共包括五个项目指南：
国家自然科学基金委发布《“双碳”基础研究指导纲要》
国自然管理学部发布专项项目指南：双碳战略的政策建模与策略研究
2022年度国家自然科学基金指南引导类原创探索计划项目——“碳中和对经济学的影响”
国自然交叉融合板块发布专项指南：面向碳中和实现路径的自然-社会系统多尺度模式耦合关键理论和技术预研究
国家自然科学基金委员会管理科学部2022年第1期应急管理项目
《双碳目标下我国零碳金融宏观管理框架和政策研究》
详情如下：包含研究目标、科学问题、主要研究内容、重点领域与方向等重要信息
一、国自然管理学部发布专项项目指南：双碳战略的政策建模与策略研究
国家自然科学基金专项项目《支撑国家双碳战略的政策建模与策略研究》项目指南（拟在每个研究方向资助1项，共资助10项，直接费用平均资助强度约200万元/项。）
实现“双碳”目标，需要变革传统的经济发展模式，促进能源结构和经济结构的转型升级，稳步建立经济社会绿色发展的新格局；需要处理好发展和减排、整体和局部、长远目标和短期目标、政府和市场四个基本关系；需要厘清气候-生态系统、能源结构、产业结构、科技发展和经济社会等多要素互动的复杂网络关系，优化“双碳”战略布局，重塑自然-社会-经济系统的相互关系，提高“双碳”目标与经济社会发展目标的协调优化能力。实现碳中和是一项复杂系统工程，迫切需要自然科学、工程技术、经济科学、管理科学等多学科的交叉融合研究，而碳减排政策是一个多维的政策体系，需要产业间、区域间、部门间等多系统耦合。因此，需要开展支撑“双碳”战略与政策的基础性、前瞻性和引领性的科学研究。国家自然科学基金委员会交叉融合板块决定设立专项项目，围绕“支撑国家双碳战略的政策建模与策略研究”开展专项资助工作。
一、科学目标
本专项项目旨在通过多学科、大交叉、新范式的研究，凝练支撑国家双碳战略的多维政策体系构建中的关键基础科学问题并展开深入探索，围绕实现碳中和的成本效益优化、风险应对及激励约束机制等关键科学问题，研究不同转型路径下强化区域产业协调发展、推动经济高质量增长和保障国家能源气候安全的政策建模与管理体系，提升我国应对全球气候变化的基础治理能力。
本专项项目聚焦实现碳中和的经济政策、产业政策、技术政策、能源政策、环境政策等相关政策研究，鼓励同政府研究机构和相关产业部门联合申请。
二、拟资助领域方向
（一）碳中和能源转型的多维区域异质性研究
通过构建综合转型评价体系，评估碳中和能源转型过程中发展阶段、产业结构、技术水平和资源禀赋等多维区域异质性的经济、社会、环境影响等，探索兼顾效率和公平的内在机理和有效政策工具。
（二）重点行业碳中和技术创新与碳减排激励机制
系统梳理不同技术创新的减排机理，进行技术组合和系统集成的技术采纳决策建模，探索重点行业碳中和技术创新、碳减排激励的微观机制和有效政策，及其与宏观长期技术进步的耦合关系。
（三）重点区域减污降碳协同的实现机制
基于生态环境能源的综合评价的模型构建和系统优化，纳入经济社会等多学科开展学理交叉和系统整合，解析重点区域减污降碳协同的关键驱动要素、内在机理和传导机制。
（四）碳定价、碳配额与碳市场交易机制
针对2060年前碳中和目标导向和刚性约束下的碳排放空间缩减进程，系统开展减碳的技术经济潜力、碳排放需求与供给的动态均衡的理论分析，运用复杂系统建模方法对中国的碳定价、碳配额与碳交易机制进行系统模拟，揭示碳公平、碳中和与社会公正转型进程中的动态优化方案。
（五）电力市场与碳市场协同优化机制设计
运用复杂系统建模方法，研究电力市场与碳市场协同优化实现机制，包括“电-碳”成本疏导机制、跨区域交易机制、协同交易机制、多维目标优化过程等。
（六）颠覆性能源技术经济评价与产业链风险管理
结合颠覆性能源技术的要素发展规律及源网荷储的系统耦合特征，研究并设计科学合理的颠覆性能源技术政策与管理体系，探索技术驱动的产业链重构和产业链风险的应对机制。
（七）实现双碳目标的能源系统转型风险传导机制
揭示碳减排与能源转型的外部性作用机理，构建源网荷储、能源生产与终端消费的能源系统转型风险与安全的概念框架及测度方法，研究识别影响能源转型对自身以及社会经济安全的影响和传导机制。
（八）可再生能源利用的风险评估与多能融合政策
针对可再生能源大比例接入的风险特征开展技术分析和系统性评估，识别不同区域多能融合、强化储能投资的成本效益，并结合电力市场改革开展储能技术经济研究和政策设计。
（九）面向碳中和的智能电网优化理论与电力调度政策研究
在智能电网的动态全局优化与节能控制中纳入碳减排约束和激励机制，研究电力输配用环节的优化策略，并对面向碳中和的电力调度政策和需求侧政策展开综合模拟。
（十）碳捕获与封存技术潜力评估与路径优化
构建定量化模型分析不同技术路线下的碳捕获与封存技术的减排潜力、经济成本与社会效益，结合不同减碳和中和路径下的产业和区域碳捕获与封存技术应用潜力模拟分析，对技术路径开展优化设计。
三、项目遴选的基本原则
除撰写提纲要求外，申请书内容还须体现如下几个方面：（1）申请项目为实现总体科学目标的贡献；（2）针对本项目指南中研究方向拟重点突破的科学问题、达到的研究目标或技术指标。
二、国家自然科学基金委员会管理科学部2022年第1期应急管理项目《双碳目标下我国零碳金融宏观管理框架和政策研究》
一、项目类型和意义说明
为了对经济、科技、社会发展中出现的一些重大管理问题快速做出反应，及时为党和政府高层决策提供科学分析和政策建议，国家自然科学基金委员会于1997年特别设立了管理科学部应急管理项目。该项目主要资助在已有相关科学研究基础上，运用规范的科学方法进一步开展关于国家宏观管理及发展战略中急需解决的重要和关键性问题的研究，以及经济、科技与社会发展实践中的“热点”与“难点”问题的研究。应急管理项目每年启动3—5期，资助若干方向的研究。
根据学部对于应急管理项目的一贯指导思想，应急管理项目应从“探讨理论基础、评介国外经验、完善总体框架、分析实施难点”四个方面对政府决策进行支持性研究；研究成果要具有针对性、及时性和可行性；研究方法要注重科学方法的应用和实际数据/资料/案例的支撑，切忌空洞的讨论和没有实证根据的结论。应急管理项目的承担者应当是在相关研究领域已具有深厚学术成果和数据/资料/案例的积累、能够在短时间内取得具有实际应用价值成果的专家。
应急管理项目实行滚动立项，全年接受项目建议。欢迎国内外各领域专家和国家宏观管理部门从国家战略高度提出具体的项目建议。项目建议书应针对立项课题的国家现实需求、迫切性与必要性、国内外研究进展、主要研究方向和研究内容、预期研究目标和政策效果等提出明确具体的观点、证据和建议，并对国内现有研究基础和研究队伍进行分析。
二、2022年第1期应急管理项目《双碳目标下我国零碳金融宏观管理框架和政策研究》申请指南
2020年9月习近平主席在第75届联合国大会郑重宣布，中国将力争在2060年实现碳中和，宣示了我国向零碳经济转型的发展战略，也必然推动金融业逐步走向零碳金融。碳中和是工业革命以来人类生产方式和生活方式的颠覆性变革，将深刻改变我国产业结构和发展模式，金融业必将在支持零碳融资、支持产业结构零碳转型和管理转型金融风险方面发挥引领和推动作用。我国绿色金融发展走在世界前列，但从绿色金融向零碳金融转型仍面临巨大且艰难的整体挑战。发挥制度优势，战略性地先行构建我国零碳金融宏观管理框架，是确保我国经济和金融零碳转型成功的首要条件，也是发挥金融核心作用、推动国家实现双碳目标的关键所在。目前世界各国都意识到构建零碳金融宏观管理框架的重要性，但对涉及的主要和关键性问题的系统研究还十分有限，尚不足以深入指导构建我国零碳金融宏观管理框架的政策实践。
习近平主席强调，实现“双碳”目标是一场广泛而深刻的变革。《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》指出，要把碳达峰、碳中和纳入经济社会发展全局，强化顶层设计，完善政策机制。本研究将从战略和管理的角度，探讨中国零碳金融的内涵和定位，研究构建中国零碳金融宏观管理框架的机制和政策，包括宏观财政和货币政策、资本监管改革、零碳转型的金融风险管控和零碳金融市场发展等重要内容。研究将结合国际经验和中国实践，重视理论创新，制度创新和市场创新，抓住历史机遇，以推动金融体系“换道超车”的方式支持我国双碳目标实现。项目将围绕构建世界领先的中国零碳金融宏观管理框架的内涵、理论、机制和政策等方面进行综合研究，在此基础上为国家有关部门制定相关政策提供支持。具体包括以下几个方面：
（一） 双碳目标下构建我国零碳金融宏观管理框架的总体思路研究（总课题）
中央的双碳战略对建立目标导向、科学高效的金融政策体系提出了现实要求，要基于中国绿色金融成功实践和国际零碳金融发展，以服务实体经济零碳转型和科技创新为对象，以投融资体制改革和转型风险防控为核心，以推动经济分阶段实现“净零碳排放”为发展路径，构建世界领先的中国零碳金融宏观管理框架和政策体系。主要研究内容包括：（1）零碳金融的概念、内涵和必然性，国际零碳金融的发展经验和竞争态势；（2）中国绿色金融取得的成效和经验，迈向零碳金融的新任务和挑战；（3）零碳金融宏观管理的战略、框架和政策体系；（4）碳达峰碳中和两阶段的零碳金融发展路径，管理零碳转型金融风险的战略和政策。
（二）支持零碳金融发展的财政金融协同政策研究（子课题1）
财政金融政策协同支持零碳金融发展是实现双碳目标和高质量发展的重要保障机制，也是使市场在资源配置中起决定性作用和更好发挥政府作用的必然选择。探究“双碳”导向下财政金融协同方向和路径，是高质量发展和国家治理现代化对财政金融协同提出的崭新命题。主要研究内容包括：（1）财政政策支持绿色金融的经验、模式、问题和难点；（2）财政支持零碳金融的分阶段重点、路径和模式；（3）建立“财政指导+金融市场”模式，财政激发市场内生动能，支持资源配置和风险管理的机制和工具创新；（4）健全双碳目标下财政金融协同的政策体系框架和协调机制。
（三）支持零碳金融发展的结构性宏观货币政策研究（子课题2）
全面零碳转型对更好地发挥货币政策总量和结构两方面的作用提出更高要求。央行需要在气候信息披露，气候相关风险认知和压力测试，培育绿色债券市场，实行新型零碳量化宽松货币政策的资产购买中更多考虑零碳发展。中国较早开始创新结构性货币政策，积累了丰富的经验，对完善零碳金融宏观管理框架具有非常重要的意义。主要研究内容包括：（1）国际央行支持零碳金融的经验和理论挑战；（2）我国央行支持绿色低碳发展的实践和启示；（3）创新支持零碳目标的结构性货币政策工具面临的主要问题与政策边界；（4）碳金融市场建设和合理碳定价下结构性货币政策支持研究。
（四）零碳金融信息披露的框架研究（子课题3）
信息披露是提高透明度和强化市场纪律的重要手段，是审慎监管的基本要素。零碳金融信息披露在全球刚起步，新的国际标准正在积极制定。国内金融机构在绿色金融、社会责任报告、ESG方面有一定实践，但对零碳转型风险认知评估不足，已披露信息质量不高，制约了监管政策的有效性。因此，前瞻性制定信息披露制度成为构建零碳金融宏观管理框架的重要基石。主要研究内容包括：（1）零碳金融信息披露的目标和基本要素；（2）国际国内零碳金融信息披露研究实践的方向、进展与挑战；（3）构建我国零碳金融信息披露制度的框架、主要内容和披露模板，探讨落地难点和可行方案；（4）提高零碳金融信息披露的监管有效性和发展路径。
（五）构建零碳金融的资本监管框架研究（子课题4）
现有的资本监管框架和标准主要基于历史风险数据、已有金融产品和现行经营模式，不能满足零碳金融转型的监管要求。资本监管是金融监管的核心，将零碳转型风险纳入资本监管框架，是双碳目标下资本风险防控的重要方向，也是实现资本市场健康有序发展的基础，对构建零碳金融宏观管理框架意义重大。主要研究内容包括：（1）我国目前风险监管框架纳入绿色金融发展的实践和挑战；（2）现行巴塞尔协议三大支柱的不足和纳入零碳因素的前提和方式；（3）完善现行资本监管框架，包括零碳标准与国际趋同，零碳金融的激励机制，资本充足率中的零碳资产风险权重，以及包含气候变化和碳中和的压力测试等；（4）中国零碳金融资本监管框架和发展路径。
（六）推动零碳金融市场发展的投融资机制研究（子课题5）
零碳金融市场的核心作用是优化资源配置，构建透明、高效的投融资市场机制，助力碳中和目标的实现。推动零碳金融市场发展，是以现有的绿色金融市场机制为基础，以“零碳融资机制”为核心，融合“零碳标准化投资机制”与“零碳非标准化投资机制”，充分运用信贷、债券、股权、衍生品等多样化金融工具而构建的金融市场。主要研究内容包括：（1）当前投融资体系支持绿色金融的模式、成绩和挑战，提出零碳金融市场的内涵、架构及功能；（2）零碳金融市场的融资机制；（3）零碳金融市场的投资机制；（4）构建和碳交易相一致的碳金融衍生产品交易市场。
三、2022年度国家自然科学基金指南引导类原创探索计划项目
——“碳中和对经济学的影响”项目指南
碳中和不仅涉及一场技术、产业、制度和政策等层面的系统性变革，而且给传统经济学对于人类文明新态势的适配性带来了基础性挑战。为贯彻落实党中央、国务院关于加强基础研究的重要战略部署，进一步提升原创能力，适应科学研究范式变革，发展基于中国实践的经济学原创基础理论，激励面向国家重大需求的引领性原创探索，国家自然科学基金委员会（以下简称自然科学基金委）管理科学部拟资助“碳中和对经济学的影响”原创探索项目（以下简称原创项目）。本项目鼓励突破传统经济学理论，积极面对实现碳中和目标过程中不断涌现的推动经济学发展的关键科学问题，应对碳中和给经济学理论的基本假设、理论构建、实证分析和政策制定等带来的巨大挑战，探索和构建碳中和驱动的经济科学新理论、新方法和新范式，服务和推动我国经济高质量发展。
一、科学目标
探索低碳转型中生产函数重构对经济增长和经济结构演进动力机制的影响，探索以消费行为和需求偏好低碳转型为驱动的消费者效用函数变化和新消费理论，开展以碳排放权为标的市场机制设计和定价理论研究，研究各种可能的相关政策对企业生产、居民消费方式、政府行为（作用）的影响，从而推动碳中和下经济科学前沿理论和研究范式的变革与发展。
二、核心科学问题
突破传统经济学理论方法和分析框架的局限，探索推进碳中和进程中一系列经济学基础假设变化，驱动理论创新和范式突破。本项目以碳中和下生产函数与消费者效用函数变化和有效的碳市场机制设计研究为核心科学问题，具体包括以下四个方面：
（一）通过理论建模、数值模拟、大数据和人工智能等研究方法的深度交叉融合，基于多部门动态一般均衡模型和生产网络构建与分析，探索碳中和驱动的生产函数重构对中长期经济增长、全要素生产率、就业等的影响及动力机制。
（二）在经济双循环背景下，消费端减排面临着平衡经济增长与低碳发展的双重责任。应用大数据、政策实验和人工智能等手段和方法揭示个人家庭消费碳排放行为及其决定因素，研究消费行为对消费者效用函数的改变，进一步揭示基于效用函数变化的经济运行特征和演化规律。
（三）双碳目标下的外部性分析和社会福利分析。当前的现实问题既包括市场主体碳减排动力不足，市场调节机制作用有限，也包括政策性减排在空间、时间和机制等方面缺少统筹协调，因此，纠正负外部性和市场失灵是实现碳中和的关键。应科学厘定不同主体碳排放跨时空的外部性并制定相应政策，包括跨国之间的政策协同机制。
（四）研究市场驱动的碳排放权分配和交易体系理论和方法，改进碳市场机制设计，探索碳价格形成机制和不同市场碳价格的锚定关系，促进碳资源优化配置。
三、2022年度主要资助方向
（一）基于碳中和下新生产函数的经济理论
双碳目标下的基于成本有效性的经济学理论模型分析。构建由碳中和目标约束下生产者行为、消费者行为和政府行为作为微观基础的动态一般均衡模型；碳中和与长期经济增长、全要素生产率、劳动力市场的相互作用机制；碳中和下经济发展和经济结构演变的动力机制研究等；效率和公平协同目标下的双碳目标实现机理，动力和路径分析。
（二）碳中和下新消费理论构建和相关政策分析
消费如何从需求端影响市场供需关系,倒逼产业结构的低碳转型机制；揭示异质经济主体消费碳排放的重要性、差异性及历史趋势；如何引导消费需求规模和消费需求结构转型以实现双碳目标；基于行为科学理论和方法，开展激励机制设计的低碳生活干预政策及评估；基于偏好和需求改变的新消费者效用函数理论与实证分析；碳中和下消费者效用函数变化驱动的经济结构演变等。
（三）碳市场机制设计研究
促进碳资源的优化配置，设计合理的碳市场机制设计，包括分析比较碳价在执行层面的两种形式（碳税和碳交易形成的价格）的优劣；发现碳排放权分配的新拍卖理论研究；碳交易机制设计与优化理论及实证分析；碳税理论与最优税率设定；碳风险因子驱动的新资产定价模型与大数据分析；基于碳排放权的金融产品设计与建模；多市场碳价格的锚定关系等。
四、资助期限和资助强度
资助期限一般为1—3年，资助强度一般不超过100万元/年。申请人可根据研究工作的实际需要，实事求是地选择资助期限和提出资金需求。
四、国家自然科学基金委发布《“双碳”基础研究指导纲要》
2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和（以下简称“双碳”），是我国的重大战略决策。实施“双碳”战略是破解资源环境约束、实现高质量可持续发展的必由之路，也是应对世界大变局、构建人类命运共同体、促进人与自然和谐共生的必然选择。
实现“双碳”目标，需要变革传统的经济社会发展模式，促进能源结构和经济结构的转型升级；需要转变发展理念，立足国情，先立后破，稳中求进，科学理性，依靠科技进步，稳步建立经济社会绿色发展的新格局。
实施“双碳”战略，将引发广泛而深刻的系统变革，在最大化发展和最小化排放两个临界点之间实现各要素全方位平衡和协调；需要处理好发展和减排、整体和局部、长远目标和短期目标、政府和市场四个基本关系；需要厘清气候-生态系统、能源结构、产业结构、科技发展和社会经济等多要素互动的复杂网络关系，优化“双碳”战略布局，重塑自然-社会-经济系统的相互关系，提高“双碳”目标与经济社会发展目标的协调优化能力。
实施“双碳”战略，迫切需要自然科学、技术、人文社会科学的综合支撑。其中，当前面临的基础科学挑战与关键技术瓶颈主要体现在图1所示的六个方面：具有顶层战略意义的“双碳”路径选择和优化；支撑顶层战略的政策与管理体系构建；支撑战略决策和行动计划的科学原理与科学数据；具有核心地位的能源结构重塑；基于新型能源体系的产业结构重构；适应能源结构转型和产业结构调整的生态环境优化。
为应对以上挑战，国家自然科学基金委员会在前期布局的基础上，特制定《“双碳”基础研究指导纲要》，旨在加强上述六方面的基础研究（图1），为优化完善“双碳”战略路径、全面实现“双碳”战略目标提供基础性、前瞻性和引领性的科技支撑。
《“双碳”基础研究指导纲要》是国家自然科学基金委员会组织相关领域专家进行广泛调研、深入研讨完成的，旨在统筹全委前期和未来的资助布局，引导各科学部深入凝练关键科学问题，科学遴选优先资助方向，着力促进多学科交叉和研究范式变革，为今后的项目资助提供方向性指导。该指导纲要也可能会随着环境目标的推进和技术路径的发展有所变化和调整。
一、“双碳”战略路径选择
总体目标：
围绕“双碳”目标与经济社会协同发展的路径选择和优化等关键科学问题，建立健全全球-全国-区域-地方多层次经济社会复杂系统战略路径选择的理论与方法体系，提升随时可根据技术和资源可及性科学优化“双碳”战略路径的能力。
重点领域与优先方向：
（1）全球视野下的“双碳”目标与路径措施：国际应对全球气候变化挑战的最佳路径；因地制宜的、与产业结构相协调的“双碳”现实路径分析等。
（2）现有能源结构、科技和经济社会背景下的潜在路径：实现“双碳”目标的各主要路径的碳足迹、碳成本和碳效应评价模型构建；高碳领域的低碳发展路径；低碳领域碳排近零发展路径；固碳端负碳化发展路径；多路径耦合的储能技术路径量化调控研究等。
（3）“双碳”目标变革性技术与发展路径：面向“双碳”目标的现实综合路径；新型能源体系构建路径；新能源高效安全利用的变革性技术路径；各种先进储能技术的基础研究及技术比较等。
（4）“双碳”路径预测与动态优化：“双碳”路径新研究范式的构建；多层次多要素相互作用复杂网络构筑；预测系统与路径动态优化研究。
二、“双碳”政策与管理
总体目标：
围绕实现碳中和的成本、效益、风险及激励约束机制等关键科学问题，研究不同“双碳”战略路径下优化经济社会发展和保障国家安全的政策与管理体系，探索贯彻人类命运共同体理念的全球气候治理机制，提升基础治理能力。
重点领域与优先方向：
（1）综合影响评估与数值模拟：碳排放与社会经济互馈机理；碳减排的社会经济影响评估；极端气候和天气事件的社会经济影响评估；面向构建人类命运共同体的气候-经济复杂系统综合评估建模及数值模拟等。
（2）碳中和经济政策与管理：碳社会成本评估；碳定价及监管机制设计；碳减排产业组织；绿色金融激励机制；宏观经济周期与碳减排协同管理；碳减排中的社会公正等。
（3）碳中和技术政策与管理：碳移除技术政策；商业模式与监管机制；颠覆性能源技术政策；碳中和技术标准和规范管理等。
（4）碳中和实施方案设计：区域协同减排方案与激励机制；重点行业协同减排方案与激励机制；二氧化碳和非二氧化碳协同减排方案；碳减排与保障经济社会安全协同等。
（5）气候适应策略研究：气候适应能力评估和宏观策略；企业和居民适应行为及策略；气候适应技术与政策管理等。
（6）气候治理：构建人类命运共同体的全球气候治理机制；国际碳泄露评估及对策；国际气候治理与合作；国际低碳技术和资金政策；碳中和法律法规体系建设等。
三、科学原理与数据
总体目标：
围绕气候变化与碳循环的互馈机制及气候变化的敏感度等关键科学问题，构建“可测量、可报告、可核查”的“双碳”观测与数据系统，发展新一代地球系统模式，实现碳排放空间的准确预估，为“双碳”战略路径的选择和优化提供支撑。
重点领域与优先方向：
（1）“双碳”背景与气候变化：气候变化的敏感度；气候弹性与阈值；碳中和措施的气候效应；“双碳”路径对未来气候的影响等。
（2）碳循环及其与气候变化的互馈：自然碳汇的形成与维持机制；碳循环与气候变化的互馈机理；不同温室气体的协同效应；不同温控目标的排放空间评估等。
（3）新一代地球系统模式：基于多层次复杂结构网络的新一代全球及区域地球系统模式关键子系统研发；数据同化方法与相关技术研发；通用支撑技术研发等。
（4）观测与数据：陆地碳循环参数立体化观测；海洋和近海碳循环参数立体化观测；温室气体观测与反演；排放因子数据库及高分辨率排放清单等。
四、能源结构重塑
总体目标：
围绕清洁低碳安全高效能源体系的构建和优化等关键科学问题，突破可再生能源规模发展、核电安全高效利用、智能电网调控、各类储能等关键技术背后的基础科学瓶颈，研发支持可再生能源发展的能量储存和转换特性的材料与器件，支撑从化石能源为主向可再生能源为主的能源结构转型。
重点领域与优先方向：
（1）可再生能源的高效利用：光伏、风电等清洁能源高效生产及大规模并网构建的理论与技术；滤储、电网智能高效调控体系构建；多能互补模块化体系构建；多能多附加值利用原理；地热资源高效利用原理等。
（2）核电共性关键技术：低品位核资源开采理论与技术；高性价比核安全体系构建；利用可控高反应性快中子干式核嬗变-增殖-产能的可调燃烧机制；核燃料全闭环循环体系构建；抗快中子辐照材料研制；可控热核聚变机制；高效热发电原理等。
（3）氢能等二次能源与低碳化工协同体系构建：化石能源低碳高效制氢原理；氢能“制储输用”一体化产业体系构建及关键材料研制；高效经济的氢燃料电池的过程机理；高值流程制造业体系构建等。
（4）电网调控及储能配套理论：水力智能电网调控原理；水电快速启动、经济长寿固定电池机理；间歇性可再生能源智慧调配机制；电热氢多源储能系统构建理论；新型电力系统实现途径等。
（5）移动储能电源及交通应用：移动电池的高效安全利用原理；锂资源高效开采理论；高效储能材料研制；高效相变储热材料研制等。
（6）能源资源综合开发与固碳：陆相油气等能源资源高效勘探开发原理；煤炭清洁化利用机制；二氧化碳高效驱油机制；地质碳捕获与碳封存原理；水电资源综合开发原理等。
（7）碳中和能源结构动态优化：重大变革性技术预判；能源革命关键技术评估；转型风险评估与关键环节优化等。
五、产业结构重构
总体目标：
围绕碳氢氧化学键重构、工艺过程与系统、材料结构调控、电气化流程、智能化管控等关键科学问题，以绿色碳科学理念及多层次、多尺度研究范式，探索石化、冶金、建材、交通等产业的全生命周期碳减排机制与转型路径，实现基于未来能源结构和供给方式的产业重构与技术突破。
重点领域与优先方向：
（1）低碳流程工业：低碳化学化工过程耦合机制；绿氢炼化流程调控机制；碳基资源催化转化机理；电化学零碳负碳机制；全废钢电炉流程高能效与品质耦合原理；低碳流程再造的物化原理与调控机制等。
（2）低碳建筑体系：碳酸盐分解耦合原位还原机制；绿氢及生物质燃料替代过程机制；冶金废渣利用机理；柔性智能碳中和建筑设计与运行维护机制等。
（3）绿色交通体系：车辆体系能效提升与减排策略；新能源汽车关键材料与系统优化机制；基于交通大数据的运输结构优化机制等。
（4）产业低碳转型路径：产业低碳转型新技术路径选择策略；氢基流程与电气化流程变革路径；智能控制与资源循环利用的全产业生态系统等。
（5）碳化工与碳利用：基于绿色合成理念的人工光合作用机制；二氧化碳化工转化途径机制；生物质碳氧结构联用高效定向转化；熔盐电解耦合固碳机制等。
（6）低碳工业智能化：大数据和机理分析相结合的工业碳排放智能预测与溯源；生产全流程智能低碳运行控制机制；工业低碳制造的协同优化机制；重大耗能设备智能低碳运行控制机制等。
六、生态环境优化
总体目标：
围绕“双碳”目标、生态环境和人类健康的互馈机制等关键科学问题，研究生态系统碳汇巩固和提升的科学原理及适应能源和产业结构变化的生态环境优化措施，评估“双碳”目标下的生态环境污染治理成效、生物安全、生物多样性和人群健康效益等。
重点领域与优先方向：
（1）陆地生态系统碳汇精准计算及预测：陆地生态系统（森林、草地、农田、灌丛）全组分碳源汇的精准评估与比较；人为管理措施下和气候变化背景下陆地生态系统碳汇潜力评估等。
（2）陆海生态系统碳汇稳固：生态系统碳汇的稳定性及维持机制；生态系统碳循环动态过程与驱动机制；国家自然保护地体系的碳汇功能；生物多样性保护与碳汇巩固协同的理论与技术原理等。
（3）陆海生态系统碳汇提升：生物和生态系统碳捕获、利用与封存前沿技术；区域生态工程增汇原理与效应；生态工程增汇技术的模式系统集成；生态工程增汇效益及区域示范；碳汇国土空间管理的科学基础等。
（4）治污增碳和减污降碳协同：固碳减污微生物分子机制及应用设计；农业“双减”与“双碳”关系；农业种植系统减排增汇与粮食安全；海洋污染防治与蓝碳增汇原理与技术；城市污染防治与降碳增汇等。
（5）“双碳”目标与生物安全：植物高效光合固碳机制与分子设计；新型高光效生物碳捕获与利用；生物入侵和迁移与碳汇；有害生物流行与碳汇；“双碳”目标下的生物安全评估等。
（6）“双碳”目标与人类健康：碳中和与人类健康收益及潜在风险；碳中和行动的新型污染物的健康危害；人群病原生物流行的监测及健康风险预警评估；极端气候变化与人类健康风险等。
图1 《“双碳”基础研究指导纲要》重点研究方向概览
在“双碳”目标约束下，实现发展与减排、整体与局部、长远目标与短期措施、政府与市场等多层次复杂网络系统的优化与调控
五、国自然交叉融合板块发布专项指南：面向碳中和实现路径的自然-社会系统多尺度模式耦合关键理论和技术预研究
为认真贯彻落实党中央国务院关于“双碳”重大决策部署，加快构建碳达峰碳中和“1+N”政策体系，国家多部委联合编制印发了《科技支撑碳达峰碳中和实施方案（2022-2030 年）》（下文简称《实施方案》）。2022 年 7 月 18 日国家自然科学基金委员会发布了《“双碳”基础研究指导纲要》（下文简称《纲要》），强调了系统性和综合性研究对碳中和战略路径选择的重要性。为贯彻落实《实施方案》和《纲要》的重要战略部署，积极应对涉及多层面、多尺度的复杂系统科学研究范式变革，对国家“双碳”政策提供定量化、动态化的科学支撑，国家自然科学基金委员会交叉融合板块决定设立“面向碳中和实现路径的自然-社会系统多尺度模式耦合关键理论和技术预研究”专项项目，以激励多学科交叉研究的引领和原创突破。
一、科学目标
鉴于碳中和问题的复杂性，迫切需要以系统科学的研究方法，并遵循地球科学、能源科学、材料科学与工程、运筹学、经济科学、管理科学、计算机科学等多学科理论，发展自然-社会系统多尺度模式耦合关键理论和技术，搭建地球系统模式与综合评估模型的耦合框架，实现“人为及自然碳源汇变化”“能源结构-非化石能源替代-储能布局”“产业结构”“政策管理”和“经济社会”在全球与区域尺度上双向耦合运行，为国家碳中和实现路径提供决策支撑平台。
二、关键科学和技术问题
（一）自然-社会系统多尺度相互作用模式耦合原理与算法
1.针对碳在自然-社会耦合系统的循环，各分支系统内部有待完善的关键过程及建模技术：气候变化和微观气象条件改变对能源结构、产业结构、经济社会变化的多层次影响及反馈过程；刻画大规模间歇性可再生能源、氢能、储能、零碳负碳等能源深度转型所需各类能源技术特征的精细化建模方法；产业转移与技术演进路径对产业结构转型和政策的关键影响机制及激励兼容政策的算法设计等。
2.各分支系统间多尺度相互作用原理及建模技术：碳交换的时空及分辨率匹配方法和多模式语言协调技术；开放可扩展的耦合模式框架与灵活接口技术；多模式耦合原理与算法，以及异常运行状态监测技术等。
（二）支持耦合系统运行的数据融合技术
1.支撑自然-社会耦合模式平台的数据库构建技术，数据库主要包括：可识别气候风险和可再生能源供给情况的高时空分辨率、格点化的气候变化数据；面向复杂耦合系统、观测与模式相结合的生态碳汇数据；能源、产业、经济和社会发展变化数据等。
2.数据同化再分析技术：数据质量控制与偏差订正技术；人为碳排放和自然碳交换复杂同化反演技术；多元数据智能融合与联合同化再分析技术等。
（三）战略路径优化选择辅助决策支持技术
1.面向碳中和实现目标战略路径优化选择的辅助决策功能设计技术：能源结构调整、工业脱碳、产业转型与经济社会发展路径预测技术；温室气体减排对减缓气候变化的贡献机制分析技术等。
2.支撑面向碳中和实现路径的自然-社会耦合模式平台发展的底层支撑技术：气候变化归因、敏感因子识别、集合预测、模拟系统误差分析技术；考虑气候变化约束、成本效益、公平效应、技术创新效应、规避风险等多指标综合分析技术等。
三、主要研究方向
本专项旨在构建以具有开放架构的新一代地球系统模式为载体，深度耦合社会科学领域各分系统的、开源共享的复杂系统模型。主要研究方向拟资助 1 个总课题及 5 个子课题，总课题与子课题间应围绕核心目标，有机联系。总课题与子课题具体包括：
（一）自然-社会系统多尺度相互作用模式耦合和决策支撑研究的顶层设计（总课题）
研究可反映高分辨率、格点尺度气候变化信号对能源结构、产业结构、经济社会变化影响机理的建模方法；研究碳中和约束下，可刻画风能、太阳能资源间歇性、波动性和不确定性的建模方法；研究可体现土地利用和微气象条件影响的可再生新型能源电力装机布局的建模方法；以地球系统模式为核心、以碳循环为边界、以气候变化和碳源汇变化为桥梁，研究自然系统与社会系统的多层面、多尺度双向耦合建模技术；研发自然-社会模式时空及分辨率匹配技术、高运算复杂度的模式双向反馈快速求解技术；研究构建开放、简洁、模块化、易封装、易扩展的自然-社会耦合模式开发框架。
构建可提供碳中和约束下，小时级时间分辨率及 10 km 空间分辨率的气候变化格点数据支撑系统；研发面向复杂耦合系统、观测与模式相结合的生态系统碳交换模拟支撑系统；研究不同尺度人为碳排放和自然碳交换复杂同化反演技术，构建支撑自然-社会耦合模式平台的多元数据联合同化反演碳源汇数据监测核校支持系统；研究多源、多维度、异质长序列数据背景误差协方差优化估计等方法；研发碳源汇再分析系统；构建可支持能源-产业-经济-社会数据预测机制理解的数据支撑系统。
开发可动态支撑我国未来不同时期碳中和路径实现、保障经济社会高质量发展，能够刻画以煤电转型为主的新型电力系统布局与发展、工业脱碳、产业转型、低碳城市建设、绿色发展的经济社会发展路径选择和政策与市场需求的支撑平台；此平台可同时支撑气候变化国际谈判，以及回答气候变化科学亟待解决的重大问题。
（二）以煤电转型为主的中国能源结构变化建模及预测研究（子课题 1）
研究碳中和约束下，可体现我国煤基能源全过程、分级分质有序转化，水电因地制宜，核电安全有序发展，以及与新能源耦合降碳技术应用的建模方法和预测技术。
（三）面向能源结构转型的中国储能布局预测研究（子课题 2）
研究碳中和约束下，将储能、氢能等纳入能源系统整体优化的建模方法；研究基于能源大数据的储能智能调控方法及快速响应规律；研究储能技术变革对整体能源系统的影响规律及深度重构策略；研究多能互补储能柔性系统的时空多尺度布局及动态优化和预测方法；研究能源大系统的安全风险评估及防控策略。
（四）中国碳中和实现路径的预测研究（子课题 3）
研究碳中和约束下经济社会发展、产业转型、人口迁移与结构变化情景下能源转型路径的预测与优化；研究能够刻画经济发展、产业结构转型、产业转移以及能源技术发展演进对能源转型与碳中和路径影响的建模方法；研发可体现技术创新效应、土地利用变化、基础设施和公共治理需求变化对能源转型与碳中和路径影响的建模方法。
（五）中国及全球能源转型风险、金融风险、资源风险和气候损失等建模和预测研究（子课题 4）
研究碳中和约束下，考虑各产业供应链安全的能源双控、碳双控的总量设定与目标分解建模；研究能够刻画碳中和进程中金融风险、资源安全风险的建模方法；研究全球主要国家和地区以能源价格、经济成本为约束的未来能源转型、自主贡献更新、绿色增长与产业转型路径；研究区域尺度气候变化对劳动生产率、水资源、粮食种植、区域经济转型、产业链等影响过程的建模方法。
（六）碳中和产业转型与经济社会系统变革的政策驱动机制与异质性建模研究（子课题 5）
研究碳中和约束下，高碳产业转型与低碳、零碳、负碳产业发展的驱动机制与复杂路径；针对不同阶段碳减排与碳中和方案的激励兼容政策设计与优化，开展建模研究；识别异质性企业主体条件下多重政策的交互机制与不确定性特征，刻画产业链风险传导特征和价值链重构路径。
四、其他研究方向
本专项同时资助培育项目，鼓励探索新原理、新技术和新方法。培育项目研究内容应聚焦以下某一具体研究方向：
（一）研究可定量刻画自然-社会耦合系统中不同行业、产品碳足迹全生命周期的建模方法。
（二）研究面向自然-社会耦合系统的次网格过程参数化方法，及参数不确定性评估方法。
（三）研究耦合系统的稳定性测试和改进方法；研究耦合系统运行状态自动监测、诊断等测试技术。
（四）研究多源海量数据捕捉、集成与处理的自然-社会耦合系统数据汇聚、共享技术。
（五）研究碳中和约束下极端气候变化、气候风险及可再生能源等高时空分辨率格点数据构建及汇聚共享技术。
（六）研究自然-社会耦合系统关键信号提取及检测归因技术。
（七）研究基于集合预测和模拟系统误差分析的决策平台不确定性评估技术。
来源：国家自然科学基金委官网，公众号“区域经济”整理
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