雷天扬，清华大学地球系统科学系（以下简称“地学系”）2019级博士研究生，主要研究方向为全球重点工业点源碳排放清单编制和未来减排路径分析。

在导师关大博教授的指导下，她以第一作者身份在Nature、One Earth、The Innovation（共同一作）发表全球钢铁和炼油行业精细化碳排放核算及脱碳路径研究成果3篇，以共同作者身份在Nature Sustainability、Nature Human behaviour、Nature Communications等杂志发表学术论文8篇。

确立志向，持续耕耘

雷天扬本科就读于华东师范大学地理信息科学专业，2019年9月通过保研成为清华大学地学系的一名直博生。她一直从事人地关系的研究，关注气候变化背景下人与自然的关系问题。

“目前，减少碳排放成为全球的共同目标，在此背景下如何实现工业行业绿色低碳转型，是我从事研究的重要问题。”雷天扬说道。

自2018年，雷天扬开始从事碳排放相关的研究，2019年入学以后则重点关注炼油等高耗能行业。“其实我们当时是分配导师，我恰好被分配到了一个研究该领域的导师，是巧合，也是缘分。”雷天扬说。

她记得刚入学的时候，自己对多个领域都进行了探索，其中包括农业相关的方向，如气候变化对于作物生长的影响等，也作为共同作者发表过文章。后来，通过参与课题组内的工作和不断深入的学习，对如何进行碳排放的精准计算问题产生了浓厚的兴趣，最终确定了自己的研究方向。

2020年9月22日，习近平总书记提出了实现碳达峰碳中和的“双碳”目标，给减少碳排放研究领域注入了更多活力。“作为中国碳核算数据库团队的成员，我们每一年都会做关于该数据库的引用报告。结果显示，2020年以后CEADs数据库的引用率显著提升，说明越来越多的人关注碳排放相关的研究，这也给我们带来了极大的研究动力。”雷天扬说。

2021年，雷天扬前往宁夏石嘴山市——一个被称为“塞上煤城”的工业城市，完成博士生的社会实践。这次实践活动也更加坚定了她在该领域走下去的决心。

石嘴山市“因煤而兴”，发电厂、钢铁厂在新中国建设初期发挥了巨大作用。近年，为应对全球气候变化，实现“双碳”目标，该城市也进行转型，致力于打造创新型山水园林工业城市。

“当你亲自走进车间，亲自去感受工业生产的改变对于这座城市以及人民生活产生的实际变化，你会发现不一样的风景。”

“这些经历都会不断地加深我的科研兴趣。因为我发现，自己平时所进行的研究并不像一个数字或一篇文献那么简单，小到一个工厂，大到一座城市，我的研究是会产生实际影响的。” 谈及这段经历，雷天扬说。

雷天扬在与老师们交流

2022年，雷天扬入选了中国国家自然科学基金委员会与奥地利国际应用系统分析所（IIASA）发布的“暑期青年科学家项目”，开展全球油气田点源排放数据的开发与应用相关工作。

作为入选的5名来自中国高校的博士生代表之一，她于去年夏天前往奥地利维也纳，在项目组进行了约3个月的学习和科研。

在 IIASA 合作交流期间，雷天扬切身感受到奥地利作为全球零碳发展的先行者，在工业生产、生态保护、社会宣传等众多方面的领先进展，也亲历了2022年冬季欧洲能源危机，感受到供暖价格飞涨、社会动荡不安等一系列连锁反应。她深刻意识到要推动低碳转型，同时也要保障民生供应。应对气候危机，保持系统韧性，推进可持续发展目标的实现，与每个人息息相关。

这些经历让她更加清醒地意识到，低碳转型不仅仅是一个环境问题，更是一个关乎每个人切身利益的重大议题。她的研究不仅具有理论价值，更具有现实意义。每一个数据、每一个结论，都可能影响到无数人的生活。

“五年的学制并不长，在短期内我们所能探索的是非常有限的，因此我明确了自己的研究方向，且要在该方向中做出成果。”

雷天扬在生活中

深耕科研，成果斐然

雷天扬主要关注全球的高耗能工业重点行业的碳排放问题，其中她的研究聚焦于炼油行业和钢铁行业。

“在六大高耗能行业中，火力发电是最主要的一个耗能行业，但是对该行业的碳排放关注已久，减排技术也相对比较成熟。”雷天扬解释，在现阶段，减排难度最大的企业集中于钢铁、水泥、炼油等行业，这些行业生产流程复杂，排放环节多，而且减排技术尚不成熟，这是她重点研究的原因。

雷天扬在这一领域进行深入钻研，目前已经以第一作者发表SCI论文三篇。据她介绍，第一篇文章发表于2021年，以炼油行业的精细化碳排放核算为主要内容。“与钢铁、水泥行业相比，当时整体对炼油行业的碳排放的关注以及相关研究比较少。”雷天扬说，她的研究内容侧重炼油行业的碳排放的核算，数据涵盖1000多家炼油厂截至2018年的碳排放核算，并在此基础上对2030年的碳排放量进行了整体预估。

第二篇文章发表于2023年1月，仍然聚焦于炼油行业的碳排放问题。“我们会对数据进行不断地更新。”雷天扬指出这篇文章的创新之处，与第一篇文章只研究了五种类型的炼油厂相比，这篇文章包含了十种类型，二十七种工艺单元，并增加了近几年的炼油厂的碳排放数据，首次从次炼油厂层面解读全球每个炼油厂的排放模式。随着学习探索的逐步深入，她的研究对炼油等行业的碳排放问题有了更细致的剖析与更精准的测量。

雷天扬在生活中

此外，雷天扬的研究从炼油厂转而深入到背后运营的企业，再追溯到更深层面的资产管理机构，去探索他们对于企业的投资如何影响具体的碳排放数据。“技术方面的进步不可避免地会带来企业生产成本的增加，因此很多企业不愿意革新技术。我们希望进行相关的探索，研究如何推动企业主动落实减排策略。”

钢铁行业同样作为六大高耗能行业之一，已成为全球工业部门中碳排放最高的行业，同时也是公认的最难减排的部门之一，其排放特征及减排路径是碳中和研究领域高度关注的前沿问题。作为清华大学地学系关大博教授课题组的成员，雷天扬也加入了对这一前沿问题的研究。研究成果以“Global iron and steel plant CO2 emissions and carbon neutrality pathways”（全球钢铁厂二氧化碳排放与碳中和路径）为题，于2023年9月20日在《自然》（Nature）在线发表，雷天扬为第一作者。

谈到实现全球钢铁工业深度碳减排的关键性问题，雷天扬认为，深度减碳和脱碳技术的发展和应用是最关键的。“我国自2013年提出要淘汰落后产能，优化供给侧结构，目前已经取得诸多显著的进展。但是，在我们的研究中发现，通过不断提高工厂的生产效率所带来的减排潜力仍然是有限的。”雷天扬说，要真正实现碳中和目标，需要推进包括碳捕集利用和封存技术等在内的深度的脱碳技术的成熟和应用。

“气候变化使钢铁工厂的生产带来新的挑战，比如在极寒天气下，为了维持正常生产，钢铁行业对于化石能源需求量会有变化。”雷天扬说，在应对全球气候变化的背景下，钢铁行业如何在保证产品供应的同时，实现减碳目标，这是她未来会重点关注的研究方向。

雷天扬在参加体育运动

导学相帮，共同发展

雷天扬开发的“基于工序的全球高耗能行业设施碳排放清单”，弥补了设施级排放数据的缺失。另外，她研发的“设施级减碳技术体系及脱碳路径”，支撑“一厂一策”技术驱动的精准减排。这两项研究为我国设施级的碳排放核算提供了重要支撑。然而，在开展这两项研究中，雷天扬也并不是一帆风顺的，她遇到了三个方面的挑战。

一是数据的收集工作。一方面是有些数据涉及商业信息，无法获取，另一方面则是语言方面的困难。“对很多非洲的国家，如刚果、尼日利亚、毛里求斯等地区的数据收集工作是非常难进行的，这些地方的数据可能没有中英文版本，需要几经翻译才能完成。”

“第二是捋清一个行业的生产流程，这也是一个挑战。”雷天扬说，由于缺乏相关的背景知识，她需要花费大量的时间和精力梳理一个行业的生产流程。

但是对雷天扬来说，最大的挑战来自心性上的磨砺。“学生面临毕业压力，需要有文章的产出。但是我们这个研究方向短期内难以看到成果，这对我来说，在很大程度上是心性上的挑战。”

众所周知，一篇论文从撰写到录用发表是一个漫长的过程，对于向SCI这样高水平期刊投稿的文章而言更是步步艰辛。“做研究、写文章、投稿这些阶段都会产生压力。”

雷天扬在生活中

回忆起那段“崩溃”的时期，雷天扬说：“从2021年到2023年初，算是我文章产出的空白期。我甚至产生了转硕士的想法，会在给父母打电话的时候哭诉，也去过学校的心理中心进行咨询。”

在那段难熬的时期，导师关大博给予了雷天扬研究和心态上的极大帮助。

“我导师平时很忙，但是，对我们的科研工作，他始终给予高度关注。”雷天扬说，除了每周两小时的组会，他每周还会抽出时间与我们进行一对一的交流和探讨，对我们的研究方向进行整体把控，同时给予内容上的指导。

得到导师的关注和认可，对雷天扬度过那段艰难的时期有特别的意义。“去年年底，我刚从国外回来，处于隔离期，我导师每天单独给我开八、九个小时的会，对我的研究进行指导，在他的帮助下，我的研究取得了显著进展，并成功投了出去，对我来说，这是在短期内推进了一大步。”

“我发现，这是搞科学研究的人都可能会经历的过程。当你集中精力做一件事情，短时间内会产生很大的突破，但是过程也确实比较难熬。”

在雷天扬眼中，导师扮演的更像是一个家长的角色，除了科研的指导，他同样关注一个初级的科研工作者在心态上的成长。雷天扬的导师曾用自己第一篇文章投稿17次被拒17次的经历来鼓励她：“每一个科研工作者在初期阶段都会经历这样的考验，一定要沉下心。”

“他总是会给予我们积极正向的反馈，让我们克服自己在心态上的胆怯，比如在我们与学界大佬交流时，他总是鼓励我们不要害怕。” 雷天扬说。

如今，雷天扬的博士生涯已经逐渐进入尾声。“我最近刚进行了博士论文的答辩”，她说，但自己仍将继续为学术理想而不断努力。“不管身处何处，我都希望自己能以好奇、严谨、努力的态度，深耕科研，在学术之路上不断前进。”

文字 | 吴雨桐 黄语琴

排版 | 何钦一

审核 | 雷天扬 柠檬树 子琢 张小爱