序1
碳中和要讓科學精神在中國大地上真正生根

政府間氣候變化專門委員會（IPCC）2021年8月9日發表的第六次評估報告指出，人類的影響使大氣、海洋和陸地變暖是明確的。研究表明，如果沒有人類燃燒化石燃料，2020年的西伯利亞熱浪和2016年亞洲的酷熱本不可能發生。在2003年巴黎熱浪期間的753起死亡事故中，有506起可能歸咎于氣候變化。

科學家們一直在預測氣候變化加速的可能性，但他們的警告常常被忽視。地球氣候正接近不可逆轉的轉折點。自IPCC第五次評估報告以來，全球碳排放量居高不下，這一趨勢仍在繼續。為實現被視為對一些脆弱社區和生態系統生存至關重要的目標，未來10年需要大幅減少二氧化碳排放，到2050年實現凈零排放。

2020年9月22日，習近平主席在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上表示：“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。”在中國的帶領下，越來越多的國家加入到響應碳中和的號召中。

碳達峰、碳中和目標體現了我們國家的大國重任擔當。這意味著從現在開始我們要爬坡，到2030年爬到頂峰，然后又要開始下坡，到2060年達到碳中和。這個過程中，怎么進行爬坡設計至關重要。從現在到2030年，每年的斜坡都會有所不同。上坡的坡度（斜率）和下坡的坡度（斜率）與經濟發展和民生息息相關，如果處理不好，甚至會影響到能源安全。因此，設計好這些斜坡就要求相關的能源生產和消費等環節共同努力。在這個過程中需要運用到綜合思維，需要各個方面發揮作用。

多年來，我一直在研究先進電機驅動、電動汽車、智慧能源、四網四流融合等方面工程哲學和關鍵技術。這些都將是實現碳達峰、碳中和的重要手段。尤其是“四網四流”，我相信這個理論能夠提供一個特殊的貢獻，即在綜合思維方面，一起來設計好這個斜坡的坡度，一定要擁有跨行業的思維，才能產生可建設性，保證上坡和下坡都順暢，并且可以爭取提前達標。

四網四流融合是突破性的環形思維取代線性思維，這個融合理論是2012年我在德國波茨坦市的可持續發展先進研究院任資深研究員時提出來的。研究院兩邊都是湖，當時我在湖邊散步時就思考，一定要找出人的行為、能源和信息的互動關系。

數字生產力是第四次工業革命區別于前三次工業革命的典型特征，需要得到經濟基礎與上層建筑的共同支撐。能源網、信息網、交通網是經濟基礎的三個支柱，而人文網是上層建筑的重要組成部分。通過四網（能源網、信息網、交通網、人文網）四流（能源流、信息流、物質流、價值流）融合，可以將人的主觀能動性和能源革命、信息革命、交通（出行）革命聯動起來，其核心是解決第四次工業革命的可持續發展問題。通過建立“人—機—物理系統”形成的新的生產關系，發掘第四次工業革命的數據紅利所能帶來的巨大生產力，并在前三次工業革命生產力總和的基礎上爆發出指數級的增長。

推動碳中和、推動第四次工業革命，必須特別重視創新驅動和人才強國。我國科學技術進步巨大，但很大程度上取得的成果是已有知識的擴展，或在模仿的基礎上發展。這也是一定歷史階段的必經之路。德國開始工業化時也學習了英國，日本明治維新也學習西方。但它們后來都有自己的創新，甚至后來者居上。碳中和要求我們高度重視科學和創新，要讓科學精神在中國大地上真正生根，在中國文化中生根。

實現碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革。實現碳中和不僅需要政府、科研機構完成頂層設計，更需要企業和民眾的深度參與。圍繞碳達峰、碳中和，我國學術界、產業界已經展開了廣泛的討論，并形成了多項成果，對我國乃至全球應對氣候變化擁有重大意義，但是這些成果多偏于學術。《碳中和革命：未來40年中國經濟社會大變局》作者以深入淺出的故事形式將碳中和方面的專業知識“翻譯”成通俗易懂的語言，拉近了與讀者的距離，對于提升民眾對碳中和的參與度意義重大。

《碳中和革命：未來40年中國經濟社會大變局》回答了為什么要實現碳中和、如何實現碳中和，以及碳中和將對經濟社會產生的方方面面影響，并提出了諸多解決方案。本書著重闡述了全球視野下的中國碳中和之路，其中重點提到的電動汽車、智慧能源、氫能、數字技術等方面都是我以畢生精力從事的科學事業。

更重要的是，作者還秉持人文理念，為我們講述中國乃至世界在碳中和領域的科技創新故事，并為中國面向碳中和的未來教育革新建言獻策。

希望這本書能喚起更多人加入創新驅動的碳中和時代大潮中來。我們憧憬，未來40年碳中和引發的中國經濟社會大變局，將是一場真正以科學精神為根本驅動力的偉大革命。

中國工程院院士，英國皇家工程院院士
世界電動汽車協會創始主席
2021年9月9日