纵观人类社会发展的历史可以看出，科学革命特别是技术革命不仅仅是科学研究范式的根本转变，新技术的发明及其产业化应用可以推动产业结构调整，促进产业革命，造成社会财富的重新分配，甚至技术优势可以转化为军事优势进而左右国际政治。

　　低碳经济的实质是以低碳技术为核心、低碳产业为支撑、低碳政策制度为保障，通过创新低碳管理模式和发展低碳文化实现社会发展低碳化的经济发展方式。

　　低碳发展的历史和现状

　　人类发展低碳经济的根本目的是促进人与自然的和谐、保障经济社会的可持续发展。因此，分析低碳发展的技术体系就需要系统梳理低碳经济的历史，科学分析低碳经济的现状，并在此基础上对低碳经济的发展趋势进行基本的判断。

　　1962年，美国海洋生物学家蕾切尔尔卡逊发表了震惊世界的警示性著作《寂静的春天》，拉开了现代环境运动的的序幕，人们开始关注生态与环境问题；1972年罗马俱乐部发表的《增长的极限》告诫人类：如果按照传统的人口、工业、污染、粮食和资源消耗的发展趋势而不发生改变，则在100年内（从1972年算起）人类赖以生存的地球将达到增长的极限；1992年6月4日联合国大会通过的《联合国气候变化框架公约》（以下简称《公约》），是世界上第一个全面控制二氧化碳、甲烷和氧化亚氮等温室气体排放，以应对全球气候变暖给人类经济和社会带来不利影响的公约（尽管《公约》缺少法律上的约束力，但却规定了可以在后续相关的议定书中设定强制减排的限制，也为国际社会在共同应对气候变化问题上进行国际合作和磋商提供了基本框架）；1997年，在《公约》框架下形成的《京都议定书》使得碳减排成为了发达国家的法律义务；2003年英国政府率先提出了“低碳经济”发展战略，英国成为以发展低碳能源应对气候变化的引领者和实践者；2007年12月在印度尼西亚巴厘岛举行的联合国气候变化大会通过的《巴厘路线图》规定，2009年在哥本哈根举行的《联合国气候变化框架公约》第15次缔约方会议暨《京都议定书》第5次缔约方会议上将诞生一份新的《哥本哈根议定书》，以取代2012年到期的《京都议定书》；2009年的哥本哈根气候大会尽管没有形成具有约束力的议定书，但这次气候大会吹响了全球向“低碳社会”进发的号角；2011年12月，德班世界气候大会在经历重重磨难后通过了“德班一揽子决议”，决定实施《京都议定书》第二承诺期并启动“绿色气候基金”。

　　由环境和生态问题上升到可持续发展问题，由全球气候变化到发展低碳经济，前后经历了将近 70年的时间，这是人类对自然界认识不断深化和人类自身可持续发展不断探索的结果。从科学和技术发展史的观点看，人类化解重大发展危机最终需要依靠科学的发展和技术的进步。从技术评估的角度讲，以目前人类社会已经拥有的低碳技术共同应对全球气候变暖，还有相当大的碳减排潜力可以挖掘，而潜力挖掘的障碍主要在于两方面：一方面，发达国家为了保持在未来国际竞争中的优势，把依靠历史碳排放和能源资源消耗形成的资金和技术优势牢牢控制在自己手里，同时以此为诱饵进一步掠夺发展中国家的能源资源、挤压发展中国家的发展空间；另一方面，发展中国家由于历史碳排放和能源消耗相对较少，在资金和技术方面处在劣势，同时还希望与发达国家争取公平的发展权。综合来看，发达国家的强权和霸权与发展中国家力争公平发展的诉求之间难以协调，仅仅依靠发达国家自主减排和发达国家在资金和技术方面支持发展中国家以达到共同碳减排的目标是行不通的。发展中国家实现碳减排目标只能在现实约束条件下，一方面继续通过国际谈判和磋商，争取发达国家在资金和技术方面的支持；另一方面依靠技术自主创新，通过技术突破来实现。[NextPage]

　　我国低碳发展的技术需求与环境约束

　　2011年3月发布的《国民经济和社会发展第十二个五年（2011—2015年）规划纲要》，对我国未来五年内节能减排和低碳发展的目标提出了约束性指标新要求，“非化石能源占一次能源消费比重达到11.4%。单位国内生产总值能源消耗降低16%，单位国内生产总值二氧化碳排放降低17%”。主要污染物排放总量显著减少，化学需氧量、二氧化硫排放量分别减少8%，氨氮、氮氧化合物排放分别减少10%。

　　从我国发展低碳经济的需求来看，发展低碳技术不仅是减缓和适应气候变化的需要，同时也是保障能源供应安全、建设资源节约和环境友好型社会和建设生态文明的需要，更是中国贯彻落实科学发展观、实践可持续发展的必然选择。

　　我国仍处于工业化、城镇化快速推进的发展阶段，产业结构比例短期内难以实现大幅调整。统计资料显示，2007—2011年我国第二产业增加值占 GDP的比例分别为48.5%、48.6%、46.3%、46.8%和 46.8%。有关研究预测，我国工业化进程将持续快速推进到 2020年前后，城镇化则将持续到2030年前后，发展的惯性决定了今后较长时期内第二产业占GDP的比重不会快速大幅下降。

　　我国经济增长对出口依存度相对较高，同时处于国际产业链低端。2007—2011年我国经济增长对出口依存度分别为39%、32%、23%、27%和26%，且出口中多为高能耗、高污染和劳动力密集型产品，这对于产业结构调整和能源结构优化都是较大的障碍。

　　我国以煤为主的能源结构在近中期内难以改变。统计资料显示，2007—2011年我国一次能源消费结构中煤炭占比分别为71.1%、70.3%、70.4%、68.%、69.7%。煤炭在我国一次能源消费中的占比长期徘徊在70%左右，高于世界平均水平30多个百分点。有关研究结果表明，天然气平均终端利用效率比煤炭高30%，石油则高23%。但我国石油产量将长期维持在2亿吨左右，天然气增长幅度较大但在一次能源消费中的占比有限，同时进口油气受到能源安全保障能力的制约。据测算，到2030年我国煤炭仍将占一次能源消费的一半以上。

　　我国提高能源效率的社会环境有待进一步改善。我国法律、法规、标准、政策等尚未完全将提高能效置于优先发展的战略地位，节能减排真正成为转变经济发展方式的切入点和着力点尚需时日。一代能源基础设施的寿命约30—50年左右，我国现有“三高”产能在2020年前难以完全淘汰，提高能效技术的推广应用存在障碍，能源系统整体技术效率的提高受到一定制约。

　　低碳技术创新与推广应用能力严重不足。我国低碳技术研发投入低，创新能力弱，先进适用低碳技术开发不