今年夏天，上海迎来了2007年以来最热梅雨季，有网友吐槽上海某地铁站换乘通道如同“蔬菜大棚”，换乘2分钟，出汗两小时。然而，承受高温的可不止是人类，在广州动物园，大熊猫抱着冰块打滚，为自己消暑。无独有偶，今年6月，一张宛如“末日之城”的照片震惊世人，成片高楼掩藏在大片“橙色雾霾”中，这是受加拿大野火烟雾持续南下影响的美国纽约。当天，纽约成为全球空气污染最严重的城市……“全球变暖时代已经结束，全球沸腾时代到来。”联合国秘书长古特雷斯以“沸腾时代”就全球气候危机再次发出警告。“炎值”爆表的背后，是人类活动造成的全球气候变暖。人类生存环境已经拉响警报，绿色能源的开发与利用成为人类命运共同体息息相关的议题。那么，你知道我国的双碳压力有多大吗？我们如何利用先进技术，实现节能减排？
首档中国前沿科学思想秀《未来中国》第二季第五期将于今晚（8月4日）20:30在东方卫视首播，21:30在安徽卫视播出，8月7日21:40在浙江卫视播出，8月8日21:40在江苏卫视播出。本期《未来中国》邀请到物理化学家、中国科学院院士、中国科学技术大学校长包信和，他将与我们探讨节能减排的新道路，更有五位科学青年从不同维度讲述科技创新如何在环保节能领域中发挥巨大作用。如何来减少二氧化碳的排放？如何更加高效清洁的利用我们的能源，甚至有没有可能把已经排出来的温室气体变废为宝？ 本期《未来中国》带你走进绿色能源与未来。
双碳压力有多大？包信和院士坚持不懈“点石成金”
2022年1月，习近平在十九届中央政治局第三十六次集体学习时强调，“实现“双碳”目标，不是别人让我们做，而是我们自己必须要做。”当前实现碳达峰、碳中和就是一场广泛而深刻的经济社会变革，诚如节目中包信和院士所言，相较于很多西方发达国家在实现双碳目标时，人均GDP约2.5万美元，我国目前人均 GDP 约1万-1.2 万美元，却力争在2030年前实现碳达峰，时间更紧、幅度更大、困难更多。而在推动双碳战略朝向纵深发展的过程中仍然面临不少堵点、痛点和难点，包信和也表示：“双碳未来一定要靠颠覆性的科学技术。”如果说基础研究好比“冷板凳”，而正是这些敢啃“硬骨头”、甘坐“冷板凳”的科研工作者孜孜不倦地在基础前沿领域不断创新和突破，为中国实现双碳目标提供了不竭的动力。节目现场，科学引荐人陈辰称如包信和院士一般“十年磨一剑”的化学家为“艺术家”，而包信和院士却坦然表示：“从我自己来讲，我也没有刻意做什么事，只是把我能做到的事情做好。”
高选择性转化甲烷到底有多难？成为数次登上《Science》的“大牛”是什么样的体验？40多年来，物理化学家、中国科学院院士、中国科学技术大学校长包信和引领团队长期从事新型催化材料的创制和能源清洁高效转化过程的研发，为中国降低对石油进口依赖，实现绿色低碳转型提供了重要支撑。2020年国家自然科学一等奖所表彰的成果，即是包信和院士团队提出的“纳米限域催化”指引下的合成新策略。据了解，国家自然科学奖秉持少而精原则，历史上曾经数度空缺。此外，就在上一个月，包信和院士还荣获“第九届中国催化成就奖”，该奖项是中国催化领域的最高学术奖励。众所周知，甲烷是自然界当中发现的最稳定的有机分子之一，甲烷的选择性活化和定向转化是世界性难题，被誉为是催化乃至化学领域的“圣杯”。而包信和院士的团队则通过多次实验，发现了一个能高效率将甲烷转化为高值化学品，并能稳定控制其反应性能的催化剂。一时间，世界知名化工企业纷纷出动，包院士的办公室几乎被“踏破门槛”。科学引荐人陈辰笑称他的研究是“点石成金”，包信和却幽默回应称他的工作只是”将这一种资源转化成另外一种资源“。
从“埋碳翁”到“酶酶子”，科学青年团以科技之力绘阐释绿色中国新图景
你知道为什么除了茅台镇，异地无法酿出茅台酒吗？牛津大学物理化学系博士李怡雯将为大家带来催化大师“酶酶子”的故事。“它们是生命功能的执行者，没有酶就没有我们的生命”，我们人体就像一个复杂的小型化工厂，无时无刻都在发生着由催化剂参与的化学反应。酶不仅对人体生化反应起到重要作用，而且对于现代工业而言，酶是绿色生物制造的核心。酶作为催化剂将可再生提炼成的燃料具有更低的污染性，它能减少化石燃料带来的环境污染。你知道我国历史上最早的酶应用学家是谁吗？“点酶成油”的新技术又是什么呢？
“华东油田自开展二氧化碳驱油技术以来，已经累计注入液态二氧化碳 130 多万吨，相当于种植了1200 多万棵树！”有这样一群人，他们通过科技手段，把已经产生的二氧化碳再重新收集起来，一方面为我们所用，同时也将他们埋到地下几千米的深处，减少对人类生存环境的影响，他们就是新时代的“埋碳翁”。伦敦大学学院建筑设计与制造硕士林鹏翔前往中国石化的第一个二氧化碳驱油先导示范基地——草舍油田。目前江苏已探明的石油储量就有 500 万吨，但由于油田地矿条件复杂，石油很难开采。该技术就是通过把二氧化碳注入地底，将二氧化碳变废为宝，从而提高增油率。那么，二氧化碳驱油和水驱油有什么区别呢？它又是怎么做到让原本躲藏在岩层缝隙中的原油“现身”的呢？
你知道化学界也有“分手大师”吗？“原子们就像情侣一样，肩并肩手拉手，形成稳定分子，发誓相守到白头。你想让他们分开那可不是一件容易的事儿”，北京师范大学的数学教育在读硕士杨昊辰用形象生动的比喻，为大家介绍了化学界的“分手大师”。那么，更具反应活性的催化剂为什么堪比“分手大师”，被称为“原子”的“梦中情人”？在中科院大连化学物理研究所，杨昊辰与催化基础国家重点实验室研究员、博士生导师潘秀莲，教授级高工郭晓光教授一起探索催化剂的奥秘，催化“魔法棒”可以施展出什么样的神奇魔法？上海光源的“神光”又将起到什么样的关键作用？
在2022年北京冬奥会上，张家口赛区点燃了奥运会历史上首支氢能作为燃料的火炬，向世界展示了中国绿色低碳的发展理念。氢能被视为通向未来绿色能源的钥匙，“只需要这一块小小的芯片，我们就可以大大降低电解水的能耗！”在香港中文大学文化管理文学硕士丁若虚的眼里，把制氢价格打下来，实现氢自由，是一个至关重要的课题。那么，丁若虚分享的藏匿于小小芯片中的硬核技术又是怎样的？我们能够进入期盼已久的”氢能时代“吗？
“世界上最好的能源是节能”，包信和在节目中总结道。从每一件小事做起，是我们对于节能减排能做出的微小却意义非凡的贡献。目前，科学家正在研究不同催化剂的工作机制，以期可以找到更加高效和合适的催化剂。这对于我国这样一个资源和能源消耗大国实现碳中和，具有重要的战略意义。而要深入揭开新型能源的奥秘，我们还需要进一步的基础研究和技术创新。
今晚（8月4日）20:30在东方卫视《未来中国》，科学引荐人陈辰，科学榜样物理化学家、中国科学院院士、中国科学技术大学校长包信和，以及科学青年团，一起聚焦能源议题，商讨如何助力双碳目标实现，以科技创新化危为机，共创人类命运共同体。