实现碳中和是全球一个创新的目标。世界绿色能源和绿色碳汇快速发展受限；现有工业过程和消费过程节能减排的潜力有限；现有工业排放的CO2不仅难于捕集封存而且缺少用途。因此，需要创新发展理念，开发新的CO2工业固定利用路线即碳材料循环经济，这是实现碳中和目标一条可行的科技途径。
实现碳中和目标的技术现状
我国及世界三类低碳排放技术的发展现状是：虽然绿色能源技术取得了巨大的科技进步，大力发展绿色能源和绿色碳汇是实现碳中和目标的一条技术路线，但快速发展受限，其增量在我国近期还不能抵消CO2排放增量，我国提出2030年前CO2排放量达峰；现有工业过程和消费过程由于工艺技术路径锁定，我国火电、钢铁等高能耗高排放工业过程工艺已经比较成熟，其节能减排的潜力有限；现有工业排放的CO2不仅难于捕集封存（CCUS），而且也缺少用途。因此，为实现碳中和目标急需开发新的低碳循环经济发展工业路线。
低碳循环经济发展工业路线可分为两类：一是开发不用碳的绿色能源系统代替现有化石能源工业经济体系；二是开发“用碳（化石能源碳氢化合物）不排碳（CO2）”的创新经济体系，进行现有工业过程的创新改造。
碳循环经济可分为CO2光合作用的生态循环经济和高含碳材料的循环经济。
高固碳材料循环经济路线开发
CO2是造成全球变暖的一种主要温室气体，主要产生于化石燃料（煤、石油及天然气，CHn=0.8~4）能源利用过程，其化学反应式可表示如下：
CHn=0.8~4+O2+N2→CO2+H2O+N2 +发电（热量）
这是排放CO2的主要反应，包括火电、内燃机等。
化石燃料是一类含有能量的物质，因此，我们提出了源头减排CO2的方法，也就是将化石燃料在能源利用过程中所产生的CO2直接转化为为CO2固定量最高、生成热较大、过程能耗少的稳定固体产物1，3，5-均三嗪三醇（简称三嗪醇，C3H3N3O3），过程中释放的能量和剩余氢作为清洁能源利用，实现化石燃料能量和物质成分的同时高效利用，从而形成CO2工业固定利用的能源路线：
CHn=0.8~4+O2+N2+H2O→C3H3N3O3+发电（热量）
固碳产物C3H3N3O3可用于继续开发成低成本、低碳排放、低内能的三嗪类高分子材料：
C3H3N3O3→三嗪类高分子材料
它可以替代一部分高耗能高排放的工业材料，从而形成化石燃料环境友好的材料路线。按照本设计的材料工业路线，将化石燃料在空气和水的参与下，通过一定工艺过程就可以得到三嗪类高分子材料，生产1吨产品只需要消耗化石燃料1吨标煤左右，这是一条符合绿色、低碳、可持续发展的生态工业路线。
这样，改变现有化石能源的利用方式，将其能量和物质成分同时高效利用，形成CO2工业固定利用的能源路线和材料工业路线。从源头上减排CO2，从而形成高含碳材料的循环经济体系。
该技术路线的优点如下：
C3H3N3O3是CO2固定量最高的稳定固体物质，生成1吨C3H3N3O3需要消耗1.0吨CO2，是固定CO2最有效的化学反应；其生产过程也是氢耗量（能量消耗）最少的一种固定CO2产品及过程。该技术在CO2生成过程中即固定，减少了CO2的熵增过程。现有工业生产过程中排放出的CO2，再去捕集、封存或利用，往往得不偿失。
由化石燃料生成C3H3N3O3是反应热较大的工艺过程，不仅可以促进整个工业过程的进行，而且还可以释放大量能量；将不同化石燃料所产生的CO2固定后有不同的能量释放，可以采用燃气轮机、废热锅炉、燃料电池等各种能量转换技术。在全球化石能源中，石油和天然气占70%，煤炭占30%。该技术的开发可以保持全球能源的供需平衡和社会经济的平稳发展。
该技术可以在现有化石燃料纯氧气化工业利用过程及装置的基础上进行改造、革新，投资相对较小，经济上完全可行。
该技术路线没有NOx产生，原料中的硫在反应过程中转变为硫磺，CO2直接转化到产品中，实现了化石燃料物质成分的高效利用。CO2固定产物C3H3N3O3是稳定的固体产品，可以实现长时间的CO2固定，而且用途广泛、附加值高。
该路线不仅减少了CO2等污染物的排放，而且提高了化石燃料总的利用效率，综合经济效益更好。
这应该是实现碳中和目标经济可行的一条科技途径！
实现碳中和目标的科技路线探讨
1.我国急需制定实现碳中和目标的战略科技路线
实现碳中和是全球一个创新的目标，没有现成的技术路线。除了大力发展绿色能源和绿色碳汇，以及减少化石能源使用量外，还应该开发碳材料循环经济，降低现有工业过程中的CO2排放，从而降低绿色能源的发展压力。从概念、理论、研发、工程、应用、政策、经济等多方面规范实现碳中和目标的表述，建立实现碳中和目标的战略科技路线。
2.目前实现碳中和目标的主要措施应该是CO2减排
全世界每年利用化石能源向大气中排放CO2超过340亿吨，其中约20亿吨被海洋吸收，陆地生态系统吸收7亿吨左右；人工利用量不足10亿吨。大气中的CO2浓度从工业革命前的2.8×10-4增加到目前的4.1×10-4左右。显然，CO2排放量已经远远超过了大自然自身平衡的能力，降低化石燃料利用过程中的CO2排放，进而降低大气中的CO2浓度已成为全球面临的重大问题。
绿色低碳经济转型的核心是化石能源的革命：一是开发不用碳的绿色能源和绿色碳汇，二是开发“用碳不排碳”的化石能源利用新技术。通过开发高固碳材料新技术降低全球CO2排放量，从而降低绿色能源快速发展的压力。
3.从产业链总效果考察减排技术的有效性
化石能源高碳资源生产高固碳产品更有利于实现低碳排放的工业利用；我国能源结构难于调整，应该首先进行能源技术革命；控煤的目的是控制污染物和CO2排放量，因此应该开发新的低碳排放路线。应该从产业链总效果考察CO2减排技术的有效性。
4.CO2工业固定利用是实现碳中和目标一条经济可行的科技途径
我国及世界经济脱碳难度大，开发高固碳材料利用工业路线更可行。绿色能源的发展应该是提高能源占比和能源利用效率；化石能源应该开发高固碳利用新途径降低CO2排放，将化石能源的能量和物质成分同时高效利用，不仅减排了CO2等污染物，而且提高了化石能源总的利用效率。
全球化石能源中煤炭占30%，石油和天然气占70%。从理论上说，采用我们提出的CO2工业固定利用新路线可以使全球CO2排放量大为降低，降低了全球绿色能源的发展压力，使得全球碳中和目标尽快实现。
总之，我们提出了一条经济可行的CO2固定利用新路线，该技术路线不仅减少了CO2等污染物的排放，而且还提高了化石能源总的利用效率，综合经济效益更好；CO2工业固定利用可以实现化石能源的清洁利用；固碳产物C3H3N3O3可以进一步合成一类低成本、低碳排放、低内能的三嗪类高分子材料。