近日，中国科学院上海高等研究院和上海科技大学联合科研团队在煤化工低碳发展战略研究方面取得重要进展，构建了核能/可再生能源与煤炭资源耦合的低碳复合能源系统，为富煤国家应对全球二氧化碳的大规模减排提出了革新性的解决方案。《Cell》旗下最新姐妹刊《Joule》于2018年3月14日在线发表了相关结果。此项研究工作得到了中国科学院和壳牌石油公司的大力支持。  

低碳复合能源系统及其系统集成的显著特征在于低碳能源与传统含碳能源的有效耦合，并集成相应的二氧化碳减排和转化利用技术，从系统的角度实现低碳高效的产能，在保障能源战略供给的同时实现二氧化碳的减排，为中国煤炭的低碳高效利用提供低碳解决方案。 

孙予罕和唐志永团队围绕“低碳复合能源系统”的系统集成思路，针对煤炭在化工利用过程富碳缺氢的特点，通过低碳能源制氢技术耦合煤气化工艺生产燃料和化学品，实现了煤化工过程的碳氢平衡，取消传统煤化工直接碳排放的源头—水煤气变换工艺，大幅提高了煤炭利用过程的能效和碳效并使得碳排放显著下降，经济性分析也表明低碳复合能源系统在未来随着低碳能源价格的下降和碳税的征收将极具竞争力。通过情景分析研究发现随着煤化工产能的持续增长和复合能源系统取代率的提高，例如，采用此系统集成的话，在2030年带来的减排量相当于日本2014年全年碳排放量的90%，相当于整个欧盟2014年碳排放量的33%，具有显著的碳减排效果。 

 图1. 低碳复合能源系统概念图 

近年来，中科院上海高等研究院的中科院低碳转化科学与工程重点实验室在低碳复合能源战略领域做了大量的研究工作并取得了一系列研究成果。此次在《Joule》杂志上发表成果，是该实验室继在《中国科学》、《Angew Chem Int Ed》、《Applied Energy》和《Energy Conversion and Management》等期刊上发表低碳复合能源战略的研究成果后，再次在国际顶级杂志上发表的相关方面的重要突破，这些成果的陆续产出，也是中科院上海高等研究院与上海科技大学等在深度开展科教融合、着力推进张江综合性国家科学中心建设取得成效的阶段性标志 。