2020年的9月，习近平主席在联合国大会上向世界承诺中国将提高应对气候变化的国家自主贡献度，力争在2030年实现碳达峰，2060年实现碳中和，简称“双碳”目标。“双碳”目标是党中央经过深思熟虑作出的重大战略部署，也是有世界意义的应对气候变化的庄严承诺。实现“双碳”目标，需要对现行社会经济体系进行一场广泛而深刻的系统性变革，将把我国的绿色发展之路提升到新的高度，成为我国未来数十年内社会经济发展的主基调之一。
本教材的目的是介绍国家“双碳”目标的基本概念、提出背景和意义、面临的机遇和挑战，及其科学实现路径。让学生了解国家“双碳”目标的科学基础，为能力和经验各异的本科和研究生提供未来学习和深入研究“双碳”目标和路径所必须的眼界、理论、和方法，引导学生自发思考自身在“双碳”背景下的责任和使命，培养为推动构建人类命运共同体的担当责任和实现可持续发展做出贡献的面向国家社会需要的新型技术人才。
更多科学出版社服务，请扫码获取。
1. 中国青年科技奖，2019年，排名第1；
2. 国家自然科学基金委杰出青年基金，2019年，排名第1
目录
前言
1 碳达峰和碳中和目标的实施背景1
1.1 气候变化的事实与影响1
1.1.1 全球气候变化事实2
1.1.2 气候变化的归因4
1.1.3 全球气候变化的影响5
1.2 碳排放与气候变化的关系8
1.2.1 CO2排放与全球气温的关系8
1.2.2 全球碳循环与主要碳汇9
1.2.3 非CO2温室气体排放与全球气候变化的关系10
1.3 全球及主要国家的碳排放13
1.3.1 全球及中国碳排放趋势13
1.3.2 全球剩余碳排放空间15
1.3.3 碳达峰和碳中和目标的提出16
1.3.4 “双碳”目标的科学评估框架16
参考文献17
2 碳达峰和碳中和目标19
2.1 政策背景21
2.1.1 国际政策背景21
2.1.2 国内政策背景24
2.2 国家自主贡献26
2.2.1 国家自主贡献内容解读27
2.2.2 全球国家自主减排贡献计划29
2.2.3 我国的国家自主减排贡献计划31
2.3 净零目标和碳中和33
2.3.1 净零目标解读34
2.3.2 全球净零目标35
2.3.3 我国碳中和目标36
2.4 碳达峰和碳中和背景下的气候效应38
2.4.1 全球气候效应38
2.4.2 我国“双碳”目标的贡献43
2.4.3 自然在全球气候变化中的作用44
参考文献46
3 能源和工业部门碳排放格局及核算方法48
3.1 全球能源和工业部门碳排放特征48
3.2 全球主要国家的化石燃料燃烧CO2排放特征50
3.3 国家尺度碳排放核算方法52
3.3.1 现有的核算方法52
3.3.2 排放因子法：IPCC指南方法52
3.4 能源部门碳排放量的核算54
3.4.1 燃料燃烧碳排放核算方法56
3.4.2 燃料溢散过程碳排放的核算方法56
3.4.3 CO2运输、注入和地质储存碳排放的核算方法57
3.5 工业过程和产品使用碳排放量的核算58
3.5.1 采掘工业碳排放量的核算方法60
3.5.2 其他工业碳排放量的核算方法63
3.6 废弃物碳排放量的核算63
参考文献65
4 土地利用与土地覆盖变化对碳源汇的影响及核算方法67
4.1 土地利用与土地覆盖变化对碳循环的影响过程68
4.1.1 农田化68
4.1.2 牧场化68
4.1.3 天然次生林和人工林的转变69
4.1.4 森林砍伐69
4.2 土地利用与覆盖变化对碳循环影响的评估方法70
4.2.1 簿记模型70
4.2.2 动态全球植被模型73
4.2.3 碳排放系数法75
4.3 全球土地利用变化时空格局79
4.3.1 全球土地利用与土地覆盖的空间变化特征79
4.3.2 全球土地利用与土地覆盖的时间变化特征81
4.4 土地利用与覆盖变化对陆地碳排放的影响83
参考文献85
5 生态系统碳源汇评估方法87
5.1 生态系统碳循环过程及其影响因素88
5.1.1 陆地生态系统碳循环关键过程88
5.1.2 海洋生态系统碳循环关键过程90
5.2 陆地生态系统碳源汇评估方法92
5.2.1 “自上而下”的评估方法92
5.2.2 “自下而上”的评估方法95
5.2.3 评估方法的比较和不确定性101
5.3 海洋生态系统碳源汇评估模型102
5.3.1 箱式模式103
5.3.2 基于海洋环流的三维碳循环模式103
5.3.3 海洋碳循环模式发展面临的挑战105
5.4 生态系统的碳源汇强度及其时空格局105
5.4.1 陆地生态系统碳源汇106
5.4.2 海洋生态系统碳源汇111
参考文献114
6 中国碳达峰和碳中和目标实施路径121
6.1 能源部门的碳减排路径122
6.2 工业部门的碳减排路径124
6.3 交通部门的碳减排路径126
6.4 建筑部门的碳减排路径128
6.5 碳捕集、利用与封存130
6.5.1 碳捕集、利用与封存的概念和过程130
6.5.2 碳捕集、利用与封存的实施路径与成本132
6.6 基于自然的解决方案135
6.6.1 基于自然的解决方案的概念135
6.6.2 基于自然的解决方案测算方法137
6.6.3 基于气候解决方案的碳减排量144
参考文献149
7 甲烷源汇过程、排放核算方法及减排路径154
7.1 CH4源汇过程155
7.1.1 CH4产生过程和排放源155
7.1.2 CH4去除过程和吸收汇156
7.2 CH4排放核算方法158
7.2.1 排放因子法159
7.2.2 生态系统过程模型法160
7.2.3 大气反演方法165
7.3 全球和中国CH4收支168
7.3.1 全球CH4收支168
7.3.2 中国CH4排放清单170
7.4 中国CH4减排路径171
7.4.1 能源领域173
7.4.2 农业领域173
7.4.3 废弃物处理领域174
参考文献174
8 氧化亚氮源汇特征及其核算方法177
8.1 N2O生成过程及其主导因素178
8.1.1 生物过程178
8.1.2 化学过程179
8.1.3 其他过程180
8.2 全球N2O收支180
8.3 N2O排放核算方法182
8.3.1 排放因子法182
8.3.2 生态系统过程模型184
8.4 全球N2O排放特征及减排路径187
8.4.1 全球N2O排放特征187
8.4.2 中国N2O排放特征189
8.4.3 N2O减排路径190
参考文献192
书单推荐
