科技攻关，奔着最紧急、最紧迫的问题去

 
七位院士围绕碳中和、新冠肺炎疫情、芯片、高铁等前沿科技问题发表真知灼见——  
科技攻关，奔着最紧急、最紧迫的问题去  
 

编者按：

习近平总书记在5月28日召开的两院院士大会和中国科协第十次全国代表大会上强调，“科技攻关要坚持问题导向，奔着最紧急、最紧迫的问题去”。5月30日，中国科学院七位院士从各自研究领域出发，聚焦国家创新发展战略需求、前瞻学科领域发展方向，围绕碳中和、疾病预防控制、集成电路等前沿热点问题发表真知灼见。本版为您呈现院士们的精彩观点，共同为这些“最紧急、最紧迫的问题”寻求答案。

■中科院院士、地质学家、气候变化专家 丁仲礼

碳中和将带来经济社会大转型

我国对国际社会承诺“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。碳中和是指二氧化碳的人为排放量被人为作用（木材蓄积量、土壤有机碳、工程封存等）和自然过程（海洋吸收、侵蚀-沉积过程的碳埋藏、碱性土壤固碳等）所吸收，实现净零排放。

丁仲礼表示，碳中和看似复杂，实际上概括起来就是一个“三端发力”的体系：第一端是能源供应端，尽可能用非碳能源替代化石能源发电、制氢；第二端是能源消费端，力争在绝大多数领域实现非碳能源对化石能源消费的替代；第三端是人为固碳端，通过生态建设、土壤固碳、碳捕集封存等组合工程去除不得不排放的二氧化碳。

“碳中和将带来经济社会大转型,‘技术为王’将在此进程中得到充分体现，即谁在技术上走在前面，谁就将在未来国际竞争中取得优势。”丁仲礼认为，国家需要积极研究与谋划，系统布局，力争以技术上的先进性赢得产业上的主导权。

“三端发力”所需资金将是天文数字，无法依靠政府财政补贴完全满足，必须坚持市场导向，鼓励竞争，稳步推进。政府的财政资金应主要投入在技术研发、产业示范上，力争使我国技术和产业的迭代进步快于他国。丁仲礼特别指出，在此过程中要防止能源价格明显上涨，影响居民生活和产品出口。

评价国家、区域、行业、企业甚至家庭的碳中和程度，需从收支两端计量。从能源消费角度看，“支”（即排放）相对容易计量；“收”（即固碳）很难精确计量。丁仲礼建议，国家应尽早建立监测、计算、报告、检核的标准体系，以确保牢牢掌握我国碳收支状况的话语权。

■中科院院士、光学专家 李儒新

高功率激光与高能粒子加速器融合前景广阔

高功率激光和高能粒子加速器归属于不同的学科领域。近年来，两个学科相互促进、交叉发展的趋势日益明显。

李儒新介绍，2019年中国和欧盟两个实验室获得了超过10拍瓦的激光脉冲输出。这种超高峰值功率超短脉冲激光被称为最亮光源，可以提供前所未有的极端物理条件与全新实验手段。

“而高能粒子加速器最初是作为人们探索原子核结构的重要手段发展起来的。”李儒新说，同步辐射装置、自由电子激光装置、闪裂中子源、对撞机等大科学装置的核心都是高能粒子加速器。

高能质子和重离子加速器的一个重要应用是肿瘤的精准放疗。“质子/重离子放疗是当下最先进的肿瘤放射治疗方法，目前主要用射频加速器来加速高能质子和碳离子，昂贵的造价和维护费用极大制约着质子/重离子放疗设备的推广应用。”李儒新表示，基于高功率激光的质子和重离子加速器，有望降低肿瘤放疗设备的造价和维护费用，“一个值得重视的方向是基于高瞬时辐射剂量的超短脉冲质子束治疗，即FLASH放疗方案。因为激光加速有利于获得更短脉冲的高峰值流强质子束，从而达到超高的瞬时剂量率”。

“作为高性能的宽波段光源用户装置，基于电子储存环的同步辐射光源在生命科学、材料科学、物理学、化学、能源科学等研究领域发挥了不可替代的作用。”李儒新指出，目前世界多国正在大力发展第四代同步辐射装置。与此同时,超越第四代光源平均亮度，获得2~3个量级以上提升并实现时空全相干辐射的所谓第五代同步辐射新原理新方法已被提出。其中，我国科学家提出的采用衍射极限电子储存环电子束与高功率激光脉冲相互作用的角色散和调制—反调等新机制被认为具备实现第五代同步辐射的潜力。

■中科院院士、物理化学家 包信和

氢能发展是实现碳中和的关键