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丁仲礼在《中国“碳中和”框架路线图研究》专题报告中介绍，“三端发力”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，构建“新型电力系统或能源供应系统”；第二端是能源消费端，力争在居民生活、交通、工业、农业、建筑等绝大多数领域中，实现电力、氢能、地热、太阳能等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。简言之，就是选择合适的技术手段实现“减碳、固碳”，逐步达到“碳中和”。

基于“碳中和”国家战略目标和中科院碳专项已有成果，丁仲礼还对“碳中和”框架路线图研究提出五方面观点：

一是“碳中和”过程既是挑战又是机遇，其过程将会是经济社会的大转型，也是一场涉及广泛领域的大变革。“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，谁将在未来国际竞争中取得优势。中国需积极研究与谋划、系统布局、特殊支持，力争以技术上的先进性获得产业上的主导权，使之成为民族复兴的重要推动力。

二是这轮“大转型”需要在能源结构、能源消费、人为固碳“三端发力”，所需资金将会是天文数字，决不可能依靠政府财政补贴得以满足，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，力争使中国技术和产业的迭代进步快于他国。在此过程中，特别要防止能源价格明显上涨，影响居民生活和产品出口。

三是中科院学部咨询项目只能先给出一个框架性建议，以供科技界讨论、修正、完善。期望汇聚众智后，学部的建议对中国如何推动此“大转型”，如何在未来国家创新体系中形成布局完善、责任明确的研发体系等重大问题，有实质性的指导意义。项目组认为，中国学术界应该秉持开放的态度，广泛参与，发挥出想象力和创造力；国家有关部门在确定路线图的问题上可考虑先经历一段“百家争鸣”时期，不要急于“收口”。

四是“大转型”中，行业的协调共进极其重要。“减碳、固碳”“电力替代”“氢能替代”均需要增加企业的额外成本，如果某一行业不同企业间不能协调共进，势必会使“不作为企业”节约了成本，从而出现“劣币驱逐良币”现象。因此，分行业设计“碳中和”路线图及有效的激励/约束制度需尽早提上日程。

五是评价国家、区域、行业、企业甚至家庭的碳中和程度，需从收、支两端计量。从能源消费角度论，“支”(即排放)相对容易计量；“收”(即固碳)由于类型多样，过程复杂，很难精确计量，尤其是“人为努力”下的固碳增量不易确定。因此，国家应尽早建立系统的监测、计算、报告、检核的标准体系，以期针对中国的碳收支状况，保证掌握话语权。

专题报告中，丁仲礼还建议对未来排放权的分配、碳排放的报告核查等问题进行深入研究。他认为，科技支撑方面，还有很多基础性的科学问题比如二氧化碳对增温的敏感性等需要深入研究。在“碳中和”问题上，科技界依然任重而道远。

据了解，针对“碳中和”问题中的科技需求，中科院学部设立重大咨询项目“中国碳中和框架路线图研究”，目标是设计初步路线图，可供研讨、修订、完善，同时在如何落实“路线图”上，提出操作层面的建议。该项目按照排放端、固碳端、政策端三方面进行组织，围绕未来能源消费总量预测、非碳能源占比阶段性提高途径、不可替代化石能源预测、非碳能源技术研发迭代需求、陆地生态系统固碳现状测算、陆地生态系统未来固碳潜力分析、碳捕集利用封存技术评估、青藏高原率先达标示范区建议、政策技术分析研究设立9个专题进行研究。

“碳中和”是指人为排放量(化石燃料利用和土地利用)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、碱性土壤的固碳等)所吸收，即净零排放。2019年，全球碳排放量为401亿吨二氧化碳，其中86%源自化石燃料利用，14%由土地利用变化产生。这些排放量最终被陆地碳汇吸收31%，被海洋碳汇吸收23%，剩余的46%滞留于大气中。“碳中和”就是要想办法把原本将会滞留在大气中的二氧化碳减下来或吸收掉。

当前，世界各国碳排放处于不同阶段，大体可分为四个类型：英国、法国和美国等发达国家的排放在上世纪70-80年代就已经实现达峰，目前正处于达峰后的下降阶段；中国还处于产业结构调整升级，以及经济增长进入新常态的阶段，排放量逐步进入“平台期”；印度等新兴国家排放量还在上升；还有大量的发展中国家和农业国，伴随经济社会快速发展的排放尚未“启动”。

欧盟部分成员国率先承诺到2050年实现碳中和，中国也于2020年9月承诺“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”。这是雄心勃勃但又极其艰难的战略目标，中国追求2060年达到“碳中和”，其难度远大于发达国家。

翟婉明院士在回顾中国铁路提速和高速铁路发展历程的基础上，重点论述了中国高铁发展过程中所面临的工程科技挑战，特别是在高铁设计阶段和运营阶段分别面临的主要科技挑战。翟婉明院士结合学部重大咨询项目《我国轨道交通发展战略研究》的阶段性成果，提出我国高速铁路的未来发展方向，以及实现中国高铁引领世界发展所面临的新挑战和新问题。翟婉明院士指出，未来中国高铁应在智能建造、智能装备、智能运营、智能养护维修、智能服务等方面推进技术和管理创新，全面提升中国高铁智能化水平，从而率先建成国际领先的现代化铁路强国。

“目前，欧洲、日本都在不断研制更高速度的高速列车，为保持我国在速度领域的领先优势，我国已启动时速400公里等级的CR450高速动车组研制以及成渝中线高铁线路建设规划。”5月30日，在中国科学院学部第七届学术年会上，中国科学院院士翟婉明谈到我国高铁的未来发展时透露。

通过短短十多年的发展，我国高铁从无到有，形成了世界最大的高速铁路网，总里程超过3.8万公里，逐渐形成“公交化”密集运营。高铁不仅以它特有的“颜值”和“气质”改变着人们的出行方式和生活品质，而且对我国经济持续快速发展和国防现代化建设起到了重要作用。

20世纪90年代， 我国就开始高速列车的研究与探索，曾诞生了“神州号”、“先锋号”、“蓝箭号”、“中华之星”等国产动车组，但最终未能投入高铁运营。2004年，我国开始全面引进国外高速动车组，通过消化吸收再创新，研制了“和谐号”系列动车组。

为了实现高速列车技术的完全自主化，2012 年以来，开始了中国标准高速动车组的自主研制。2017年，具有完全自主知识产权的中国标准动车组“复兴号”实现时速350千米的商业运营，从而使中国成为世界上高铁运营速度最高的国家，有力支撑了我国“高铁走出去”战略的实施。目前，我国共配属高速动车组3590组，占世界高速列车总数的一半以上。

与此同时，中国高速铁路网的建设突飞猛进。截止2020年底，我国已建成“四纵四横”高铁主通道，高铁总里程达到3.8万公里，约占世界高铁总里程的69%。预计到2035年，我国高铁总里程将达到7万公里，形成“八纵八横”高铁网。

翟婉明表示，未来高铁的发展应着重考虑速度、效益、节能环保和经济性等技术指标的综合提升，更高速度与智能化是我国高铁未来发展的两大主要方向。

列车速度是衡量一个国家铁路发展水平的重要指标之一。2021年3月29日，国务院办公厅发布的《关于进一步做好铁路规划建设工作意见》中指出，高速铁路运营后要尽快按照设计标准达速运行。

然而，目前我国大量高铁线路未达速运营。例如，设计时速 350公里的高铁线路中，目前仅京沪、京张、京津城际、成渝等4条高铁达速运行，其余20余条运营时速均是300公里。因此，应尽快使我国高铁按照设计标准达速运行，充分挖掘高铁线路的运输能力，提高效益。

与此同时，智能化也是未来高铁竞争的焦点。所谓智能高铁，是指采用大数据、云计算、北斗定位、下一代移动通信、人工智能等先进技术，通过新一代信息技术与高速铁路技术的集成融合，实现高铁智能建造、智能装备、智能运营技术水平全面提升。

“我国近期开通运营的京张高铁和京雄高铁，已运用智能化的列车控制系统实现了自动驾驶，标志着我国正朝着智能高铁时代迈进。”翟婉明说道。