实现碳达峰、碳中和，是我国着力解决资源环境约束突出问题、实现中华民族永续发展的必然选择，是构建人类命运共同体的庄严承诺。工业领域是碳排放的主要来源，作为世界工业大国，我国工业领域的减碳任务更是重中之重。

要实现碳中和，首先要明晰碳排放主要来自哪里？能源45%，工业39%，工业包括钢铁、有色、化工、建材等等，另外交通10%，建材5%，其他相对来说较少。目前能源生产和工业生产过程中的碳排放量约占我国碳排放总量的85%，工业碳减排是重中之重，需从产能端、用能端和碳汇端“三端”发力，通过技术变革实现碳中和。

我国目前碳排放大约100亿吨，达峰之前还会增加一些。如果仍然采用传统方式且不加以控制，碳中和是不可能实现的；如果采用新的政策严格控制，碳达峰、碳中和就有可能提前实现。碳中和是一个大系统，需要“三端发力”—产能端、用能端和碳汇端。从这个系统可以看到，未来能源系统中化石能源的使用要逐步减少，特别是汽柴油的使用，未来石油主要用来做化学品。新能源发电要和煤炭燃烧发电配合起来，构成多能互补的能源系统。在新能源系统中，最重要的是新能源储存，包括储氢和储电等技术。

在石化行业中，最重要的是油品。石油如果不做汽柴油，以后就要与绿氢相结合，通过流化床反应器来做成化学品。这里最主要的一个科学问题，就是小分子裂解温度比较高，大分子裂解温度比较低，都要在流化床反应器中的非常小的空间里面实现反应，所以提出了反应微区和整个反应器如何来调控的问题，这是个过程工程科学问题。过程工程是研究物质转化过程中反应—传递耦合机制及其放大规律的科学，其在工业减碳中的重要地位，可以用一个形象的比喻来说明：如果说工业减碳是实现“双碳”目标的“主力舰”，那么过程工程可以被称为“主力舰的发动机”。过程工业涉及钢铁、有色、化工、建材等重要行业，经过上百年研究实践形成了大规模连续化生产过程，流程复杂、集成度高、工艺相对固化，牵一发而动全身。要对这些传统工艺进行变革，涉及从基本原理到工艺过程的多层次、多尺度系统创新。以石油化工行业为例，传统催化裂化是在热和催化剂的作用下使原油发生裂化反应，转变为汽油、柴油、烯烃、芳烃等。随着电动汽车行业的快速发展，未来汽油、柴油需求将大幅降低，原油多产化学品（烯烃、芳烃等）成为催化裂化的新发展方向。如何在流化床反应器中实现反应与传递的匹配，特别是小分子和大分子如何在一个反应器中实现高效裂解和重构，是过程工程研究需要突破的核心问题。只有使反应器中的每一个颗粒、每一个反应、每一次传递都尽在掌握，方能实现精准调控，从而有效支撑石油化工行业的绿色低碳变革。

工业生产流程复杂、物流能流体系庞大，目前各产业往往孤立运行、集成度不够。从全局考虑，工业领域要实现碳中和目标需要在以下三个方面发力。第一，变革现有高物耗、高能耗、碳排放的工业发展模式。一方面要根据社会发展趋势，推动产业转型和产品结构升级；另一方面，要采用可再生能源或循环资源替代传统化石能源资源，如采用绿氢、绿电、绿热、生物质等。第二，应加强理论创新和基础研究。研发新一代绿色低碳变革性工艺，并推动低碳流程重构和数字化智能转型。第三，重视钢铁、有色、化工、建材等行业间的协同联动和集成减碳，尤其是跨行业的原料替代、电氢联用、循环耦合等。

展望未来，实现碳中和目标，可以分“四步走”：第一步是控碳。即2030年前已有电力及工业装置继续运行，新建装置碳排放量要低于现有水平的5%—10%；第二步是减碳。2040年前大幅降低新能源发电成本，通过市场调节减少化石能源使用，推动工业结构性减碳；第三步为低碳。2050年前新能源系统进一步推广，大幅推进低碳工业再造，将碳排放降低50%—60%；第四步为碳中和。到2060年新能源电力系统全面建成，工业系统以低碳方式运行，逐步实现碳中和。