當前人類共同面對的巨大挑戰(zhàn)之一是全球氣候變化。首先，人類活動不可避免地會產(chǎn)生碳排放，小到衣食住行，大到經(jīng)濟發(fā)展，無時無刻不在釋放二氧化碳。其次，由于亂砍濫伐森林，減少了綠色植物的光合作用，地表水域逐漸縮小和降水量的降低，減少了對二氧化碳的吸收溶解，使得生態(tài)系統(tǒng)中二氧化碳生成與轉化的動態(tài)平衡遭到破壞。氣候變化已經(jīng)不僅僅是子孫后代面臨的危機，對于當代人更是迫在眉睫的威脅。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，中國碳排放逐年增加，應對氣候變化事關國內(nèi)國際兩個大局，是推動經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)文明建設的重要抓手，是參與全球環(huán)境治理的重要領域。中國二氧化碳的排放來源主要包括能源、建筑、鋼鐵、交通、化工、環(huán)境與生態(tài)等行業(yè)領域。根據(jù)中國的雙碳目標，碳排放的治理大致可劃分為三個階段，第一階段（20212030年）碳排放達峰期、第二階段（20302045年）加速減排期和第三階段（20452060年）深度脫碳期。實現(xiàn)雙碳目標必須推廣普及和深入挖掘碳中和技術，主要包含能效提升、零碳排放和負碳技術。能效提升路線主要包括節(jié)能減排和提質(zhì)增效兩個方向；零碳排放路線主要包括能源替代及終端電氣化兩個方向；負碳技術則包括吸收轉化二氧化碳技術、甲烷等非二氧化碳溫室氣體的降解技術、植樹造林等。《碳中和技術》一書圍繞碳中和的基礎理論和各行業(yè)新興的技術開展闡述。從內(nèi)容上看，該書主要分為四部分：第一部分介紹全球氣候變化成因與后果，以及應對氣候變化所面臨的困難；第二部分講述碳理論基礎和碳排放核算方法，全世界碳排放量逐年增加，控制碳排放刻不容緩；第三部分詳細介紹能源、建筑、鋼鐵、交通、化工、環(huán)境生態(tài)等領域的減碳新技術，取得的效果和未來的展望；第四部分介紹碳中和技術集成方法和案例。上述內(nèi)容的介紹，有助于讀者對主要領域的碳中和技術有較為全面的了解。該書不僅是一本良好的普及氣候危機和碳中和方面的基礎讀物，而且有助于讀者較全面地了解當前各主要領域的一些新興碳中和技術。書中內(nèi)容涉獵面廣，可為不同行業(yè)的從業(yè)人員開拓減排新思路，也為碳中和技術集成的綜合應用提供新的思路。相信該書會為各行業(yè)領域從事碳中和技術的工程技術人員提供有價值的參考。2022年10月華中科技大學工業(yè)革命以來，世界各國通過大力開采和使用化石燃料來實現(xiàn)經(jīng)濟的飛速發(fā)展，向大氣中排放了大量的溫室氣體，帶來了嚴重的氣候危機。2020年全球僅與能源相關的二氧化碳排放量就高達315億t，并且呈現(xiàn)不斷增長的趨勢。根據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）報道，當前全球表面平均溫升為1��09℃，所導致的氣候變化已成為21世紀人類面臨的最重要難題。2022年6月至8月，全球多個國家和地區(qū)出現(xiàn)了100多年來的歷史最高氣溫及最大范圍的高溫天氣。全球變暖的進一步加劇引發(fā)了冰川融化、極端高溫、森林火災、火山爆發(fā)、疾病增多、生態(tài)破壞等一系列問題，涉及人類生活的方方面面。實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標，將促使人類歷史上第一次實現(xiàn)跨國跨界、全球協(xié)作的能源革命和產(chǎn)業(yè)變革。在全球范圍內(nèi)各行業(yè)領域交叉融合、開發(fā)碳中和技術是應對氣候變化與可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。在《巴黎協(xié)定》簽署5周年之際，中國向世界宣告2030年前實現(xiàn)碳達峰，2060年前力爭實現(xiàn)碳中和的目標，這不僅是我國積極應對氣候變化的國策，也是基于科學論證的國家戰(zhàn)略。該目標對我國是挑戰(zhàn)，更是機遇，將催生各行業(yè)領域交叉融合的新理論、新技術、新產(chǎn)品及新產(chǎn)業(yè)發(fā)展，從而實現(xiàn)經(jīng)濟、能源、環(huán)境、氣候的可持續(xù)發(fā)展。各行業(yè)努力實施碳達峰、碳中和的國家戰(zhàn)略，實現(xiàn)低碳轉型，必定需要不同學科之間在基礎理論、方法與手段、技術與應用等多方面開展廣泛和有深度的交叉融合。另外，國家機關、高校、科研院所、企業(yè)等決策者、科研人員、工程技術人員、大學生及廣大社會有識之士均需了解不同領域的碳中和知識，但目前國內(nèi)外尚缺乏一本系統(tǒng)介紹碳中和相關技術的教材。正是基于這樣一個目的，本書編寫團隊以多年來在相關領域的科學研究、工程技術、應用與實踐等方面的積累為基礎，編寫了本書，目的是向大家介紹不同行業(yè)和領域碳中和技術的相關知識，主要包括能源領域、建筑領域、鋼鐵領域、交通領域、化工領域、環(huán)境生態(tài)領域等，同時針對碳中和技術集成方法進行介紹并提供相應的實際案例。本書力求資料新穎、內(nèi)容全面、敘述簡潔，力圖為讀者提供更多碳中和技術的最新知識。此外，本書在編寫上也力求兼顧大學生科學素質(zhì)教育的要求以及不同領域工程技術人員的需要，在理論上不做深入的探討，敘述上力求通俗易懂，可讀性強。本書配套豐富的數(shù)字資源，可掃描二維碼閱讀。全書共十章，由明廷臻、王發(fā)洲任主編，顏伏伍、王真、韓軍、郭嘉、盧雪松任副主編。各章的執(zhí)筆負責人及參與人如下：第一章由武漢理工大學明廷臻教授和黃岡師范學院盧雪松教授負責，職聰聰、丁鑫源、楊凱、王慶港參與；第二章由武漢理工大學明廷臻教授負責，董旭、李澳鋮、李澤昊、歐陽彝廉參與；第三章由山東大學李佳碩教授負責，熊寒冰、杜美倫、劉雅晨參與；第四章由華中科技大學羅聰副教授負責，徐勇慶、熊寒冰、杜美倫、劉雅晨參與；第五章由武漢理工大學王發(fā)洲教授負責，劉志超、楊露、李智勇、劉棟城、高亞輝參與；第六章由武漢科技大學韓軍教授負責，秦林波、張賀瑀、史傳杰、張鵬參與；第七章由武漢理工大學顏伏伍教授負責，張佩、職聰聰、丁鑫源、楊凱參與；第八章由武漢工程大學郭嘉教授負責，吳華東、李澳鋮、李澤昊、歐陽彝廉參與；第九章由華中農(nóng)業(yè)大學王真教授負責，肖海兵、曾奕、職聰聰、丁鑫源、楊凱參與；第十章由華中科技大學彭翀教授負責，舒建峰、李月雯、李澳鋮、李澤昊參與。明廷臻、王發(fā)洲、顏伏伍、韓軍、郭嘉、王真、盧雪松多次參與全書框架結構與內(nèi)容的討論，明廷臻負責全書統(tǒng)稿；王發(fā)洲、顏伏伍、韓軍、郭嘉、王真、盧雪松、羅聰、李佳碩參與各自章節(jié)的校稿，明廷臻負責全書校稿，石天豪、王慶港、趙思童、王文靜、楊迪、胡善江、楊心怡、劉文倩、雷曈、周繼遠、趙東豪協(xié)助校稿；全書的圖片整理和文獻校對由盧雪松負責，石天豪、王慶港、趙思童參與部分工作。衷心感謝建筑環(huán)境與能源應用工程專業(yè)教學指導委員會主任委員、清華大學朱穎心教授給予本書精心的指導；誠摯感謝西南交通大學袁艷平教授百忙之中抽出寶貴時間擔任本書的主審并提出了許多中肯的意見。碳中和技術覆蓋面廣，發(fā)展也十分迅速，各種創(chuàng)新技術層出不窮。隨著科學技術不斷發(fā)展，本書的內(nèi)容需要與時俱進、不斷更新。另外，由于編者水平所限，書中若有疏漏之處，懇請各位讀者批評指正。