通过基于无人机的多光谱表型分析评估冬小麦的水和氮利用效率。前方。植物科学11,927.https://doi.org/10.3389/fpls.2020.00927.101.杨，X.F.，阿代尔，K.R.，高，X.J.和孙，X.L。(2021).最近的进展和前景-用于高能量密度固态锂电池的薄电解质。能量。环境。科学。14,643–671.102.冯，R.Z.，张，X.，Murugesan，V.等。(2021).可逆酮氢化以及用于含水有机氧化还原液流电池的脱氢。科学372，836–840.103.袁志忠，张海明，李新芳。(2018).水性离子传导膜佛罗里达现在的电池系统。化学。共同的。54,7570–7588.104.祖布里尼奇山口(2020).长篇大论：做大，随波逐流。https://www.pv-magazine-india.com/2020/02/15/the-long-read-go-big-go-with-the-flow/.105.J.F.韦弗(2017).世界上最大的电池：200MW/800MWh钒液流电池-现场工作正在进行中。https://electrek.co/2017/12/21/worlds-largest-battery-200MW-800MWh-钒-佛罗里达OW-BATTERY-荣科电源/.106.陈惠南，丛光泰，卢永成。(2018).有机氧化还原研究进展佛罗里达现在蝙蝠-电池：活性材料，电解质和膜。J.能源化学27,1304–1325.107.张，C.和李，X。(2021).用于大规模EN-的有机液流电池的前景能量储存。柯尔。奥平。生物技术。30,100836.108.张军，蒋国平，徐平，等。(2018).全水氧化还原佛罗里达带UN的OW电池-先例的能量密度。能量。环境。科学。11,2010–2015.109.巴兰坦，A.P.，奥尔登，C.B.，米勒，J.B.等(2012).观察到的净碳量增加过去50年中陆地和海洋吸收的二氧化碳。自然488，70–72.110.Crippa，M.，Solazzo，E.，Guizzardi，D.等人(2021).食品系统负责占全球人为温室气体排放量的三分之一。纳特。食物2，1–12.111.王，X.J.，贝，Q.C.，杨，W.等(2020).揭开A中活性固氮菌的面纱佛罗里达NanoSIMS和NanoSIMS联合测定水稻土的渗漏率15N2-DNA稳定同位素探测。生物学。费尔特。土壤56，1189–1199.112.弗里德林斯坦，P.，奥沙利文，M.，琼斯，M.W.等(2020).全球碳预算2020.地球系统科学。数据12，3269–3340.113.Frank，S.，Havlik，P.，Stehfest，E.等人(2019).农业无钴2发射在1.5摄氏度目标的背景下的还原潜力。纳特。克里姆。交换9,66–72.114.普尔，J.和内梅切克，T。(2018).通过以下方式减少食品对环境的影响生产者和消费者。科学360，987–992.115.尚，Z.，阿卜杜拉，M.，夏，L.等。(2021).CAN耕地管理实践在不影响产量的情况下降低温室气体净排放量？格洛布。昌。生物学。27,4657–4670.116.Dawar，K.，Khan，A.，Sardar，K.等人(2021).硝化抑制剂Nitra-Pyrin和覆盖物对N2的影响用N-15示踪法研究O排放和肥料利用率技术。科学。总环境。757,143739.117.Maresma，A.，Lloveras，J.和Martinez-Casasnovas，J.A。(2018).多规格的使用-改善当季氮肥管理和预测谷物产量的卫星空中图像并估算了玉米在灌溉高产环境下经济效益。遥感10，543.118.Sa，I.，Popovic，M.，Khanna，R.等人(2018).WeedMap：一种大规模语义杂草使用航空多光谱成像和深度神经网络的映射框架精准农业。遥感10，1423.119.阿里，M。(2020).节水灌溉管理措施对水稻生产的影响水稻种植过程中的活性和甲烷排放。《地球科学杂志》环境。普罗特8,182–196.120.你好，H.，阿里，M.，巴滕，S.和巴曼，S。(2020).节水灌溉效果管理措施对水稻生产力及稻田甲烷排放的影响《地球科学杂志》环境。普罗特8,182–196.121.Pratiwi，E.，Akhdiya，A.，Purwani，J.等人(2021).甲烷利用细菌对水稻产量、化肥肥效及甲烷排放的影响。IOP会议系列。2021;648;1:12137122.Rani，V.，Bhatia，A.和Kaushik，R。(2021).植物促生接种-不同氮肥施用方式下甲烷利用菌对甲烷排放的影响淹水后水稻的生长与作物生长。科学。总环境。775,145826.123.王，M.，杨森，P.H.，孙，X.Z.等。(2013).描述的数学模型H2的体外动力学天然气聚集。阿尼姆。喂养。科学。技术。184,1–16.124.张，X.M.，梅德拉诺，R.F.，王，M.等。(2019).玉米油补充EN-增加用于生物氢化的氢，抑制甲烷生成，并改变山羊瘤胃发酵途径和微生物群落。J.阿尼姆。科学。97,4999–5008.125.Wang，R.，Wang，M.，Ungerfeld，E.M.等(2018).硝酸盐改善氨浓度-饲喂低蛋白日粮的泌乳奶牛瘤胃微生物蛋白穿孔。《乳品科学杂志》101,9789–9799.126.王，M.，王，R.，杨，S.等。(2016).三种瓦斯治理效果因子对瘤胃总产气和产氢动力学参数的影响利用体外技术进行发酵和氢平衡。阿尼姆。Sci.J.87，224–232.127.张，X.M.，史密斯，M.L.，格鲁宁格，R.J.等。(2021).3-硝基氧-丙醇和菜籽油对甲烷排放、瘤胃发酵的影响消化和生物氢化，以及肉牛的全消化道消化率。J.阿尼姆。科学。99,skab081.128.Hristov，A.N.，Oh，J.，Giallongo，F.等人(2015).一种抑制剂持续减少奶牛肠道甲烷排放对产奶量无不良影响蒂翁。过程。纳特尔阿卡德。科学。美国112，10663–10668.129.梅尔加，A.，韦尔特，K.C.，内德尔科夫，K.等。(2020).3-硝基氧的剂量-反应效应丙醇对奶牛肠道甲烷排放的影响。《乳品科学杂志》103,6145–6156.130.苏巴拉特，S.，舒，D.R.，郑，T.等。(2016).给绵羊接种甲烷疫苗GEN蛋白提供了对唾液中靶向瘤胃所需抗体水平的深入了解产甲烷菌。《公共科学图书馆·综合》11，E0159861.131.Herrero，M.，Henderson，B.，Havlik，P.等人(2016).温室气体减排潜力-牲畜部门的TIAL。纳特。克里姆。更改6，452–461.132.Harindintwali，J.D.，Zhou，J.L.，Muhoza，B.等(2021).综合生态战略-农业可持续碳氮循环。J.环境。管理。293,112856.133.白，Z.，王，X.，吴，X.等。(2021).中国需要特定区域的粪肥处理-金属和回收技术。圆形AGR。系统。1,1–8.134.纳普，J.R.，劳尔，G.L.，瓦达斯，P.A.等。(2014).特邀评论：肠甲烷奶牛生产：量化减排的机会和影响锡安斯。《乳品科学杂志》97,3231–3261.18创新2，100180，2021年11月28日www.cell.com/the-innovation评论创新135.Auffret，M.D.，Stewart，R.，Dewhurst，R.J.等(2018).识别、比较和甲烷排放的瘤胃微生物生物标志物的验证不同的牛品种和基础日粮。前方。微生物学。9,2642.136.华莱士，R.J.，萨森，G.，加恩斯沃西，P.C.等(2019).的可遗传子集。核心瘤胃微生物组决定奶牛的生产力和排放量。科学高级5,eaav8391.137.张，M.，宋，G.，杰拉尔迪，D.L.等。(2020).评价生物炭及其改性-用于去除水中的铵、硝酸盐和磷酸盐的部分。沃特水库186,116303.138.Lee，H.J.，Yong，H.I.，Kim，M.等(2020).肉类替代品的现状及其Po-未来肉类市场的潜在角色-回顾。亚洲南部。J.阿尼姆。33,1533–1543.139.Acosta，N.，Sakarika，M.，Kerckhof，F.-M.等人(2020).微生物蛋白生产从甲烷通过电化学沼气升级。化学。工程杂志391，123625.140.江，W.，埃尔南德斯·维拉莫尔，D.，彭，H.等。(2021).代谢工程能够微生物利用C1原料的策略。纳特。化学。生物学。17,845–855.141.Matassa，S.，Boon，N.，Pikaar，I.和Verstraete，W。(2016).微生物蛋白：未来低环境足迹的可持续食品供应路线。微体生物技术9,568–575.142.白，Z.，施密特-特劳布，G.，徐，J.等。(2020).年中国的粮食系统革命大流行后的世界。环境资源。维持。2,100013.143.Pikaar，I.，Matassa，S.，Rabaey，K.等人(2017).微生物和下一个氮Rev-解决方案。环境。科学。泰克内尔。51,7297–7303.144.Pikaar，I.，Matassa，S.，Bodirsky，B.L.等人(2018).牲畜与土地使用脱钩通过工业饲料生产途径。环境。科学。泰克内尔。52,7351–7359.145.Pan，Y.，BirdseyRichard，A.，Fang，J.等。(2011).一个巨大而持久的碳汇在世界的森林里。科学333，988–993.146.粮农组织（2010年）。联合国粮食及农业组织：全球森林资源2010年评估（粮农组织林业文件）.147.Mahanta，S.K.、Garcia，S.C.和Islam，M.R。(2020).基于饲料的饲养系统产奶动物：问题，限制和策略。靶场管理阿格罗福尔。41,188–199.148.韩，C.，张，Y.P.，Redmile-Gordon，M.等。(2021).有机无机模型土壤组分激发了独特微生物的形成菲LMS用于增强苯并a芘的生物降解J.危险。板牙。404,124071.149.R.J.Zomer、D.A.Bossio、R.Sommer和L.V.Verchot(2017).全球隔离农田土壤有机碳增加的潜力。科学报告7，15554.150.方，J.Y.，于，G.R.，刘，L.L.等。(2018).气候变化、人类影响和汽车-中国的固碳。过程。纳特尔阿卡德。科学。美国115，4015–4020.151.Wijesekara，H.，Colyvas，K.，Rippon，P.等人(2021).的固碳值生物固体应用于土壤：全球荟萃分析。J.环境。管理。284,112008.152.西特，硕士，Scha€费尔，A.，史密斯，K.E.C.等。(2021).比较秸秆、堆肥和生物炭作为农业土壤改良剂影响土壤的适宜性结构、养分淋溶、微生物群落和农药的归宿。科学。总环境。751,141607.153.Raymond，P.A.，Hartmann，J.，Lauerwald，R.等人(2013).全球二氧化碳排放-来自内陆水域的冲击。自然503，355–359.154.Regnier，P.，Friedlingstein，P.，Ciais，P.等人(2013).的人为扰动从陆地到海洋的碳通量。纳特。地球科学。6,597–607.155.Zhao，J.，Ma，J.和Zhu，Y。(2019).评估气候变化对全球不同森林类型的净生态系统生产力（NEP）基于UAL树的模型FORCCHN与遥感。格洛布。行星。变化182，103010.156.克劳瑟，T.W.，托德-布朗，K.E.O.，罗，C.W.等(2016).量化全球土壤应对气候变暖的碳损失。自然540，104–108.157.Ramesh，T.，Bolan，N.S.，Kirkham，M.B.等人(2019).土壤有机碳动态：土地利用变化和管理实践的影响：综述。在前进中《农学》，D.L.Sparks编辑，1–107.158.陈世平，王文泰，徐文泰，等。(2018).植物多样性提高生产力和土壤碳储量。过程。纳特尔阿卡德。科学。美国115，4027–4032.159.方，J.Y.，于，G.R.，刘，L.L.等。(2018).气候变化、人类影响和汽车-中国的固碳。过程。纳特尔阿卡德。科学。美国115，4015–4020.160.陈松，王伟，徐伟，等。(2018).植物多样性可提高生产力和土壤碳储存。过程。纳特尔阿卡德。科学。美国115，4027–4032.161.麦克马洪，S.M.，帕克，G.G.和米勒，D.R。(2010).最近森林生长增加的证据。过程。纳特尔阿卡德。科学。美国136，3611–3615。200912376.https://doi.org/10.1073/pnas.0912376107.162.斯赫a€Fffer，A.，Filser，J.，Frische，T.等人(2018).寂静的春天：关于需要可持续植物保护（德国自然研究学会LeopoldinaE。国家科学院（Leopoldina），1–64.163.Penuelas，J.，Janssens，I.A.，CIAIS，P.等人(2020).人为的全球变化生物圈N、P浓度和比值及其对生物多样性的影响，生态系统生产力、粮食安全与人类健康。格洛布。改变生物学。26,1962–1985.164.乔杜里，S.，博兰，N.，法雷尔，M.等。(2021).文化和营养人的作用-农业土壤固碳的管理实践。在前进中农学，D.L.Sparks编辑。（学术出版社），131–196.165.C阿佩克，P.，曼佐尼，S.，卡s托夫斯卡，E.等人(2018).植物-微生物相互作用解释养分对初级生产影响的框架。纳特。生态。埃沃尔。2,1588–1596.166.Marschner，B.，Brodowski，S.，Dreves，A.等人(2008).顽抗有多大关系？用于稳定土壤中的有机质？J.植物营养土壤SC。171,91–110.167.Mack，M.，Schuur，E.G.，Bret-Harte，M.等(2004).生态系统碳储量北极苔原因长期营养施肥而减少。自然431，440–443.168.侯爱强，罗永强，匡永伟，等。(2020).全球荟萃分析显示普遍自然陆地生态系统中地上植物生产的磷限制特姆斯。纳特。共同的。11,637.169.Li，Y.，Nie，C.，Liu，Y.H.等(2019).土壤微生物群落组成紧密与Speci关联菲土壤碳酶活性与土壤碳化学术语施氮草地。科学。总环境。654,264–274.170.Ylanne，H.和Stark，S。(2019).区分快速和慢速C循环反馈到在亚北极苔原上放牧。生态系统22，1145–1159.171.邓，L.，斯威尼，S.和上官，Z.P。(2014).草地对放牧的反应干扰：荒漠草原植物多样性随放牧强度的变化。禾草饲料科学69,524–533.172.Goll，D.S.，CIAIS，P.，Amann，T.等人(2021).潜在的Co2从中删除生态系统对粉末状岩石的响应增强了风化作用。纳特。地球科学。14,545–549.173.Bolan，N.S.，Kunhikrishnan，A.，Choppala，G.K.等(2012).中碳的稳定性堆肥和生物炭与固碳和土壤肥力的关系。科学。总数环境。424,264–270.174.Tubiello，F.N.，Conchedda，G.，Wanner，N.等人(2021).碳排放和再森林迁移：新估计，1990-2020年。地球系统科学。数据13，1681–1691.175.刘宝杰，张玲，陆芳，等。(2019).温室气体排放量和净碳量中国京津风沙源治理工程的封存。J.清洁。普罗德225,163–172.176.陆峰，胡辉，孙伟，等。(2018).国家生态修复工程成效2001-2010年中国碳汇研究。过程。纳特尔阿卡德。科学。美国115，4039–4044.177.Diochon，A.，Kellman，L.和Beltrami，H。(2009).看得更深：一项调查东北红云杉采伐后的土壤碳损失云杉（PiceaRubensSarg.）森林年代序列为了。生态。马纳格。257,413–420.178.龚，C.，谭，Q.，刘，G.和徐，M。(2021).森林疏伐增加土壤碳中国的股票。为了。生态。马纳格。482,118812.179.特朗博尔，S.，白兰度，P.和哈特曼，H。(2015).森林健康与全球变化。科学349，814–818.180.阿里(2019).林分结构与功能：现状与未来挑战。生态。印度语。98,665–677.181.Pedro，M.S.，Rammer，W.和Seidl，R。(2017).理清…的影响森林生产力的组成和结构多样性。《蔬菜科学杂志》28,649–658.182.Schulp，C.J.E.，Nabuurs，G.-J.，Verburg，P.H.和DeWaal，R.W。(2008).树的效果森林枯枝落叶层和矿质土壤碳储量的物种及其对土壤碳储量的影响债券库存。为了。生态。马纳格。256,482–490.183.Lu，X.K.，Vitousek，P.M.，Mao，Q.G.等。(2021).氮沉降加速土壤热带森林的碳吸收。过程。纳特尔阿卡德。科学。美国118，e2020790118.184.RamachandranNair，P.K.，MohanKumar，B.和Nair，V.D。(2009).农林业作为固碳战略。J.植物营养土壤科学172,10–23.185.Liang，C.，Schimel，J.P.和Jastrow，J.D。(2017).合成代谢在MI中的重要性微生物对土壤碳储量的控制。纳特。微生物学。2,17105.186.Ka€斯特纳，M.和米尔特纳，A。(2018).SOM和微生物——微生物留下了什么生命。《土壤碳的未来》，C.Garcia、P.Nannipieri和T.Hernandez编辑。（学术出版社），125–163.187.Yin，Y.，Yang，C.，Li，M.等(2021).生物技术应用的研究进展与展望在堆肥过程中减少温室气体排放：综述。科学。总数环境。798,149294.188.王永强，白荣，狄海杰，等。(2018).生物炭的分异机理在两种不同的水稻土壤中，控制秸秆引起的温室气体排放。前方。微生物学。9,2566.189.宋兴德，杨峰，吴海云，等。(2021).大陆尺度上土壤无机碳的显著损失。纳特尔Sci.修订版NWAB120。https://doi.org/10.1093/nsr/nwab120.190.郭建华，刘小军，张勇，等。(2010).主要中国人显著酸化农田。科学327，1008–1010.191.比尔林，D.J.，坎察斯，E.P.，洛马斯，M.R.等(2020).大规模的潜力一氧化碳2通过增强的岩石风化和耕地移除。自然583，242–248.ll创新2，100180，2021年11月28日19评论这个改革192.Zhong，Y.，Jiang，M.和Middleton，B.A。(2020).水位变动的影响泥炭地的碳循环。生态系统。健康支持。6,1806113.193.Farquhar，G.D.，Fasham，M.J.R.，Goulden，M.L.等(2001).碳循环和AT-大气二氧化碳。《2001年气候变化：科学基础》，J.T。Houghton，Y.Ding和D.J.Griggs等人编辑。（剑桥大学按），pp。1–56.194.政府间气候变化专门委员会（2001）。科学基础（剑桥大学出版社）.195.Macreadie，P.I.，Anton，A.，Raven，J.A.等人(2019).蓝碳科学的未来。纳特。共同的。10,3998.196.McLeod，E.，Chmura，G.L.，Bouillon，S.等人(2011).蓝碳蓝图：TO-进一步了解沿海植被栖息地在SEQUES中的作用特灵公司2.前方。生态。环境。9,552–560.197.焦，N.，赫恩德尔，G.J.，汉塞尔，D.A.等。(2010).微生物生产顽拗菌溶解有机物：全球海洋的长期碳储存。纳特·雷夫微生物学。8,593–599.198.勒让德，L.，里夫金，R.B.，温鲍尔，M.G.等(2015).微生物碳泵概念：全球变化海洋中潜在的生物地球化学意义。进步。海洋学134,432–450.199.斯通河(2010).看不见的手在巨大的碳库后面。科学328，1476–1477.200.内勒曼，C.，科科伦，E.，杜阿尔特，C.等。(2009).蓝碳——健康海洋在固碳中的作用。https://www.grida.no/publications/145.201.焦，N.Z.，王，H.，徐，G.H.和Arico，S。(2018).正在崛起的蓝碳：挑战和机会。纳特尔Sci.修订版5，464–468.202.唐建伟，叶少芳，陈小春，等。(2018).沿海蓝碳：概念，研究方法，以及在生态恢复中的应用。科学。中国地球科学61,637–646.203.Duarte，C.M.，Losada，I.J.，Hendriks，I.E.等(2013).沿海植物群落的作用-缓解和适应气候变化的团结。纳特。克里姆。变化3，961–968.204.Breithaupt，J.L.，Smoak，J.M.，Smith，T.J.等(2012).有机碳埋藏率红树林沉积物：加强全球预算。格洛布。生物地球化学赛。26,Gb3011.205.Wang，F.M.，Sanders，C.J.，Santos，I.R.等(2021).全球蓝碳累积在潮汐湿地中，随着气候变化而增加。纳特尔科学第8版，NWAA296.206.勒奎尔，C.，安德鲁，R.M.，弗里德林斯坦，P.等(2018).全球碳预算2018.接地系统科学。数据10，2141–2194.207.魏，F。(2021).面向2020年后全球生物多样性保护：中国的足迹与方向。创新2，100175。https://doi.org/10.1016/j.xinn.2021.100175.208.焦N.Z.，唐K.，蔡H.Y.和毛Y.J。(2011).增加微生物碳通过减少陆地上的化肥而沉入海中。Nat.Rev.微生物学9,75.209.陈，C.-T.A.和博尔赫斯，A.V。(2009).调和关于碳循环的对立观点在沿海海洋中：大陆架作为汇，近岸生态系统作为大气Co来源2.深海研究角56,578–590.210.Wang，F.M.，Eagle，M.，Kroeger，K.D.等。(2021).植物生物量和碳素比率盐中潮汐连通性成功恢复增强了对二氧化碳的吸收。沼泽地。科学。总环境。750,141566.211.博西奥，D.A.，库克-巴顿，S.C.，埃利斯，P.W.等(2020).土壤碳在NAT中的作用乌拉尔气候解决方案。纳特。维持。3,391–398.212.Brown，M.A.，Dwivedi，P.，Mani，S.等人(2021).本地化全球的框架气候解决方案及其碳减排潜力。过程。纳特尔阿卡德。科学。美国118,e2100008118.213.石涛，郑欣，张辉，等。(2021).珊瑚礁：潜在的蓝色碳汇减缓气候变化。公牛。下巴。学院。科学。36,270–278.214.Zhang，J.，Liu，J.，Zhang，Y.和Li，G。(2021).Maricul的战略方针真正实现海洋负碳排放。公牛。下巴。学院。科学。36,252–258.215.Kaza，S.，Yao，L.，Bhada-Tata，P.和Woerden，F.V。(2018).太浪费了2.0：A2050年固体废物管理全球概况（世界银行）.216.环保局（2021）。关于垃圾填埋气体的基本信息-垃圾填埋场的甲烷排放（环境保护局）。https://www.epa.gov/lmop/basic-information-关于垃圾填埋气体#甲烷.217.Yadav，I.C.和Devi，N.L。(2019).生物质燃烧、区域空气质量和气候交换.218.陈文芳，孟军，韩晓荣，等。(2019).生物炭的过去、现在和未来。生物炭1，75–87.219.莱曼(2007).一把碳。自然447，143–144.220.Wang，J.L.和Wang，S.Z。(2019).制备、改性与环境生物炭的应用研究进展J.清洁。普罗德227,1002–1022.221.Soni，B.和Karmee，S.K。(2020).连续中试规模热解基于Biore菲用于从锯末生产生物油和生物炭的工厂。燃料271，117570.222.刘国兴，宋勇，盛海杰，等。(2019).2，2'，4，4'-四溴-2，2'，4，4'-四溴甲烷的吸附动力学二苯醚（BDE-47）对玉米秸秆生物炭的影响。土壤圈29，721–729.223.Bolan，N.，Hoang，S.A.，Beiyuan，J.Z.等。(2021).生物炭在碳储存之外的多功能应用。内部。板牙。雷夫https://doi.org/10.1080/09506608.2021.1922047.224.贾明英，王峰，金鑫，等。(2016).金属离子-土霉素在玉米上的相互作用秸秆生物炭在不同温度下热解。化学。工程杂志304，934–940.225.马丁-劳拉，M.A.，皮纳尔，A.，利杰罗，A.等。(2021).的表征和使用消费后混合塑料废物热解产生的焦炭。水13,1188.226.辛格，E.，库马尔，A.，米什拉，R.等。(2021).废弃生物质和塑料的热解用于生产生物炭及其用于从含水SO-中去除重金属的用途洗脱。生物资源。泰克内尔。320,124278.227.哦，S.Y.和SEO，T.C。(2019).共热解提纯农业生物质炭生物质和聚对苯二甲酸乙二醇酯废料。RSC高级9，28284–28290.228.Ghodake，G.S.，Shinde，S.K.，Kadam，A.A.等人(2021).生物质原料综述，生物炭热解机理及理化特性研究进展加速循环生物经济愿景的框架。J.清洁。普罗德297,126645.229.Dissanayake，P.D.，You，S.M.，Igalavithana，A.D.等(2020).生物炭基吸附剂二氧化碳捕获的排架：评论。使更新。苏斯特。能量。修订版119，109582.230.Shaheen，S.M.，Niazi，N.K.，Hassan，N.E.E.等(2019).木质生物炭水和废水中潜在有毒元素的去除：评论。内部。板牙。修订版64，216–247.231.刘国兴，盛海杰，傅玉华，等。(2019).胞外聚合物（EPS）生物炭对2，2'，4，4'-四溴联苯的调变吸附等温线乙醚。化学圈214，176–183.232.贾明阳，王芳，卞玉荣，等。(2018).磺胺二甲嘧啶在生物炭上的吸附受不同来源溶解有机物的影响。生物资源。泰克内尔。248,36–43.233.YeL.L.，Camps-Arbestain，M.，Shen，Q.H.等。(2020).生物炭对作物产量的影响使用和不使用肥料：使用单独对照的现场研究的荟萃分析。土壤利用管理。36,2–18.234.伍尔夫，D.，阿莫内特，J.E.，斯特里特-佩罗特，F.A.等(2010).可持续生物炭减缓全球气候变化。纳特。共同的。1,56.235.布鲁恩，E.W.，彼得森，C.T.，汉森，E.等(2014).生物炭添加物至粗粒沙质底土可促进根系生长并提高保水性。土壤利用管理。30,109–118.236.Hossain，M.Z.，Bahar，M.M.，Sarkar，B.等(2020).生物炭及其重要性土壤和植物的养分动态。生物炭2，379–420.237.潘迪特，N.R.，穆德，J.，黑尔，S.E.等。(2018).生物炭通过以下方式促进玉米生长缓解中度酸性低输入尼泊尔土壤中的养分胁迫。科学。总环境。625,1380–1389.238.杨，X.，齐巴特，A.，南，H.等。(2019).气化生物炭的应用效果土壤质量：微量金属行为、微生物群落和土壤溶解有机物事情。J.危害。板牙。365,684–694.239.Hseu，Z.-Y.，Jien，S.-H.，Chien，W.-H.和Liou，R.-C。(2014).生物炭对泥岩坡地土壤的物理性质和侵蚀潜势。科学。世界J.2014,602197.240.傅玉华，王峰，盛海杰，等。(2020).增强MAG-的抗菌活性基因生物炭共轭季鏻盐。碳163，360–369.241.Harindintwali，J.D.，Zhou，J.，Yang，W.等(2020).生物炭-细菌-植物伴侣-船舶：应对重金属污染的生态解决方案。生态毒素。环境。保险箱204，111020.242.香，L.L.，盛，H.J.，顾，C.G.等。(2019).生物炭与堆肥结合降低2，2'，4，4'-四溴二-的流动性、生物利用度和植物吸收土壤中的苯醚J.危害。板牙。374,341–348.243.Sashidhar，P.，Kochar，M.，Singh，B.等人(2020).用于输送农业投入的生物炭：现状和未来展望。科学。总环境。703,134892.244.Oliveira，F.R.，Patel，A.K.，Jaisi，D.P.等人(2017).生物的环境应用char：当前状态和透视图。生物资源。泰克内尔。246,110–122.245.Mandal，S.，Sarkar，B.，Bolan，N.等人(2016).设计先进的生物炭产品最大限度地发挥温室气体减排潜力。暴击。修订版《环境科学》泰克内尔。46,1367–1401.246.韩，X.G.，孙，X.，王，C.等。(2016).减少稻田甲烷排放预测气候变化下添加水稻秸秆生物炭的土壤。科学代表6,24731.247.何玉华，周晓华，蒋丽玲，等。(2017).生物炭施用对土壤的影响温室气体通量：荟萃分析。GCB。生物能源9，743–755.248.高，P.，李，S.，卜，X.等。(2017).Co直接转化2转化为高浓度的液体燃料在双功能催化剂上的选择性。纳特。化学。9,1019–1024.249.Joseph，S.，Cowie，A.L.，vanZwieten，L.等(2021).生物炭如何起作用，何时不起作用：控制土壤和植物对生物炭反应的机制综述。GCB。生物能源。https://doi.org/10.1111/gcbb.12885.20创新2，100180，2021年11月28日www.cell.com/the-innovation评论创新250.Minh，T.D.，Song，J.Z.，Deb，A.等(2020).用于ABATE-的生物炭基催化剂新兴污染物的部分：综述。化学。工程杂志394，124856.251.熊晓南，余一康，曹立中，等。(2017).生物炭基催化剂研究进展化学合成、生物燃料生产和污染控制。生物资源。泰克内尔。246,254–270.252.Lu，W.，Jia，B.，Cui，B.等(2017).CAR-的高效光电化学还原键合二氧化物到甲酸：作为吸收剂和电极功能化离子液体莱特。安格。化学。内部。编辑。56,11851–11854.253.万志辉，孙永强，曾德伟，等。(2020).可持续的补救措施电活性生物炭系统：机理与展望。绿色化学22,2688–2711.254.万志辉，徐志波，孙永强，等。(2021).中氮空位的关键影响氮掺杂石墨生物炭的非自由基碳催化。环境。科学。泰克内尔。55,7004–7014.255.王玲，陈玲，曾德伟，等。(2019).生物炭作为绿色添加剂的作用适用于以沉积物为基础的建筑产品。水泥混凝土混合物104,103348.256.王玲，陈玲，曾德伟，等。(2020).生物炭作为水泥的绿色添加剂二氧化碳固化的基复合材料。J.清洁。普罗德258,120678.257.Das，O.，Sarmah，A.K.和Bhattacharyya，D。(2015).有机化学中的一种新方法通过在木材/聚丙烯复合材料中添加生物炭进行废物利用。废物管理。38,132–140.258.陈玲，王玲，张勇，等。(2021).生物炭在水泥基稳定中的作用城市生活垃圾焚烧飞灰的固化处理化学。工程J。132972.259.王玲，陈玲，潘春生等。(2021).生物炭和Co2的作用在SUS中固化-稳定镁质水泥基复合材料。ACS维持。化学。英格。9,8603–8610.260.Dixit，A.，Gupta，S.，Pang，S.D.和Kua，H.W。(2020).水泥置换和使用生物炭改善超高性能混凝土的水化。在第三个高吸水性树脂应用国际会议Boshoff，R.Combrinck和V.Mechtcherine等人编辑。（斯普林格，查姆），PP。222–229.261.Gupta，S.，Kua，H.W.和Cynthia，S.Y.T。(2017).涂有生物炭的聚丙烯的用途菲用于碳封存和砂浆物理改良的BERS。水泥混凝土成分83,171–187.262.Ahmad，S.，Khushnood，R.A.，Jagdale，P.等(2015).高性能自控利用微炭化竹材颗粒制备水泥基复合材料板牙。德斯。76,223–229.263.Gupta，S.，Kua，H.W.和Low，C.Y。(2019).生物炭作为碳截存的用途水泥砂浆中的添加剂（体积第87页，110,2018).水泥混凝土混合物95,285–286.264.Man，K.Y.，Chow，K.L.，Man，Y.B.等(2021).生物炭作为饲料添加剂的应用动物养殖。暴击。修订版《环境科学》泰克内尔。51,187–217.265.徐子斌，何明杰，徐晓云，等。(2021).不同活化过程对生物炭抗氧化的碳稳定性。生物资源。泰克内尔。338,125555.266.何明杰，徐智斌，孙永强，等。(2021).热解条件的关键影响和木质废弃物生物质应用生产中的活化方法车辆。生物资源。泰克内尔。341,125811.267.贝尔彻，R.W.，金，H.S.，Buege，B.等。(2017).作为微生物载体的生物炭（世界知识产权组织），WO2017/117314AL.268.芬尼根湾(2015).所有基于化石燃料的产品都可以由生物质制成——PhilippeMengal博士。https://ec.europa.eu/research-and-innovation/EN/HORIZON-MAGAZINE/所有产品-基于-化石-燃料-可制造-生物质-DR-菲利普·门加尔.269.陈，G.Q.和帕特尔，M.K。(2012).生物来源的塑料：现在和未来：技术和环境评论。化学。修订版112，2082–2099.270.江涛，段强，朱杰，等。(2020).淀粉基生物降解材料：Chal-时间和机会。高级工业工程师波利姆。第3、8-18号决议.271.张，J.W.R.，邱，K.S.，Yew，G.Y.等。(2021).生物技术生产的进展利用食物垃圾水解液和废水的微藻塑料：综述。生物资源。泰克内尔。342,125947.272.Atiwesh，G.，Mikhael，A.，Parrish，C.C.等人(2021).生物对环境的影响塑料的使用：综述。Heliyon7，E07918.273.Nandakumar，A.，Chuah，J.A.和Sudesh，K。(2021).生物塑料：利还是弊？使更新。苏斯特。能量。修订版147，111237.274.Lim，C.，Yusoff，S.，Ng，C.G.等人(2021).海藻多糖生物塑料采用绿色生产方式的游乐设施。J.环境。化学。英格。9,105895.275.Bishop，G.，Styles，D.和Lens，P.N.L。(2021).环境绩效比较-生物塑料与石化塑料之子：生命周期评价述评（LCA）方法决策。雷苏尔。康瑟夫。雷西。168,105451.276.洛杉矶的伯格伦德和爱荷华州的伯格特(2018).用于功能的仿生木材纳米技术传统材料。Adv.板牙30，E1704285.277.Li，T.，Chen，C.J.，Brozena，A.H.等。(2021).开发原纤化纤维素作为SUS-可接受的技术材料。自然590，47–56.278.宋建伟，陈春杰，朱少忠，等。(2018).将散装天然木材加工成高性能结构材料。自然554，224–228.279.江峰，李涛，李勇，等。(2018).面向可持续发展的木质纳米技术伊蒂。Adv.板牙30,1703453.280.张玲，党勇，周鑫，等。(2021).Co2在CoFe合金催化剂上直接转化为喷气燃料。创新2，100170。https://doi.org/10.1016/j.xinn.2021.100170.281.国际能源机构（2013）。技术路线图：碳捕获和储存（经合组织/国际能源机构）。HTTPS：//www.iea.org/reports/technology-roadmap-carbon-capture-and-storage-2013.282.马尔凯蒂角(1977).地球工程与Co2问题。气候变化1,59–68.283.阿克沃尔，I.，林德伯格，E.和莱克纳，A。(2009).复制的可行性存储的Co2来自SleipnerGas的Utsira地层菲埃尔德。能量。已处理。1,2557–2564.284.Metz，B.，Davidson，O.，DeConinck，H.等(2005).政府间气候变化专门委员会关于二氧化碳捕获和储存的特别报告（剑桥大学出版社）。https://www.ipcc.CH/报告/二氧化碳捕获和存储/。285.Gao，L.，Jin，H.，Liu，Z.和Zheng，D。(2004).煤基多元素的？分析用于电力和化工生产的发电系统。能源29，2359–2371.286.Li，S.，Jin，H.和Gao，L。(2013).替代天然气与电力联产通过化学未转化气体的适度再循环从煤中获得。能量55，658–667.287.Li，S.，Gao，L.和Jin，H。(2017).实现低生命周期能源使用和温室气体排放-煤基Co多联产2获得。应用程序能量。194,161–171.288.洪光，J.，Toshihiro，O.和Ishida，M。(1998).开发一种新的化学-催化-循环燃烧：一种含双金属氧化物循环材料的合成首席运营官-尼欧。能量。燃料。12,1272–1277.289.López-Pacheco，I.Y.，Rodas-Zuluaga，L.I.，Fuentes-Tristan，S.等(2021).藻类捕获Co2作为减少城市温室气体的一种选择：城市空间的碳汇。J.Co2实用程序53,101704.https://doi.org/10.1016/j.jcou.2021.101704.290.Hou，S.L.，Dong，J.和Zhao，B。(2019).Co2中C-X键的形成化学固定-金属有机骨架催化的取代反应。Adv.板牙32,1806163.291.Klankermayer，J.，Wesselbaum，S.，Beydoun，K.和Leitner，W。(2016).选择性CAT-使用二氧化碳和氢气组合的催化合成：催化在能源和化学的界面上下棋。安格。化学。国际教育55,7296–7343.292.Gao，P.，Li，S.G.，Bu，X.N.等(2017).Co直接转化2变成液体燃料在双功能催化剂上的高选择性。纳特。化学。9,1019–1024.293.何志华，钱启林，马军，等。(2016).水强化合成高级醇来自Co2在Pt/Co3上的氢化O4催化剂在较温和的条件下。安格。化学。国际教育55,737–741.294.兰格，X.D.和他，L.N。(2016).合成环状碳酸酯的绿色催化工艺在温和条件下从二氧化碳中获得SIS。化学。雷克16,1337–1352.295.吴玉英，赵玉芳，李瑞平，等。(2017).四丁基膦基离子液体催化Co2环境条件下的转化：合成α-烷基的一个实例二烯基环状碳酸酯ACSCatal。7,6251–6255.296.金德曼，N.，何塞，T.和克莱伊，A.W。(2017).由AlCO-合成碳酸盐霍尔斯和Co2.在二氧化碳的化学转化中，X.F.Wu和M.Beller，EDS。（施普林格），61–88.297.Yu，B.和Liu，Z.M。(2015).一氧化碳2-通过构造涉及化学品的合成C-N和C-C键（中文）中文SCI公牛。60,1452–1464.298.杨志忠，何立南，高军，等。(2012).C–N键对二氧化碳的利用形成：二氧化碳捕获和后续转化。能量。环境。科学。5,6602–6639.299.胡俊英，马杰，朱庆光，等。(2015).大气中Co2的转化催化的质子型离子液体高效合成2-恶唑烷酮安格。化学。国际教育54,5399–5403.300.赵玉芳，于波，杨志忠，等。(2014).质子型离子液体催化Co2转换-常压和室温下的SiON：喹唑啉的合成2，4（1H，3H）-二酮。安格。化学。国际教育53,5922–5925.301.Liu，A.H.，Yu，B.和He，L.N。(2015).二氧化碳催化转化为羧基酸衍生物。格林。气体5，17–33.302.奥斯塔波维奇，T.G.，施米茨，M.，克里斯多夫，M.等(2013).二氧化碳作为C1建筑物-用于通过甲醛催化氢羧化形成羧酸的SING嵌段蒂翁。安格。化学。国际教育52,12341–12345.303.Li，K.，Peng，B.和Peng，T.Y。(2016).非均相光催化剂的研究进展溶解钴2转换为太阳能燃料。ACSCatal。6,7485–7527.304.Li，C.C.，Wang，T.，Liu，B.等(2019).光电化学Co2减少至调整-晶界介导的a-Si/TiO2上的埃布尔合成气/Au光电阴极的损耗起始电位。能源环境。科学。12,923–928.305.Vu，N.N.，Kaliaguine，S.和Do，T.O。(2019).的关键方面和最新进展用于太阳光催化还原的光催化剂结构工程一氧化碳2变成燃料。高级功能板牙。29,1901825.ll创新2，100180，2021年11月28日21评论这个改革306.王建伟，蒋玲，黄海海，等。(2021).通过动力学快速电子转移配位相互作用促进量子EF菲光催化活性Co2减少。纳特。共同的。12,4276.307.龙，R.，李，Y.，刘，Y.等。(2017).Cu原子在PD晶格中的隔离：形成高度Co2光催化转化的选择性位点至CH4.J.AM。化学。索克。139,4486–4492.308.曾贵堂，邱军，李忠，等。(2015).一氧化碳2在TiO2上还原为甲醇-钝化GaP光催化剂ACSCatal。4,3512–3516.309.陆文伟，贾斌，崔宝林，等。(2017).埃夫菲现代光电化学还原二氧化碳转化为甲酸：一种功能化的离子液体作为吸收剂和电子罗利特。安格。化学。国际教育56,11851–11854.310.Albero，J.，Peng，Y.和García，H。(2020).光催化一氧化碳2还原为C2+产品-UCTS。ACSCatal。10,5734–5749.311.Birdja，Y.Y.，Pérez-Gallent，E.，Figueiredo，M.C.等人(2019).进步与挑战了解二氧化碳到燃料的电催化转化。纳特。能源4，732–745.312.Kibria，M.G.，Edwards，J.P.，Gabardo，C.M.等人(2019).电化学Co2还原-化学原料：从机械电催化模型到系统设计。Adv.板牙31,1807166.313.Hori，Y.，Wakebe，H.，Tsukamoto，T.和Koga，O。(1994).的电催化过程电化学还原Co2中的Co选择性水溶液中的金属电极媒体。电镀器。学报39，1833–1839.314.Hori，Y.，Kikuchi，K.和Suzuki，S。(1985).生产Co和CH4在电化学中-化学还原Co2在碳酸氢盐水溶液中的金属电极上。化学。列特。14,1695–1698.315.Huang，J.E.，Li，F.，Ozden，A.等。(2021).一氧化碳2电解到多碳产品强酸。科学372，1074–1078.316.Nitopi，S.，Bertheussen，E.，Scott，S.B.等(2019).电子商务的进展和前景TrochemicalCo2含水电解质中铜的还原。化学。修订版119，7610–7672.317.Ross，M.B.，DeLuna，P.，Li，Y.等(2019).电化学材料的设计二氧化碳循环利用。纳特。卡塔尔。2,648–658.318.王刚，陈杰，丁勇，等。(2021).(2对Co的电催化作用转换：从增值产品的基本要素。化学。Soc.修订版50，4993–5061.319.吴勇，蒋忠，陆鑫，等。(2019).多米诺电还原Co2到甲醇上分子催化剂。自然575，639–642.320.Zhi，X.，Vasileff，A.，Zheng，Y.等(2021).氧结合反应中间体的作用选择性电化学Co2中的酸盐减少。能量。环境。科学。321.杨，D.，朱，Q.和韩，B。(2020).离子液体电解液中Co2的电还原创新1，100016。https://doi.org/10.1016/j.xinn.2020.100016.322.DeArquer，F.P.G.，Dinh，C.-T.，Ozden，A.等人(2020).一氧化碳2电解为多碳活度大于1Acm的产品-2.科学367，661–666.323.哈斯，T.，克劳斯，R.，韦伯，R.等。(2018).Co参与的技术光合作用2电解和发酵。纳特。卡塔尔。1,32–39.324.Peterson，A.A.，Abild-Pedersen，F.，Studt，F.等人(2010).铜如何催化将二氧化碳电还原为碳氢燃料。能量。环境。科学。3,1311–1315.325.夏，C.，朱，P.，江，Q.等。(2019).连续生产纯液体燃料SO-通过电催化Co2的洗脱使用固体电解质装置进行还原。纳特。能量4,776–785.326.马伟，谢松，刘涛，等。(2020).电催化还原Co2乙烯和乙醇在氟修饰的铜上通过氢辅助的C-C偶联。纳特。卡塔尔。3,478–487.327.Nørskov，J.K.，Rossmeisl，J.，Logadottir，A.等人(2004).溢油的来源-燃料电池阴极的氧还原潜力。J.物理化学。B108，17886–17892.328.Li，H.，Kelly，S.，Guevarra，D.等(2021).氧气的局限性分析过渡金属氧化物表面的还原活性。纳特。卡塔尔。4,463–468.329.徐，S.和卡特，E.A。(2018).对异质（照片）电子的理论见解TrochemicalCo2减少。化学。修订版119，6631–6669.330.贝勒，M.和博恩朔伊尔，U.T。(2014).一氧化碳2菲通过氢化进行氧化化学法或酶法。安格。化学。国际教育53,4527–4528.331.Aleku，G.A.，Robert，G.W.，Titchiner，G.R.和Leys，D。(2021).合成酶-催化剂溶解的钴2固定反应。Chemsuschem14，1781–1804.332.石建芳，蒋玉洁，蒋志勇，等。(2015).二氧化碳的酶促转化化学。Soc.修订版44，5981–6000.333.阿尔维斯，M.，格里尼亚德，B.，梅罗，R.等。(2017).碳的有机催化偶联用于合成环状碳酸酯的二氧化物与环氧化物：催化剂设计和机械研究。卡塔尔。科学。泰克内尔。7,2651–2684.334.Appel，A.M.，Bercaw，J.E.，Bocarsly，A.B.等人(2013).前沿、机遇和Co2生化和化学催化面临的挑战固着。化学。修订版113，6621–6658.335.Sun，Z.，Ma，T.，Tao，H.等。(2017).电化学的基本原理和挑战爱卡公司2使用二维材料的还原。化学。3,560–587.336.Freitas，WillianedaSilva，Alessandra，DEpifanio和Barbara，Mecheri（2021年）。纳米结构金属基材料上的电催化Co2还原：可持续脱碳途径的挑战和限制。J.Co2实用程序50,101579.https://doi.org/10.1016/j.jcou.2021.101579.337.Tans，P.P.，Fung，I.Y.和Takahashi，T。(1990).的观测约束全球大气Co2预算。科学247，1431–1438.338.Butz，A.，Guerlet，S.，Hasekamp，O.等人(2011).朝向精确Co2和CH4ob-来自GOSAT的服务。地球物理。雷斯莱特38，L14812.339.Hakkarainen，J.，Ialongo，I.和Tamminen，J。(2016).直接天基观测-人为Co的部分2OCO-2的排放区域。地球物理。雷斯莱特43,11400–11406.340.杨大新，刘勇，蔡志南，等。(2018).制作了第一份全球二氧化碳地图来自TanSat测量。高级大气科学。35,621–623.341.Liu，F.，Page，A.，Strode，S.A.等(2020).对流层氮浓度的突然下降新冠肺炎爆发后中国上空的氧化物。科学进展6，EABC2992.342.Reuter，M.，Buchwitz，M.，Schneising，O.等。(2019).走向监测本地化一氧化碳2来自空间的排放：同地区域Co2和否2增强功能由OCO-2和S5P卫星观测。大气。化学。物理。19,9371–9383.343.Goldberg，D.L.，Anenberg，S.C.，Griffin，D.等人(2020).理清新冠肺炎封锁市区1号2来自自然的可变性。地球物理。雷斯莱特47,e2020GL089269.344.库尔曼，G.，布罗凯，G.，马歇尔，J.等。(2019).Co的检测能力2发射城市和发电厂的羽流与哥白尼人为Co2监测（CO2M）任务。大气。MEAS。技术。12,6695–6719.345.彭大林，张斌，吴春云，等。(2017).国家一级净初级生产支出对干旱和土地覆盖变化的贡献和响应。科学。总环境。574,65–77.346.陈，J.M.，朱，W.M.，CIAIS，P.等。(2019).1981年以来植被结构变化显著增强了陆地碳汇。纳特。共同的。10,4259.致谢本研究得到了国家重点研发计划（2020YFC1807000）、国家自然科学基金（41991333，41977137，31922080，32171581，52173241，21776294，21773267，21872160，51776197，52122601、21677149）、中国科学院青年创新促进会（2011225、2016275、2019189、2019182、2021347、2017241、Y202078、2019170，Y202042）、中国科学院前沿科学重点项目（QYZDJ-SSW-DQC035）、江苏省自然科学基金杰出青年基金（BK20150050）、广东省基础与应用基础研究基金（2021B1515020011）、美国密歇根州立大学农业健康影响研究中心（CHIA）、安索中国青年人才奖学金40956283、214367779、160523647、272843）和湖南省科技计划（2020NK2066）。王芳得到了亚历山大·冯·洪堡基金会（AlexandervonHumboldtFoundation）为经验丰富的研究人员提供的奖学金。我们感谢第46工作组，PICES/ICE海洋负碳排放联合工作组（ONCE）所做的有益讨论。这是为中国科学院青年创新促进会成立十周年而做的工作。作者贡献方W，J.D.H.，D.C.W.T.，S.X.C.，M.K.，D.B.，K.W.，X.H.，S.D.，J.G.，C.X.，N.J.，Y.Z.，H.J.，A.S.J.M.T.、J.M.C.和L.X.构思、组织并修改了手稿。ZhizhangY.、ZhigangY.、LinjuanZ.、LiangX.、Y.-G.Z.、Y.Z.，H.C.，J.Z，X.L.和Y.G.编写并修订了技术-可再生能源的OGIES。M.W.，FamingW.，Y.F.，J.R.，LeileiX.，Z.Y.，X.J.，J.L.，Y.S.O.，W.C.，J。S.L.、L.L.、Q.Z、N.W.、W.Z.、B.Z.、Liu-BinZ、X.L，N.S.和T.Z撰写并修订了“碳捕获、利用和储存技术”一节。L.H.、D.P.和C.H.根据卫星观测和数字地球撰写并修订了碳中性。所有作者讨论并批准了最终手稿。利益申报作者声明没有利益冲突。领导联系网站王芳：http://sourcedb.issas.cas.cn/yw/rc/fas/201412/t20141230_4283668.html.陈静：http://faculty.geog.utoronto.ca/Chen/Chen’s%20homepage/home.htm.22创新2，100180，2021年11月28日www.cell.com/the-innovation评论创新