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文档简介
碳中和相关的读本教材内容第1章碳中和路径(5千字,分为以下2块内容写)一、碳中和相关政策及规划(国际主要发达国家如欧盟、美国等相关政策规划历程,中国相关政策规划(碳达峰碳中和“1+N”政策体系)历程,政策规划对社会经济及环境影响等,可以扩展)目前,全球温室气体排放呈逐年上升趋势,但还没有达到峰值。二氧化碳含量高,体积大,是温室气体的主要成分,随着时间的推移,其温室效应也会越来越大。研究表明,在18世纪中期,也就是工业革命以前,CO2的全球排放是比较低的;自那之后,到了1950年代,世界上的CO2排放开始慢慢增加,但是到了1950年代,CO2的排放只有50多万吨,只有中美两国目前排放总量的二分之一;但是,从1965年开始,碳排量的增速就开始明显加快,到了1990年时,碳排放量就超过了220亿吨,这个速度让整个世界都为之震惊,40年的时间,以1950为基数,增加了4倍。截止到2020年,全球的二氧化碳排放量已经达到了360亿吨,其中,前六个碳排大国的排放量加起来就占了全球的68%[1]。图1:1965-2020年全球二氧化碳排放量(亿吨)(资料来源:邓勇、张璇:《碳中和系列报告之一:全球碳中和政策梳理》,载《海通证券研究所》,2021年第3期,第7页,w2/details/report/44402272)[2]与此同时,CO2的增长率还没有达到峰值。因为地球上的人口还在持续增加,所以节能减排的理念和技术要在全球范围内普及还需要一段时间,新冠疫情过后,全球经济复苏也会导致碳排报复性增长。埃克森美孚预计,在2030年之前,将会有更多的新能源被天然气和矿物替代,碳排放量将会达到一个新的高峰,并会逐步降低[3]。在全球气候变暖的大背景下,碳中和治理问题日益受到世界各国的关注。二氧化碳是温室气体的主要组成成分,它的持续增长将会导致温室效应更加显著,从而引起全球自然灾害的种类和发生频率的增加,例如:沙漠化面积扩大、海平面上升淹没岛国、极地冰封史前病毒泛滥、火山频发等,最后会对人们的基本生存和幸福生活造成严重的影响。在1850至2019年间,全球范围内的人类排放了大约2.4兆吨的温室气体,地球表面的温度比工业时代之前高了将近1.1摄氏度。[4]。截至2022年年初,世界人口已达78亿,人类活动是导致全球变暖的最大原因,如化石燃烧、土地开垦等,导致了生态平衡的恶化。因此,在世界范围内加快推动世界各国的碳中和行动已是大势所趋,刻不容缓。与此同时,当气候发生了某种改变,它就变成了一种不可逆的性质。根据研究,地球环境在一两百年来,因为人类的不断消耗和消耗,已经开始慢慢恶化,到了一个临界点,接下来就是剧烈的变化。与此同时,自然生态系统具有两大显著特点:不可逆性与不可预测性,作用累加,后果显而易见。比如,上古病毒被冰封在地下,但随着冰雪的消融,它重新露出了地表,开始在世界各地蔓延,危害人类,人类该怎么办,就算此时人类采取对应的措施,也很难在不付出任何代价的情况下,将史前病毒安然无恙的重新埋在地下。就像人类学家给灾害的体系下的定义那样,我们知道危机会降临,但缺乏会在什么时候降临;等他们意识到这一点的时候,已经来不及了。因此,你应该采取措施,不要去做那些可能会触发的事情。现在,世界范围内已经发现了九个气候变化的临界点,这迫使联合国把所有国家都集中起来,采取行动来对抗气候的恶化[5]。1.全球碳减排行动的孕育阶段——《联合国气候变化框架公约》在1990年12月,联合国成立了一个政府间气候变化小组,并开始着手起草GFCs。1991-1992年间,联合国举行了五次由所有成员参加的政府间谈判,虽然这些国家的立场不同,但迫于联合国环境与发展会议的压力,他们最终在1992年5月通过了《联合国气候变化框架公约》,这是世界上最早的一项关于碳排放问题的法律文件。一九九二年六月,在里约热内卢举行的联合国环境与发展大会,回顾和庆祝首届世界环境大会二十周年,提出了把环境保护和经济发展有机地结合起来的可持续发展理念。在这次会议上,有超过150个国家的代表当场签署了《联合国气候变化框架公约》,随后,有超过30个国家加入《联合国气候变化框架公约》,到现在为止,已经有197个主权国家加入《联合国气候变化框架公约》。这次会议,极大地促进了《联合国气候变化框架公约》的全球化和普遍化。在一九九四年三月二十一日,超过五十个国家的政府正式批准了《联合国气候变化框架公约》,《联合国气候变化框架公约》正式生效,这也是在联合国的框架下,开展了一次关于气候问题的谈判,同时也是一次全球气候问题的解决方案,也是应对国际气候变化问题的一个重要方针。《联合国气候变化框架公约》的终极目的是通过合理的、科学的、有效的方法来应对气候变化,同时可以根据具体情况对条款内容进行适当的调整。《公约》的一个重大贡献是确立了"共同而有差别"的全球碳排放管理原则。共同指的是,全球各国都需要对全球气候变暖负起责任,全球各国既可以享有全球碳减排治理的参与权,也要承担全球碳减排治理的义务;因为历史的原因,每一个国家都应该承担着不同的碳减排义务。因为发达国家经历了“先发展、后治理”的过程,所以他们在全球气候变暖问题上要承担更多的责任,所以与发展中国家相比,发达国家要承担起主要的责任,应该率先采取行动。另外,《公约》还指出,发展中国家的发展受到了现实条件的制约,因此,发达国家应该积极地向发展中国家提供帮助,既有金融援助,也有在工业能源改造过程中提供技术援助。2.全球碳减排行动的初步发展——《京都议定书》《联合国气候变化框架公约》(UNFCs)是一项对发达国家和发展中国家承担不同责任的国际标准,但没有设定具体的减排目标,这对促进全球碳排放和实现可持续发展是不利的。为此,为了处理《公约》的遗留问题,于一九九六年于日内瓦举行了第二届缔约方大会,根据一届缔约方“柏林授权”,提出了一份可对发达国家的碳排放进行量化的法定协议,从而推动世界范围内的碳排放大幅度减少。在经过两年多的磋商之后,一九九七年的第三届缔约方大会于京都召开,历时两天,150多个国家通过了《京都议定书》,这是继《公约》之后,全球碳排放控制的第二项法律文件,也是一项具有划时代意义的协议。《京都议定书》首次在国际立法水平上对碳排放的削减目标作出了明确的界定。根据《京都议定书》的规定,欧盟,美国,日本等发达国家,在2008-2012期间,要比1990年减少百分之五以上的温室气体排放,同时,还规定了一个明确的减排时间表,要求发达国家在二○○○年之前完成减排目标,此减排目标及年限对发展中国家不做要求,这就是一个“自上而下”的全球碳排放控制体系。除此之外,议定书还提出了“碳交易、联合履约和清洁发展机制”三个灵活机制,具体来说就是将二氧化碳排放量进行量化,引入市场机制,允许交易和买卖,用来帮助发达国家在实际行动中完成碳减排目标。具体来说:碳交易和联合履行指标可以在发达国家群体间的双边贸易中转让减排指标,或者提前完成的减排指标可以通过买卖的方式与其他缔约方交易。发达国家可以利用清洁发展机制,从技术或者资金方面对发展中国家进行援助,在碳排成本相对较低的国家,进行有利于全球碳减排治理的项目投资,从而降低自身碳减排成本,同时还能促进发展中国家的发展,从而达到双赢的目的,进一步推动全球碳减排行动向着具体可操作的方向发展。但是,虽然《京都议定书》于1997年在联合国大会上获得了通过,但是它只是给了发达国家一个具体的减排目标和时间表,在实施过程中受到了美国等发达国家的强烈反对,直到2001年,美国政府才正式签署了该议定书,这让世界各国在碳排放问题上举步维艰,也给世界各国的碳排放管理带来了很大的困难。在经历了几次谈判后,欧洲联盟终于同意了俄罗斯作为WTO成员,允换取其加入全球碳减排体系,并对《京都议定书》进行了修改,使之在2005年2月正式生效,成为了《公约》的一个重要补充。3.全球碳减排行动的持时代——哥本哈根时代《京都议定书》是《公约》的重要补充,其对全球碳中和行动有明确的指导作用,但是,该协议没有对两个阶段的承诺期限作出明确的规定,也没有对发达国家对发展中国家提供的资助、技术支持等方面作出明确的规定,因此,该协议在实施过程中仍需要完善。为此,2005-2007期间,为了处理《京都协定书》的有关遗留问题,各国分别在加拿大的蒙特利尔,内罗毕的肯尼亚,印度尼西亚的巴厘岛,以及波兰的波兹南分别举行了4次缔约方大会,开始了“后京都时代”下的全球碳中和减碳进程。目前已有的多轮会谈基本形成了“双轨”并行会谈的格局,其中,发达国家以“碳中和”为重点,发展中国家以“碳中和”为重点,并以“增强应对能力”为重点,鼓励发展中国家参加“碳中和”的全球合作,并设立了一批适应资金,让发展中国家可以灵活使用。在丹麦举行的哥本哈根会议上,通过了《哥本哈根协议》,提出了以2摄氏度为最大限度的温室效应,并提出了以国内生产总值为基础,以减少温室气体排放为目标的国家。[6]但是,因为各个国家之间存在着不同的利益诉求,以及对碳减排碳中和义务分配的不理解,以及没有得到大多数成员国的支持并签署,因此,该协议没有被通过,变成了一部不具有国际法律约束效力的碳减排碳中和协定。在这里,会议的分歧也让全球碳减排碳中和谈判之路陷入了老生常谈的僵局,发达国家从自身的自身利益考虑到了这一点,他们认为广大发展中国家随着经济发展,可以承担相同的减排义务,并采取有效措施,一起加入到全球碳减排碳中和行动中。发展中国家还在强调“区别”责任,因为他们的环境污染是由历史上的因素引起的,他们认为,最先发展起来的发达国家,就有责任承担更多的责任。与此同时,因为在前期的碳减排、碳中和治理过程中,发达国家没有将资金和技术援助落实到位,这就导致了发展中国家对碳减排、碳中和的深入推进产生了不信任。[7]为了打破目前国际上对碳中和问题的僵持,2010年,坎昆会议上,各国再次展开了关于碳中和问题的新一轮谈判,并达成了《坎昆协议》。《协定》给予了成员国更多的自治权,使它们能够在适应,融资,技术转让,以及能力建设,包括建立绿色气候基金,这些都是发展中国家感兴趣的。但是,因为各国对气候变化所应承担的责任,也就是资助方面的问题,《坎昆协议》并没有得到通过,虽然与《哥本哈根协议》中所提及的“各国应按具体条件参加碳中和行动”使大部分国家都参加了进来,却对原有的“自上而下”的碳中和管理机制产生了影响,使国际上关于碳中和问题的讨论出现了停滞。4.全球碳减排碳中和行动的再次启程——《巴黎协定》为了打破这一僵持局面,推动全球气候变化对话,2011-2014年期间,德班、利马、华沙、多哈等国际气候会议先后举行了多场国际气候会议。一系列会议开始就《京都议定书》中关于第二个承诺期的具体内容进行了协商,同时还加入了一个特别工作组。在协商过程中,国家根据自身的利益,组成了不同的利益团体,表达了自己的共同诉求。在具体的减排义务方面,因为发展中国家与发达国家之间、发达国家之间、小岛屿国家与内陆国家间、最不发达国家与较发达国家之间的利益述求存在着差异,与此同时,由于大国主导了全球气候谈判,导致发展中国家的呼声与核心利益没有被有效关注,这使得国际碳减排碳中和行动过程中出现了曲折,至今没有取得实质性的成果。但是,再次强调了“国内自主贡献”的概念,并要求各国在2015年巴黎会议之前,按照各自的减排目标和总体减排指标,提交自己的减排方案,为巴黎会议的召开打下基础。2015年“巴黎气候会议”成功举行,会议之前,各方提交了“全球碳中和98%”的自主贡献方案,195个国家在会议上签署了继《京都议定书》、《联合国气候变化框架公约》后,继《京都议定书》、《巴黎协定》,并于2016年11月正式生效。这份协议是一份在新时期指导全球碳减排、碳中和的文件,它为2020年后的全球碳减排、碳中和行动制定了一个长期的日标计划。这个协定把世界平均温度上升的幅度限制在2摄氏度以下,并力争达到1.5摄氏度以下。与此同时,《公约》还规定,各国必须提供各自的贡献率,这标志着全球碳中和减排的管理模式从“自上而下”向“自下而上”转变,从强制性的数量承诺向资源贡献转化,标志着从过去的以发达国家为主导向现在的全球合作。另外,《公约》还建立了一种“全球清单”机制,用于监测、评估各缔约方在全球范围内的实际减排措施,以确保其在全球范围内的减排。《巴黎协定》在世界范围内成为了一个新的、更具包容性、更具可操作性的、具有里程碑意义的碳中和全球碳减排谈判中具有重大意义[8]。5.全球碳中和行动的精神延续——《格拉斯哥气候公约》《巴黎协定》制定了到2020年实现全球碳中和减排的长期计划,但有关条款(如长期气候基金、1.5℃温度控制指标等)的执行仍需要各方就此问题达成共识。WMO发表的《2021全球气候状况一极端事件和主要影响》中期报告显示,近7年来,全球气温创下了有史以来的历史新高,而海平面更是创下了历史新高。为此,为了促进《巴黎协会》的有效执行,200余个国家在格拉斯哥举行了第二十六次气候变化会议,讨论了气候变化的治理、资金援助、发展中国家适应气候变化以及执行细则,并制定了《格拉斯哥气候公约》。具体而言:首先,关于减少温室气体排放,《格拉斯哥气候公约》保持了1.5摄氏度的温度控制目标,并以此为中心,对二氧化碳排放和碳中和管理进行了细化,将气候融资、能源转换、发展中国家提高行动能力等内容纳入其中,使《巴黎协定》的宏伟计划更加明确。其次,在《格拉斯哥气候公约》上,就与《巴黎协定》第六条有关的国际碳交易市场及规则进行了探讨,并在此基础上就国际碳交易数量复计及CDM结算等问题取得了一致意见。第三,各国按照自己的意愿,结成“意愿联盟”,以灵活的方式参与到世界范围内的碳中和行动中,例如,中美峰会后发表了旨在加强世界范围内的碳中和合作、提高世界上主要国家在世界范围内的主导地位的《联合宣言》。但是,虽然这一次的气候大会从整体上看起来是一件好事,但是它也暴露出了不同国家在碳减排、碳中和之间的博弈。发达国家和发展中国家对于“共同但有区别责任”原则的理解依然存在着很大的差异,因此还需要进行更多的谈判来达成共识,全球应对碳减排、碳中和的道路依然漫长,各国之间的博弈还在持续。6.中国碳中和政策规划——构建1+N碳排体系通过对我国应对全球气候变化的国内碳减排碳中和政策进行全面梳理和分析,可以看出,我国碳减排碳中和政策正在不断强化顶层设计,以国际整体减排压力和全人类健康发展目标为基础,并结合我国实际情况和可持续发展内在要求,制定了一些列科学合理、切实可行的碳减排碳中和政策。目前,中国已经形成了一套“1+N”型碳中和制度框架,中共中央、国务院联合发布《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》,为我国的碳中和制度确立了总体框架,有标志着我国“1+N”的碳减排碳中和体系中的“1”正式形成发布。紧接着,国务院出台了《2030年前碳达峰行动方案》,这是国家“1+N”碳中和政策体系中“N”的一个重要内容,为确保到2030年前碳达峰作出了明确的安排,并提出了相应的政策建议。除此之外,为了推动国家的碳减排、碳中和政策的落地,各个部门都发布了相应的政策,这些政策涉及到了各个行业。这两个方面紧密结合,构成了我国碳减排、碳中和治理的“1+N”政策系统,为推动我国碳减排、碳中和工作提供了明确的思路。具体而言,以“1+N”为核心,基于不同阶段的“1+N”碳中和制度,我国的“1+N”碳中和政策在不同阶段及时调整,形成了一条明确的“1+N”碳中和制度。先后成立了“国家气候变化协调小组”、“国家气候变化对策协调小组”等,以此来强化对气候变化的评估,并推动碳减排碳中和政策的完善。在中央与国务院共同发起的《关于实现“双碳”目标的工作意见》中,明确了实现“碳中和”的路径,并提出了相应的政策建议,其中,降低碳排放、增强碳吸附能力是关键。在碳减排、碳中和方面,主要是将精力集中在了在供给上,建立一个清洁、高效的能源体系,并在重点行业中,展开了一系列的减排行动。与此同时,在需求上,对绿色交通进行了推广,并倡导了绿色出行。在碳的吸附上,积极开发碳捕获技术,增强生态固碳的能力。在此基础上,本研究将从控制、激励、信息三个层面对中国的碳中和政策进行综合分析,从而为其制定出一套完整的策略方案,并为其未来的发展指明了广阔的发展前景。其中,1+N型碳中和系统的顶层设计是由生态环境部发布的《企业温室气体排放报告核查指南(试行)》,工信部发布的《钢铁行业产能置换实施办法》,国家发改委发布的《绿色产业指导目录》,国家能源局发布的《关于加强储能标准化工作的实施方案》,这些都是1+N型碳中和系统的重要组成部分,也是1+N型碳中和系统的顶层设计。这些政策涵盖了每一个行业,而与之相关的政策又以工业和电力两个行业最为多,它们所占到的比例约为全国碳减排与碳中和总量的70%-80%,是我国未来碳减排与碳中和发展的主要方向。与此同时,交通、建筑和循环经济也属于我国碳减排碳中和的重点关注领域。7.碳经济对社会经济及环境影响从经济层面上讲,全球碳减排的行动将会促进世界新一轮的科技革命与能源产业结构的调整与升级,并使其向着低碳、绿色的工业方向发展。尽管各个国家所采取的具体措施存在很大差异,但是从整体上来看,它们都是以保持经济稳定持续发展和降低碳排放目标为基础,利用行政立法进行引导,加大节能减排技术和资金研发投入,完善碳减排交易市场等手段,从而实现能源结构调整和产业结构升级,最终实现经济发展和减排目标。成功完成全球碳排放的目标,关键在于能源的转型与升级。能源产业每年的排放总量超过一半,其节能减排的目标是一个艰巨而重要的任务。《2020能源技术展望》(InternationalEnergyandTechnology)指出,要实现可持续发展,必须在本世纪中期前实现“碳中和”,这预示着世界能源与消费格局将发生深刻变化。因此,全球碳减排的治理将会促进全球的能源革命,目前我们正在进行的是能源的第三次转型升级的浪潮。同时,从人类文明史上看,每一次能源的转换和升级,都会促使世界的格局发生变化,使经济结构发生翻天覆地的变化。第一次能源变革使人类跨入了蒸汽机时代,第二次能源变革使人类跨入了电气时代,而目前在第三次信息技术变革中,能源变革又将把人类推向了信息化时代。在此过程中,人们意识到了环境资源的不可持续性,过分依赖能源不仅对人的发展不利,而且会威胁到国家的生态安全。同时,能源结构的转变也会带动工业的发展,并对工业的可持续发展起到巨大的推动作用。这一革命将促使矿物燃料的逐渐淘汰,并在世界范围内引发一场对清洁能源经济的竞争。过去,能源结构以“煤炭、天然气、石油”为主。现在,碳减排将会提升新能源的比重,推进碳减排治理,将推动太阳能、潮汐能、风能、电能等新能源的发展,降低对化石能源的依赖,这必将推动新能源产业背后的制造业发展。带动上中下游原材料、设备制作、消费及运营商全产业链的发展,从而成为经济增长的重要动力。因此,在低碳经济的驱动下,面对着节能产业的巨大市场,各个国家都想要强化碳减排管理,竞争在未来新能源产业中的话语权和领导能力。增加在清洁能源上的资金投入,加强对新能源产业下经济领先地位的争夺,将其细化为对关键矿物、关键技术、关键人才的争夺,锂、稀土、锰、钴的地位将更加突出,对制氢、储能、碳捕捉等节能技术也将进一步加大投入,在未来,节能领域吸纳劳动力的数量也会进一步提高。。二、碳中和实现途径(从能源、资源、信息化、金融、社会生活等多个维度来概括阐述,可以扩展,但不用涉及太具体的技术层面,稍微宏观一点,有其他章节会对各种技术详细介绍;再写一些碳中和发展愿景的内容)1.技术上:持续提高生态碳汇吸收能力要想成功地实现碳中和目标,促进产业结构的升级,在调整能源结构的同时,还需要增加科技投资,重点关注当前还不成熟的碳吸附领域,碳吸附就是通过碳捕获技术的研究来提升生态碳汇的能力,其中包括碳捕获、碳利用、碳封存等技术,并将其产业化,从而帮助世界达到“全球可控”的目标,帮助我们成功地实现“双碳”目标。为了推动我国碳吸收捕获技术的发展,在对碳中和政策的支持上,主要体现在:利用行政手段来制定目标,并对其进行强化引导,从而提高全球生态系统的碳吸收能力和固化二氧化碳的能力,从而逐渐实现净零排放,并最终实现二氧化碳中和目标。针对生态碳吸收能力,国家发展和改革委员会在2020年6月发布了我国生态系统修复规划(2021-2035)。在该规划中,提出了我国到2035年的短期生态修复目标:森林方面,将森林覆盖率提升到26%,森林蓄积量提升到21亿立方,保持两亿公顷以上的自然森林;在草地上,要增加草地的综合覆盖面积,争取达到60%;在湿地方面,要加大对湿地的保护,使其至少能够保护60%的湿地。除此之外,对于新增的5630万公顷的水土流失面积,要达到可治理的沙土75%得到有效治理,自然海岸线的保有率不低于35%,陆域面积的18%以上是自然保护地。与此同时辽宁、四川、安徽等地也根据各自的特点,建立了相应的生态恢复机制,实行“长林制”,以提高区域生态环境管理和固碳能力。2.平台上:搭建绿色金融与碳交易市场想要实现碳中和,不仅需要技术上的支撑,还需要巨量的资金投入,政府的引导可以将资金引导到绿色产业与服务上,带动更多的社会资本投入到碳中和工作中去。我国环保部门于2020年6月发布《应对气候变化融资指南》,将社会资本引入到环保领域;中国央行的第三方机构也在全国范围内统一了绿色债券的发行标准及运用方式,进一步健全了绿色金融债券的种类划分标准;降低了以石油和煤炭为代表的传统和石化能源行业为代表的绿色和绿色的装备制造业和服务行业;深圳证券交易所和上海证券交易所对绿色债券的交易与运用进行细化:在2021年7月的发布会上,央行说,人民银行正根据"可操作、可计算、可验证"的标准,持续推动碳中和支持性工具的建立工作,以一种有效的方式支持节能减排、清洁能源发展。当前,在我国碳中和政策的支持下,我国的绿色金融已取得了显著的成果。在2021年上半年,就发起了绿色债券109支,有效地支持了清洁能源、生态保护、污染防治等绿色领域产业发展。同时,我国碳政策还积极完善碳交易市场配套设施建设。碳交易市场指的是用市场化的方式对温室气体排放进行调节,国家以碳排放状况为依据,对各个行业的碳排放配额进行分配,多余的碳排放配额可作为商品在市场中流通,以此来实现碳排放的合理分配,促进高碳排企业加紧减排,可以有效地帮助国家实现碳中和目标。欧盟是最早实施并构建国际碳排放交易体系的地区,它也是世界上最主要和最大的碳交易市场。中国在北京,重庆,上海三个城市,都是在2013年才开始实行的,在此之前,中国的环境保护部根据自己的经验,发布了一份《碳排放权交易管理办法(试行)》,对国际碳交易活动进行了进一步的规范。直至2021年7月,上海正式开通了全国碳交易市场,突破了区域界限,提高了碳交易的流通性、整合性和灵活性,促进了碳交易的市场化。但是,到现在为止,还只是在发电行业的重点排放单位之间展开。接下来,各部委及省市还将通过政策调整,对碳排放的配额管理、监测、激励等政策规定进行进一步的完善,稳步扩大碳交易行业的覆盖范围,加速碳交易市场的建设步伐。3.产业上:不断推动节能减排产业发展要想成功地实现我们国家的“碳中和”目标,就必须大力发展节能减排行业,因此,在国家的“碳中和”战略中,节能减排一直都是优先考虑的问题。自从推行碳政策以来,生态环境部、发改委、司法部、科技部等相关部门联合驱动,相继出台了指导意见和办法,持续明确温室气体排放标准,划清绿色产业边界,排除绿色产业发展法律困境,推动绿色产业落地。以各部门发布的文件精神和指示为依据,我国节能减排实现路径变得更加明确,形成了以供给端能源革命、高耗能产业调整、需求端新能源汽车推广为主的节能减排实现路径。节能减排具体政策表现为以下三个方面:一是供给端加强能源革命,推动煤炭清洁与新能源发展,构建清洁能源体系。我们都知道,煤炭是我国能源消耗的最大来源,因此,提高煤炭的清洁程度,提高可替代能源的比例,优化我国的能源结构,是我国碳政策的一个重要方面。在政策方面,一方面表现为国家能源局进行了整体设计规划,制定了清洁能源开发计划和储能标准工作方案,并鼓励有条件的地方发展风电、光伏等清洁能源。另一方面,各省市也根据自己的国情,制订了“少煤富油,促进清洁能源”的发展的政策和目标。山西省在2021年的工作报告中,提出了“推进煤炭绿色智慧开采,对煤炭进行分质分类,发展风电装备制造业,积极参与风电基础设施建设”,构筑“多晶硅硅片-电池片-电池组件-应用系统”的产业链:浙江省于2021年发布的《浙江省可再生能源发展“十四五”规划》中,提出要充分发挥地方特色,一是推进生物、地热能和海洋能的高质量发展,二是推进风电和光伏的发展,三是推进“风光乘数”工程。三是要充分利用水力资源,充分利用水力资源,充分利用水力资源。另外,一些省份,如上海,广东,江苏,都表示要加大可再生能源的开发力度,并制定了相应的目标。二是实行差别电价和产能压降,促进高能耗产业供给侧改革。我国是一个制造业大国,但产业链仍处于全球的最底层,为了推动高污染、高能耗的资源型工业的转型,以及逐步淘汰过剩的工业,有关部门、行业协会以及重点区域共同出台了一系列针对“两高一剩”行业的治理措施,推动了“碳中和”的发展。特别是要强化钢铁、有色金属和建筑等重点行业的整改工作,对工业过剩行业的产量进行严格控制,加速淘汰落后企业,促进绿色建筑的发展。例如,中国钢铁工业协会于2021年2月份公布了《推进钢铁行业低碳行动倡议书》,其中提出要将“相对约束”转化为“绝对约束”,推动钢铁工业向绿色、节能、低碳、环保的方向发展,推动钢铁工业的高质量发展,并在此基础上提出了相应的政策建议。另外,在唐山,甘肃,内蒙等重点区域,也先后实施了对高耗能企业的差别电价政策,从而在降低成本的同时,推动其低碳转型升级。三是从需求端出发推广新能源汽车,助力绿色出行。交通运输在全球碳排放总量中所占比例接近10%,而且随着我国经济的不断发展,其规模逐年扩大,因此,交通部门面临着巨大的碳减排压力。因此,在2020年,交通部联合发改委出台了《绿色出行创建行动方案》,要求在2022年,所有正在创建的城市中,有60%的城市的绿色出行满意度超过80%,而在这些城市中,绿色出行所占的比重超过70%。因此,对新能源汽车进行推广,以取代燃油汽车,可以有效地降低交通运输行业的碳排放量。在当前的碳政策支持上,一方面要实施双积分政策,以促进新能源汽车企业的市场迅速发展。另一方面,要利用税收优惠政策,来引导消费者去购买新能源洗车。与此同时,各地也要强化基础设施的建设,有条件的省份要设置新能源汽车的最低保有量,要加大在资金和技术上的投入,要大力推进充电桩、加氢站、太阳能电池板等基础设施的发展,其中,海南省是最积极的一个,它还提出了一项具体的年度计划,并宣布在2030年前,全面禁止燃油汽车的销售,除特殊用途的汽车之外,还将在全省各级党政机关和国有企事业单位中起到积极的示范作用,逐渐淘汰传统能源汽车,增加新能源汽车,并在此基础上,使新能源汽车覆盖率达到100%。第2章能源碳中和(1.5万字,分为以下3块内容写)一、清洁能源及化石能源低碳利用(介绍全球主流的清洁能源技术,包括风能、氢能、核能、太阳能、地热能、海洋能、生物质能等,各类清洁能源大致包含的技术及原理和应用;介绍石油煤炭天然气等化石能源的低碳利用技术)1.化石燃料的开发利用自从工业革命以来,化石能源一直都是占主导地位的,除了现在被大量利用的煤炭、石油、天然气之外,还有油页岩、可燃冰等,这些都是不可再生的矿物燃料,在燃烧的时候会释放出大量的CO2以及硫化物、氮氧化物等会对环境产生负面影响的污染物。而化石能源具有高密度和广泛的应用前景。在其他能源尚未得到广泛的经济应用前,仍将继续对社会和经济的发展起着重要的作用。(1)煤炭我国煤炭使用历史悠久,现已成为世界上产量和耗煤量最多的国家,2022年,原煤产量达到38.46亿吨,占世界总产量的47.3%。中国拥有丰富的煤炭资源,其北部地区包括山西,内蒙古,陕西,新疆,北煤向南方输送已成为我国能源流向的重要途径。从2005年开始,我国的煤炭产量与消费之间出现了矛盾。2014-2016年,我国煤炭产量更是呈负增长态势,严重制约了我国的煤炭消费。目前,我国的煤炭供给已由“自给自足”转变为向印尼和越南等邻国进口。从2009年开始,煤炭在外贸中从净出口变成了净进口,进口量逐步增加,到了2022年,煤炭进口量已经占到了煤炭消耗总量的7.45%。当前,煤的用途以电力为主,但在化工、城市供热、农村居住等方面,煤的使用量也很大。为了节能减排,保护环境,推动能源转型,国家加速了煤炭行业的技术升级进程,淘汰了落后的产能,先后确定了5万千瓦、10万千瓦、20万千瓦、30万千瓦发电机组的淘汰标准,并利用超临界、超超临界技术发电技术对多个老旧电厂进行了改造,提升了发电效率。我国大多数火力发电厂都已安装了脱硫和除灰装置.展开大规模的电网改造,建设超高压、大容量、长距离输电线路,对电力资源在地理空间上的错配进行协调。(2)石油在我国能源消费结构中,石油所占比重一直比较稳定,在18%左右。这是因为对石油的高度依赖。虽然我国是一个产油国,但是由于人口众多,工业规模大,石油资源比较匮乏。在我国主要分布于渤海湾、松辽平原、准噶尔、准噶尔、准噶尔、柴达木、鄂尔多斯、珠江、东海等地。在1978年,我国进行了改革开放,开始与世界进行贸易往来的时候,为了能够更快地积累外汇,从而推动经济发展,我国选择了出口农产品、矿产资源等,其中,石油和煤炭是最主要的出口产品之一。然而,随着经济的高速发展,能源消耗的急剧增长,从1993年起,我国的能源供求关系出现了倒转,由原油输出国变成了原油输出国。但由于资源的限制,中国对石油的依赖程度逐步提高,对外依存度迅速上升。石油产量远不能满足消费需要。2022年,中国原油产量为19101.4万吨,消费为64506.5万吨,进口为58102.2万吨。我国目前的石油消费主要是依靠进口,这种高度的对外依存度给我国的能源安全造成了很大的威胁。所以,从能源安全角度考虑,中国应把长期稳定的石油消费结构作为发展的重心,建立一个稳定的国际原油进口通道。在当今社会,石油有着非常广泛的应用,经过持续的加工和提炼,它能够被应用到很多方面。除了可以生产多种化工原料,用于生产塑料、化肥、杀虫剂和溶剂之外,还可以提炼汽油、煤油、柴油等燃料油品,提供润滑剂、沥青、石蜡等产品。为了提升石油资源的利用率,我们在石油的开采、加工和脱硫脱碳技术上开展了一系列的自主研究,其中,催化裂解、加氢裂化和渣油加氢等技术已经达到了世界上最先进的水平。与此同时,要努力提升汽车发动机的热效率,对电动力车辆进行推广应用。(3)天然气天然气虽然是一种不可再生的资源,但是它比煤和石油更清洁,更低碳,也更受世界各国的重视。我国油气资源主要分布于鄂尔多斯、塔里木、四川、柴达木、莺歌海、琼东南等地区,同时也有东海和松辽平原,具有良好的油气资源基础。但是,与我国的人口、经济规模相比,我国的天然气禀赋还不够高。天然气是一种与煤炭和石油相比更清洁、更低碳的非再生资源,也是世界上许多国家的重要能源。我国油气资源主要分布于鄂尔多斯、塔里木、四川、柴达木、莺歌海、琼东南等地区,同时也有东海和松辽平原,具有良好的油气资源基础。但是从人口和经济规模来看,我国的天然气资源禀赋并不是优势。进入21世纪后,我国对天然气的需求迅速增长,从2000年的245亿立方米到2022年的3059.7亿立方米。到2022年,我国一次能源消费比重已由2000年的2.2%提高到8.0%。从2007年开始,我国的天然气消费增长速度明显快于产量增长速度。天然气作为一种高效、清洁的能源,在工业燃料、城市燃气、发电、化工等四大产业中得到了广泛的应用,可用于发电、烹调、供热、供水、运输等。尽管天然气发电的成本很高,但是由于其具有操作灵活、起动迅速的特点,可以被用来做电网的调峰电源,对电网进行调峰。同时,随着城市供气网络的不断完善,城市用气比例的不断提高,天然气的需求量也在不断增加。从2007年开始,中国的天然气生产和销售差距逐步扩大,中国的天然气出口已达到了一个“净进口国”,2022年,中国的天然气出口依赖度已达43.52%。(4)其它化石燃料除煤、石油、天然气之外,矿物燃料,如油页岩、油砂、和可燃冰。在我国,已经探明的可燃冰储量非常丰富,它拥有着很大的开发潜力,目前还在研究和开发之中,它将会是一种很有希望的可替代能源。2.可再生能源从环境保护的角度,从“碳达峰”、“碳中和”的角度出发,从能源安全的角度出发,逐步减少非再生能源,增加可再生能源,这将成为中国未来能源体系发展的必然趋势。积极开发水能、风能、太阳能、生物质能等清洁能源,推动能源生产和消费的转型升级,构建清洁低碳、安全高效的能源体系,才能帮助我国实现能源转型,按时完成绿色发展目标。(1)水能尽管中国一直以来都是除了火电之外的第二大能源,但其水能储量仍是世界上最大的一种,其可开采的水能储量约占全球总量的五分之一,其可开采的水能年产量约为3万亿度,但其开采率不到44%。在我国,水电技术的开发时间比较长,它的应用也比较成熟,所以它的经济成本能够被控制在一个合理的范围之内。所以,在水力资源丰富的地区,我国已经建立了大量的水电基础设施。但是,我国的水能资源存在着严重的不均衡性,西南、西北地区的水电资源可以占据全国的4/5,而东部沿海的资源则比较匮乏。当前的研究大多认为,水库的建设将会对库区的生态环境产生不利的影响,从而导致流域的水文情势发生变化,进而影响到水生生物的生存环境[9]。与此同时,电力改革是以招标方式进行,水电站的成本变得越来越高,工期也变得越来越长,而且水电的建设还会带来移民工作的安置问题[10]。这一切都在一定程度上限制了水力发电的进一步发展。但是,水电资源丰富的地方,往往洪峰多,枯峰少。同时,水电还可以作为一种储能方式,它可以与未来大力发展的风、光等波动期较大的可再生能源进行互补,使水电的储存和调节作用完全发挥出来[11]。为了实现这一目标,我国水力发电在能源系统发展结构中的作用已逐步从主力发电能源转变为调峰蓄能。(2)风能全国第三次风能资源普查的结果确定了中国80米以上陆地风力资源的技术性可利用容量为91亿千瓦。中国“三北”(东北,华北,西北)和东南沿海及其邻近的海岛是风能最丰富的区域。目前,我国风力发电产业已成为全球最大、发展最快的产业。在2010年,风力发电的累计装机容量已超过美国,成为全球最大的风力发电企业。截止到2022年二月末,我国风力发电总装机规模已达三亿三千万千瓦。然而,风力发电发展却面临“弃风限电”的困境,导致资源浪费。为适应我国未来能源结构向低碳方向转变的需求,我国风电场建设面临着新的挑战,风电场建设面临着新的挑战。“弃风限电”现象产生的主要原因是:1)我国用电与风电生产的中心位置严重错位;2)特高压输电系统在技术上具有较高的技术难度和较高的经济成本,3)蓄能技术成本较高;4)传统能源行业的垄断性;(5)可获得的能源体系不完善等[12]。(3)太阳能太阳能和风能都是一种重要的洁净可再生能源。《2018年中国风能太阳能资源年景公报》显示,我国太阳能资源十分丰富,目前已有1.86万亿千瓦的陆上光伏理论储备,主要集中于新疆、西藏、内蒙及西北等地。当前,太阳能主要被应用于两大类发电技术:太阳能光伏发电技术和太阳能光热发电技术。经过几年的发展,光伏发电技术已经趋于成熟,装机容量也在快速增长。截至2022年二月底,中国的太阳能电池板安装容量已达3亿2千万千瓦,太阳能电池板的累计安装容量以及新安装的太阳能电池板都保持着世界的领先地位。光热发电技术的发展相对滞后,截至2021年末,我国已实现了538兆瓦(包括兆瓦及以上发电系统),而世界上已实现了6.8GW,与世界各国相比仍有很大差距[13]。随着光伏技术的不断发展,光伏发电的平均成本不断降低,光伏发电具有很高的投资回报率。但是,太阳能发电具有很强的间歇性和随机性,它跟风力一样,都面临着在接入电网之后,会对电力系统的安全运行造成影响的问题,此外,还需要配有一定的储能。(4)生物质能生物质能指的是农林剩余物、畜禽粪便、城市固体废物等可再生或可循环的生物质,并通过一定方式加以利用获得的能源。由于生物质资源丰富、应用范围广、有较长的历史,被认为是最容易获得的一种可再生能源。由于生物质能源具有可再生、清洁、可替代等特点,人们对生物质能源的多种利用方法进行了研究。在现代,以沼气供应、生物质成型燃料供热、生物质发电/耦合发电、生物液体燃料和生物基产品等为主的生物质能开发利用模式。目前,我国已有的生物质资源总量为3.26×108吨/年。在农村地区,对生物质能进行开发利用,不仅可以推进秸秆、畜禽粪污等农业废弃物的循环利用,还可以成为农村能源革命的重要抓手。《关于推进农业废弃物资源化利用试点的方案的通知》、《关于实施农业绿色发展五大行动的通知》、《关于促进生物天然气产业化发展的指导意见》等,截止到2022年底,我国生物质发电并网装机2369万千瓦,生物天然气产能约1.3亿立方米/年,生物质形成燃料年利用规模约1800万吨,生物质液体燃料年利用规模约400万吨。到2020年末,我国拥有93000座沼气工程,总规模为2180万立方米,年处理稻草和畜禽粪便的能力接近2亿吨。发展生物质能源可以使生态环境得到直接改善,具有十分显著的综合效益。但是,当前对农业生物质能的认识还不够,秸秆收集、运输、储存体系还不健全,一些生物质能利用技术的专业化程度不够,相关的生物质能政策也很难建立起一个完善的体系,这一切都限制了生物质能的进一步发展。二、智慧能源:构建全球能源互联网战略(如能源互联网、智能电网、零碳电力等,可扩展)“碳中和”从应对气候变化的全球共识,正演进为“人类命运与共、守护地球家园”的全球行动,构建绿色智慧能源体系已成为各国实现碳中和目标的重大战略。宏观层面,人类依靠科学技术创新,推动社会文明突破地球自身系统向太空发展。工业文明进入阶梯式上升突变期,建设人与自然和谐发展的绿色智慧能源体系,是应对全球气候变化带来的生存危机、满足人类可持续高质量发展和太空拓展需求、推动从工业文明跃迁至生态文明的根本举措。中观层面,各国当前以化石能源为主体的单一能源体系架构,已不能满足提升自身产业链、供应链韧性和安全水平的现实需求,建设绿色智慧能源体系,是保障国家能源安全,解决经济社会发展面临的资源环境约束问题的有效途径。微观层面,以资源主导为核心的能源体系架构,与科学技术日新月异创新发展的节奏不相适应,不能满足从化石能源向多元并存、多能互补、智慧协同的综合能源服务体系转型升级的发展需求,建设以技术主导为核心的绿色智慧能源体系,是革新用能理念、创新能源技术、优化用能结构、推进能源革命的基础工程。1.绿色智慧能源体系绿色智慧能源体系是为人类美好绿色生活和绿色地球建设,提供绿色动能的“新型能源体系”(见图2)。其内涵是以新能源、新电力、新储能“三新”为主的能源绿色与管理智慧的新型能源体系。一是“新能源”为主,化石能源加快转型,发挥兜底安全保障作用;二是“新电力”为主,清洁电力集中式与分布式高效协同;三是“新储能”为主,电化学储能、物理储能与化石能源储备协同调节。在绿色智慧能源体系中,“绿色”体现在“碳基”化石能源低碳化与清洁化利用、“零碳”新能源的经济性提升与规模化发展;“智慧”体现在各组份能源系统的信息化与智能化升级、多种能源的协同性与融合性发展。图2绿色智慧能源体系架构图绿色智慧能源体系的目标是通过能源技术和能源管理创新“双轮”驱动,为人类从工业文明迈入生态文明提供“安全、经济、高效、清洁、低碳、智慧、可持续”的集中分布协同的大能源系统。该能源体系伴随能源技术的创新突破,纵向呈现动态非线性演进特征,横向呈现不同国家/地区体系架构差异化等特点。根据《巴黎协定》设定的实现“净零排放”目标和各国提出的“零碳”及“碳中和”时间表,预计到本世纪后半叶,世界各国将逐步实现“碳中和”,据此初步将人类构建绿色智慧能源体系的时间预测为本世纪中后期。在能源类型方面,化石能源将回归其原料属性,作为人类维持现有文明的基础能源发挥应急和备用能源的作用;新能源将在新技术的加持下成为第四代主体能源,地球外部天体能、地球自身能、与其他天体作用能实现多源可用。在能源技术方面,科学技术的创新范围、影响深度、主导作用将达到新高度,涵盖能源生产、集输、加工、储存、消费、管理等各个组份系统。在可再生能源之间、可再生能源与不可再生能源之间、不可再生能源之间、一次能源与二次能源之间的新一代能源技术革命,将深刻影响各能源组份系统的独立性,促使各能源系统融合与边界模糊,产生区别于传统能源体系的更强大涌现功能,深远改变人类的生活方式、消费理念和经济社会的发展模式。在能源储存方面,高性能材料的发明和应用,机械储能、热储能、电气储能、电化学储能等技术快速突破并迭代升级,成为联接供给端与消费端、解决新能源波动性和间歇性、保持新型能源体系灵活性、实现可再生能源大规模接入、推动第三次能源成功转型升级的关键环节。在能源消费方面,能源消费结构将逐渐从化石能源为主体向新能源为主体跨越,氢能、电力等二次能源成为能源消费主要对象。数字能源、能源IT、能源即服务(EaaS)等新型能源消费理念与服务模式将改变能源产业链参与者的上下游关系。能源生产、能源储存、能源消费、能源管理等组份系统相互关联度增强,达到动态平衡。在能源管理方面,各国将完善以一次能源和二次能源等单项法律法规为支撑的能源法律法规体系,在保障能源安全、经济、高效、可持续的基础上,突出清洁、低碳、智慧等内容,并建立与之配套的各项运行机制与平台。为应对全球气候变化带来的生存危机和可持续发展问题,在全球碳中和共识下,各国将通过资源共享与技术交流合作,逐步形成“地球村”能源管理协调体制,建立全球能源分类、分时、分区协同开发利用机制,构建与地球共荣共存的“绿色能源共同体”。在绿色智慧能源体系框架下,“超级能源盆地”将重塑未来能源勘探开发的理念与模式(见图3)。“超级能源盆地”概念是指地下赋存大规模煤炭、石油、天然气等化石能源,地上具有丰富的风和光等新能源,具备建成超大型能源生产与利用基地的资源基础和地质、地理条件的能源富集盆地;在绿能、产能、储能、控能、用能、节能、智能等“七能”科学理念与技术加持下,将实现地下化石能源与地上新能源二者协同、高效、智慧与绿色发展;具有化石能源规模大,新能源规模大,地上地下储备规模大,碳捕获、利用与封存规模大等4大标志特征。如中国鄂尔多斯盆地,目前已成为中国最大的化石能源生产基地。图3超级盆地能源利用示意图其地下埋深2000m以浅煤炭可采资源量约2×1012t,占中国煤炭资源总量的35.5%;石油和天然气可采资源量分别为32×108t和12.9×1012m3,分别占中国石油和天然气可采资源总量的13.4%和17.7%;2021年煤炭、石油和天然气产量分别为14×108t、3700×104t和630×108m3。该盆地地上的风、光等新能源资源也十分丰富,光能资源年辐射总量为4500~5600MJ/m2,年有效利用时间1400~1600h;风能密度为154~420W/m2,风速为3m/s以上的有效风力时间为2000h以上;目前鄂尔多斯盆地内二氧化碳排放1×108t左右。未来,伴随化石能源与新能源协同发展,鄂尔多斯盆地将在中国率先建成世界级“超级能源盆地碳中和示范基地”,对全球碳中和背景下的能源革命具有重大意义。2.智慧能源体系运行机制世界能源体系历经原始能源体系、古代能源体系、近代能源体系的演化,形成当今以化石能源为主,可再生能源为辅的现代能源体系(见图4a),“资源主导”为其典型特征,在建立起能源资源的开采、运输、加工、消费等上下游产业链的同时,也形成了现代化的能源技术、能源管理、能源市场、能源合作等创新链与价值链。整体上,现代能源体系仍摆脱不了对化学能的依赖,体系架构为相对简单松散、单向闭环的环链型体系。绿色智慧能源体系则以“技术主导”为典型特征(见图4b),以提供“安全、经济、高效、智慧、绿色、可持续”综合能源服务为目标,依靠能源技术和能源管理创新“双轮”驱动,聚焦煤炭+油气+新能源+智慧储能为核心的多种能源协同,推动化石能源与可再生能源融合、一次能源与二次能源融合、源—网—荷—储融合、集中式与分布式融合。整体上,绿色智慧能源体系在能源科学技术的串连下,各组份系统边界将逐渐模糊,体系架构将更加复杂紧凑和跨界开放,管理体制机制将更加灵活高效,综合服务功能将更加强大和全面。图4现代能源体系与绿色智慧能源体系运行机制概图3.中国绿色智慧能源体系(1)打造韧性与可持续性兼顾的新型能源安全体系自从70年代石油危机后,能源安全概念被提出来后,其内涵得到了进一步的丰富与发展,并先后形成了4A能源安全概念、RASA系统以及五维赋能(GIFTS)理论框架。能源安全4A概念具体是:能源可利用性(Availability)、资源可获得性(Accessibility)、环境可接受性(Acceptability)、成本可承受性(Affordability)。RASA系统包括:系统韧性、可及性、可持续性和可容忍性。五维赋能(GIFTS)的框架是:能源管理能力、信息融合能力、资金运用能力、科技创新能力、系统集成能力。能源安全概念从局限在单一能源资源生产利用及其对环境影响,逐步扩展到整个能源系统的坚韧性、可持续性以及资金、信息、技术的融合等跨界领域。能源安全问题已从低政治性的国内经济问题,发展为关系国家安全的高政治性问题,是当前全球最受关注的关键议题之一,能源安全与能源转型同等重要成为各国能源战略的基本原则。构建绿色智慧能源体系,将面临传统风险尚未彻底解决,而新的风险变量不断增加等问题。主要来自两方面:一是在传统化石能源为主体向新能源为主体的能源转型过程中,一旦新能源发展出现问题,传统能源供给出现滞后,将引发整个能源体系的崩溃,进而动摇整个国家产业体系稳定发展的根基;二是新型能源体系的复杂化、融合化、跨界化和动态平衡化,在提供单一组份系统所不具有的智慧、优化、高效等优势功能外,也更易受网络、管线、极端气候等局部节点与外部因素影响,任一环节梗阻都会引发“蝴蝶效应”,导致体系崩溃,进而对国家经济和人民生活产生影响,因此提高体系韧性和安全性是构建绿色智慧能源体系的基础和前提必要条件。保障中国能源安全,需基于中国资源禀赋,长期保持对油气等重要能源和关键矿产资源供给安全的警惕。立足中国发展阶段、资源分布、产业结构、能源结构等基本国情,把握中国能源安全发展的能源独立、能源高效、能源绿色、能源智慧“四大趋势”,科学研判未来经济社会高质量发展对能源供需平衡的需求,客观预判和应对能源技术创新的不确定性与演进特点带来的系统风险。坚持先立后破,筑牢筑强传统化石能源安全供给“压舱石”,筑高筑大新能源绿色可持续发展的“增长极”。不断增强能源供应链的安全性和稳定性,推动能源生产消费方式绿色低碳变革,发展以稳定性能源为依托的新型电力系统,加快建设“绿氢”“蓝碳”产业。突破基于分布式的生物质能技术、移动能源技术、智慧储能技术,有序推进新能源与传统化石能源的安全接续、安全融合、安全接力,建设多元供给、多能互补、安全高效的绿色智慧能源体系。(2)建立多元供给的能源生产系统立足国内能源独立自主,建设煤、油、气、核、新能源、可再生能源多元供给的能源生产系统,稳步增加能源供给总量。2021年,中国一次能源生产总量43.3×108t标准煤,在过去10年内增长了23.4%。预测到2025年,中国一次能源生产能力达46×108t标准煤以上,年均增速1.5%左右;2030年,中国一次能源生产能力达50×108t标准煤左右,年均增速1.6%左右。大幅优化煤炭产能结构,发挥保障国家战略“储备”与“兜底”作用。2021年,中国煤炭产量29×108t标准煤,创历史最高水平。预测到2025年,中国煤炭产量将控制在29.2×108t标准煤左右;2030年,产量将控制在28.5×108t标准煤左右。大力提升油气勘探开发力度,发挥保障国家能源安全“急需”与民生“原料”用品基石作用。2021年,中国石油产量达到1.99×108t,天然气连续5年增产,达2075.8×108m3。预测到2025年,中国石油产量将稳产在2×108t左右,天然气产量增至2300×108m3左右;2030年,中国石油产量将稳产在2×108t左右,天然气产量约为2600×108m3左右。加快发展电力及其他清洁能源,推进新能源从战略接替能源向绿色主体能源发展。2021年,中国一次电力和其他清洁能源生产总量在8.8×108t标准煤,新能源发电装机容量突破10×108kW,年发电量首次突破1×1012kW·h。预测到2025年,中国一次电力和其他清洁能源生产总量将增至9.7×108t标准煤,新能源发电装机容量突破11×108kW、年发电量达到3.3×1012kW·h左右;2030年,中国一次电力和其他清洁能源生产总量将增至12.5×108t标准煤,新能源发电装机容量达16.4×108kW·h以上,年发电量达到4×1012kW·h以上。三、储能技术(包括储能技术分类、储能材料等,重点介绍一下储氢技术及材料)1.储能技术分类超级电容器储能系统。通过广泛运用超级电容储能体系,能详细分析数据及挖掘供配电网络内的负载平衡状况,可节约巨大的物质资源等。但是,超级电容储能体系投入成本大,较为适用于供配电网运行风险系数大的区域,若是有需要,则需随时分析及检察供配电网内用户的连接状况。所以,创新及研发超级电容器储能系统期间,各大部门及工作人员需实时分析、整理总结电化学双层离子在电容器内的布局情况,且把基础数据信息传送至电源管理平台。在某些供配电网络中应用超级电容储能系统设备的过程保护好有可能产生外泄的部位。先进的超级电容储能装置较为适用于弱电极及惰性材料研究,能大幅度减少储能装置的投入。抽水蓄能。现阶段,被广泛运用于储能技术的就是抽水蓄能电站。需由上游下游两座水库来得以进行动态储能及储能资源动员。但是,开展抽水蓄能电站项目建设期间,需全方位分析纯抽水、混合抽水及引水抽水蓄能电站的基础性运作机理,从而有效保障水库容量达到预期目标,且不会严重影响配电管道的压力。使用抽水蓄能技术期间,有关部门及工作人员需随时监督数据,确保储能释放时间及整体利用率等相应指标达到相关范畴内。规划及设计抽水蓄能电站与其他相关设备时,需评估调锋填谷、调频及调相功能的相关开展途径的可执行性,且全面利用活力发电站的相关数据,来确保更完善的机组运行制度。抽水蓄能电站整理利用率把控在70%~80%,依旧有相应的提升空间。所以,该储能技术的创新发展及产品研发过程也会受到整体利用率的影响。飞轮储能。目前,飞轮蓄能系统更适合于机械能和电能的相互转化。在对飞轮储能体系进行配置的过程中,需要对轴承支撑体系、功率转换器、紧急备用轴承及其他相关辅助设备的质量和性能进行全面的检查和验证。藉由飞轮储存能量的技术,工作人员和各部门可以快速地获取有关的电力供应和传输资料。在此基础上提出了一种新的飞轮储能系统。在对电力供应、配电网要求较高的城市、地区,该系统也是一种蓄能技术方案。但是,当采用飞轮蓄能时,需要对与之相关联的轴承负荷波峰与波谷的变化规律进行细致的分析。在使用飞轮储能体系的时候,需要综合利用各种物理工作机制和机械技术,以保证电能转换设备的正常运行。压缩空气蓄能。通过对压缩空气蓄能电站的广泛应用,可以进一步提高抽水蓄能电站的整体利用率,以压缩空气的方式来进行储能运行,可以直接降低燃料的使用率。然而,在压缩空气储能电站的过程中,需要对电网体系的负荷变化进行全程跟踪,并计算出余下电力资源能对付空气压缩操作装置的相关值。在对压缩空气储能电站和其它相关设施进行建造和规划的过程中,操作人员需要选择适合的具有较高能量密度的设施和设备,在提高燃油总体利用率的情况下,制定出一套良好的储能体系。利用对应的压缩空气蓄能器和冷起动设备,可以对相应的数据参数进行动态调节来实现。压缩空气蓄能电站可精准链接分布式系统,实现全方位跟踪、分析等相应功能及相关的性能验证标准,从而有效地保障蓄能电站的稳定运行。2.储氢技术及材料在建设与规划压缩空气储能电站及其他有关设施时,操作者必须选择合适的、高能量密度的设施与设备,建立一个好的储能系统,同时提高燃料的整体利用率。采用与之相适应的压缩空气储存器及冷启动装置,可通过动态调整各参数来达到上述目的。通过对压缩空气蓄能器的精确连接,实现对其进行全方位的跟踪、分析和性能检验,为其安全稳定运行提供了有力的保障[15]。氢能是一种来源广泛、清洁环保、灵活高效的清洁能源,同时也是促进传统化石能源清洁高效利用、支持可再生资源规模化发展的理想载体。除此之外,氢能产业还涉及到了能源、化工、交通等多个行业,它的发展一定会带动上下游产业的发展,为经济增长提供强劲的动力[16]。进入21世纪后,日本,美国,德国,法国,荷兰,韩国纷纷制定了氢能源开发计划,对氢能源的发展起到了引导作用。国家对氢能的应用研究也给予了很大的支持,在一系列的能源规划中,都提到了氢能的发展[17-18]。氢能源产业链可以分成上游制氢、中游储运和下游应用三个部分,安全、高效的氢能储运技术是氢能应用的关键。在未来,氢燃料电池汽车的大规模应用中,最重要的是改善储氢技术[19]。当前研究和应用中的氢能储存方式主要包括了以下内容:高压气态储氢、低温液态储氢、金属氢化物储氢以及有机液体储氢[20]。高压气态储氢。高压气体储氢是指在高压下,将氢气直接压缩到一个耐高压的容器中来储存,是目前世界上最成熟和应用最广泛的一种储氢方式。与其他储氢方法相比,这种方法对技术的要求更低,充氢放氢速度更快,设备结构也更简单,因此它是加氢站中使用较多的技术。但是,这种方法存在着体积小,存在着泄露和爆炸等安全风险。当前,高压气态储氢容器主要分为4种类型,分别是:纯钢制金属容器(I型)、钢制内囊纤维缠绕容器(Ⅱ型)、铝内囊纤维缠绕容器(Ⅲ型)及塑料内囊纤维缠绕容器(Ⅳ型)。在国内,在加氢站等地方,固定式储氢压力容器大多使用的是钢制的金属容器,移动式储氢压力容器储氢瓶多被应用在氢燃料电池车等领域,I型、Ⅱ型储氢瓶储氢密度低、安全性能差、重量大。Ⅲ型、Ⅳ型储氢瓶由内胆、包裹材料(碳纤维强化树脂层及玻璃纤维强化树脂层)构成,它减轻了气瓶的重量,还增加了储氢压力,提高了单位质量储氢密度,适合于车载储氢。当前,在我国推广的氢燃料电池车中,大部分都采用了公称工作压力为35MPa的Ⅲ型车载储氢瓶,70MPaⅢ型储氢瓶已开始应用和推广,《车用压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶》(GB/T35544-2017)发布,对III型车用储氢瓶的型式、参数、技术要求、测试方法、检测规则、标识、包装、运输、贮存等进行了规范,但目前对其性能的研究还很少。III型车用储氢瓶的测试标准为T/GDASE0017—2020《车用压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶定期检验与评定》团体标准,该标准适用于使用在汽车上作为燃料容器,使用在70MPa以下,额定水量不超过450升,以压缩氢气作为储存介质,工作温度在-40℃以下,在汽车上作为燃料容器使用的可反复充电的气瓶。2020年十月,中国技术监测信息学会颁布,浙江大学等机构制定的《车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶》,对其公称工作压力不大于70MPa,容积不大于450升,工作温度不小于-40摄氏度但不大于85摄氏度时,应满足的规格与参数,技术要求,测试方法,检验规则,安装保护,标志,包装,运输与贮存等方面作出了明确的规定。低温液态储氢。液态储氢技术是一种利用液态储氢技术,可以极大地提高储氢密度和储氢能力。但也有一个缺陷,那就是氢液化的能源消耗很大,每一公斤氢的液化,都需要4-10千瓦的电力。另外,因为氢气的沸点为-2530℃,极易挥发,所以在储存液氢时,必须要有一种能耐极低温度,能维持极低温度,能承受极高压力,还要有极高的密封性,这就造成了制作困难,造价也很高。液氢储存和运输是各国研究和开发的热点,并已经取得了一些进展,在美国,日本,法国等国,液氢储存已经被用于汽车上的氢气储存,但是其技术尚不成熟。以往在国
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