清华大学姜培学院士和中国科学院工程热物理研究所金红光院士在《科学通报》“双清论坛专栏”发表文章，围绕“双碳”目标下能源转化与利用前沿交叉领域战略问题开展研究，研判提出了六大前沿方向，深入分析了工程热物理等学科的交叉关键科学问题，探讨了国内外能源低碳转型的动态，提出了能源转化利用领域政策建议，从而为面向“双碳”目标建立能源碳中和科学技术体系提供重要支撑。
我国“双碳”目标将促使能源、产业和生产生活方式发生重大变化，亟需加快构建清洁低碳、安全高效的新型能源体系，为经济社会发展提供坚强的能源保障。我国的能源转型将推动能源转化利用领域技术发展模式发生变革、带动技术发展方向发生改变，并创新能源转化利用技术、催生多学科交叉增长点。在面临挑战的同时，我们将迎来能源转化利用领域一系列前沿交叉科学原理和技术发明的新机遇，为推动相关科学技术发展起到关键作用。
在国家自然科学基金委员会-中国科学院前沿交叉研判联合项目资助下，项目组分别于2023年6月26日、2023年7月3日召开面向“双碳”目标的能源转化利用前沿交叉战略研讨会。针对工程热物理与能源利用学科与电力、材料、机械、化学、信息等领域的相关学科共同进行深入研讨，研判多学科交叉的前沿领域、交叉方向、战略需求问题，科学研讨和规划能源转化利用相关学科发展战略。在国家自然科学基金委员会于2023年11月27-28日举办的第358期双清论坛上，国内知名高校及科研院所的著名专家学者围绕“双碳”目标下能源转化与利用科学问题与学科发展战略提供建议并展开讨论。
在此基础上，本文研判提出了能源转化利用的六个前沿方向，即：化石能源低碳转化利用、可再生能源高效转化利用、绿色氢电与长时储能、多能互补与能源互联网、终端用能提效减排、能源转化利用数智化，并分析了在上述前沿方向中工程热物理与能源利用学科与其他学科的交叉关键科学问题，进而探讨了国内外在推动能源转型和低碳发展方面的最新动态。针对存在的挑战和未来的机遇，提出了针对能源转化利用领域低碳高效转型的政策建议，包括在构建国家战略科技力量、加强前沿学科交叉研究、推动跨学科合作；构建数字化、智能化能源系统、加速技术成果转化；加强政府政策引导和支持，营造良好的发展环境等方面加强投入，从而为面向“双碳”目标建立低碳/零碳电力能源、非电能源、集成耦合与优化等技术为一体的碳中和科学技术体系提供重要科技支撑。
