劍橋大學(xué)學(xué)者發(fā)表文章指出實(shí)現(xiàn)凈零排放的目標(biāo)需要技術(shù)、社會(huì)和基于自然的解決方案的組合，提出了在未來10年需要優(yōu)先研究的領(lǐng)域和課題，涉及電力系統(tǒng)、建筑、公路交通、航空和海運(yùn)、工業(yè)、土地/海洋/農(nóng)業(yè)、垃圾、溫室氣體的移除。

A.電力系統(tǒng)

——發(fā)電

需要優(yōu)先研究的內(nèi)容：（i）新的形狀和安裝模式的薄膜太陽能電池材料；（ii）如何設(shè)計(jì)風(fēng)力渦輪機(jī)，以在葉片、渦輪機(jī)、塔架等約束條件下提供靈活的電力輸出；(iii）采用低成本的方式，為具有碳捕獲和儲(chǔ)存功能的天然氣廠提供靈活性；(iv）如何降低海上漂浮風(fēng)電的成本；(v）提高潮流渦輪機(jī)的穩(wěn)健性，開發(fā)新技術(shù)，例如海上漂浮風(fēng)電、波浪和潮汐發(fā)電；(vi）小型模塊化核反應(yīng)堆的可行性；(vii）（海洋）可再生能源對(duì)自然資本和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的累積影響，以及監(jiān)測和緩解這些影響的方案。

——儲(chǔ)能

需要優(yōu)先研究的內(nèi)容：（i）高充放電循環(huán)效率的技術(shù)（>60%）；(ii）降低電解槽成本和耗水量的方法；(iii）提高光催化制氫的效率；(iv）儲(chǔ)氫；(v）高能量密度蓄熱；(vi）電池的替代材料；(vii）確定儲(chǔ)能容量需求的方法。

——系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行

需要優(yōu)先研究的內(nèi)容：（i）改進(jìn)轉(zhuǎn)換和控制系統(tǒng)，以提供穩(wěn)定的電力系統(tǒng)運(yùn)行；（ii）基于先進(jìn)優(yōu)化技術(shù)的新決策支持工具；(iii）氣候變化對(duì)可再生能源發(fā)電的影響。

——電網(wǎng)

需要優(yōu)先研究的內(nèi)容：（i）如何增加高壓直流（HVDC）變流器和電纜的容量，并促進(jìn)覆蓋全國和國際大面積的多端網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行（例如，跨越緯度的HVDC互連，以傳輸太陽能）；(ii）氣候變化對(duì)電網(wǎng)造成的壓力。

B.建筑部門

——新建房屋

需要優(yōu)先研究的內(nèi)容：（i）如何確保所有社區(qū)都能負(fù)擔(dān)得起低碳建筑，降低經(jīng)濟(jì)成本增加的風(fēng)險(xiǎn)；(ii）如何基于生命周期分析和考慮建筑內(nèi)含碳，以最低成本創(chuàng)建零碳建筑；(iii）如何確保團(tuán)隊(duì)協(xié)作并交付滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)的建筑；(iv）通過熱泵和區(qū)域熱網(wǎng)實(shí)現(xiàn)脫碳，使建筑物的能源需求與能源供應(yīng)相匹配。

——現(xiàn)有建筑改造

需要優(yōu)先研究的內(nèi)容：（i）建筑節(jié)能改造是跨學(xué)科的任務(wù)，不能僅讓工程技術(shù)占主導(dǎo)地位，需要考慮基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)型的社會(huì)和自然影響的系統(tǒng)方法；（ii）關(guān)于節(jié)能改造的影響和附帶效益的數(shù)據(jù)庫。

C.公路運(yùn)輸

——出行需求管理

需要優(yōu)先研究的內(nèi)容：（i）降低車輛擁有/使用需求相關(guān)政策的有效性；(ii）克服反彈效應(yīng)（比如在家工作導(dǎo)致需要的快遞更多）。

——輕型電動(dòng)汽車

需要優(yōu)先研究的內(nèi)容：（i）公寓樓居民在家充電；(ii）充電的替代選項(xiàng)。

——重型貨車

需要優(yōu)先研究的內(nèi)容：（i） 重型貨車用氫燃料電池；(ii）基礎(chǔ)設(shè)施提供商、車隊(duì)運(yùn)營商和政府的商務(wù)模式；（iii）貨物運(yùn)輸和物流的運(yùn)營績效；(iv）自然資源消耗，包括材料（鉑、鈷）和土地使用變化。

D.工業(yè)

——碳捕集利用和封存（CCUS）

需要優(yōu)先研究的內(nèi)容：解決CCUS加快部署的瓶頸：實(shí)施系統(tǒng)方法，將集群級(jí)工程和環(huán)境/技術(shù)解決方案與經(jīng)濟(jì)、行為和政策相結(jié)合。

——能源效率

需要優(yōu)先研究的內(nèi)容：（i）產(chǎn)業(yè)廠址之間的整合，以優(yōu)化能源/資源利用；(ii）產(chǎn)業(yè)協(xié)同的潛力，即產(chǎn)業(yè)集群層面的循環(huán)經(jīng)濟(jì)；(iii）關(guān)鍵材料和技術(shù)所需金屬的供應(yīng)。

——氟化氣體

需要優(yōu)先研究的內(nèi)容：（i）自下而上和自上而下清單之間的差異，更好地監(jiān)測和量化氟化氣體排放；(ii）現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)（例如鋁的生產(chǎn)用脫碳陽極、置換氣體）；(iii）探索氣候緩解方案和替代方案，對(duì)新興技術(shù)進(jìn)行廣泛的生命周期分析；(iv）將減排技術(shù)從半導(dǎo)體擴(kuò)展到鋁和稀土制造。

E. 土地/海洋用途和農(nóng)業(yè)

需要優(yōu)先研究的內(nèi)容：（i）改變飲食建議和成本如何改變食品需求，以及這種改變的公平性；（ii）技術(shù)可行性評(píng)估基礎(chǔ)上進(jìn)行社會(huì)和經(jīng)濟(jì)研究；(iii）從地方到區(qū)域范圍對(duì)陸地和海洋固碳方法的適用性進(jìn)行評(píng)估，確保與其他土地和海洋利用需求（如糧食生產(chǎn)）保持平衡；（iv）作物和動(dòng)物育種創(chuàng)新；(v） 飼料添加劑；(vi）土壤改良劑（如生物炭、增強(qiáng)風(fēng)化）；(vii）如何提高監(jiān)測和報(bào)告技能；(viii）糧食生產(chǎn)和土地使用的變化如何影響其他部門（如水）以及下游沿海和海洋系統(tǒng)所需的資源；(ix）糧食生產(chǎn)系統(tǒng)（綜合作物/牲畜）的循環(huán)性和恢復(fù)力；(x）土地和海洋利用決策的影響，包括生物能源作物生產(chǎn)，以及與其他生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的權(quán)衡。

E.航空和海運(yùn)

——航空

需要優(yōu)先研究的內(nèi)容：（i）電池驅(qū)動(dòng)飛機(jī)；(ii）氫燃料提供零碳排放，但容納燃料箱所需的空間減少了有效載荷和里程；(iii）可持續(xù)航空燃料用于現(xiàn)有飛機(jī)上，但其生產(chǎn)成本過高，并且還受到生產(chǎn)所需能源和可持續(xù)原料來源的限制。

——海運(yùn)

需要優(yōu)先研究的內(nèi)容：（i）短途海運(yùn)用電池和混合動(dòng)力船舶；(ii）基于綠氫/藍(lán)氫生產(chǎn)的氨作為海運(yùn)燃料。

F. 垃圾

需要優(yōu)先研究的內(nèi)容：（i）改進(jìn)現(xiàn)有填埋場（甲烷收集/使用）、堆肥、厭氧消化、焚燒（捕獲二氧化碳和毒素）、回收（分類/標(biāo)記）和水處理工藝；(ii）研究新技術(shù)，如化學(xué)和生物回收以及廢物轉(zhuǎn)化為能源；(iii）安全拆卸和回收電子廢物（如光伏和鋰離子電池）；(iv）消除浪費(fèi)的戰(zhàn)略（例如，新的商業(yè)模式，設(shè)計(jì)更符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品）；(v）不同行為干預(yù)措施的權(quán)衡和效果，包括教育、政策、產(chǎn)品設(shè)計(jì)；(vi）將有機(jī)廢物用于制造業(yè)。

G. 溫室氣體的移除

需要優(yōu)先研究的內(nèi)容：（i）如何平衡二氧化碳去除與實(shí)現(xiàn)其他可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)；(ii）可持續(xù)的生物量資源利用；(iii）改進(jìn)二氧化碳捕獲和儲(chǔ)存的技術(shù)方法；(iv）非二氧化碳溫室氣體的捕集；(v）將碳封存與二氧化碳利用聯(lián)系起來的創(chuàng)新方法。