碳中和目標下多能融合戰略

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《碳中和目標下多能融合戰略》，劉中民 等 編，出版社： 科學出版社。

內容簡介

我國能源各分系統相對*立，存在系統壁壘，難以「合併同類項」，導致能源系統結構性矛盾突出、整體效率不高。缺乏能聯繫不同能源種類、打破系統壁壘的關鍵技術是造成上述問題的重要原因。《碳中和目標下多能融合戰略》基於中國科學院戰略性先導科技專項(A類)「變革性潔淨能源關鍵技術與示範」的戰略研究成果和科技研發進展，提出了通過技術創新實現多種能源之間互補融合的「多能融合」理念和技術框架；闡釋了多能融合「四主線、四平台」內涵；分析了多能融合關鍵技術清單及各平台技術的專利導航情況；提出了典型區域開展多能融合示範的系統方案；通過能源系統模型，量化評估了碳中和目標下多能融合戰略實施的效果，提出了加速推進多能融合戰略的政策建議。

目錄

叢書序

前言

第1章能源系統發展趨勢1

1.1國際主要國家和組織能源系統發展趨勢1

1.1.1美國1

1.1.2歐盟6

1.1.3德國10

1.1.4日本14

1.1.5結語16

1.2我國能源系統發展現狀、目標與趨勢18

1.2.1我國能源系統發展現狀18

1.2.2我國能源系統發展目標19

1.2.3我國能源系統發展趨勢20

第2章多能融合的理念與技術框架23

2.1多能融合的理念23

2.1.1多能融合的定義23

2.1.2多能融合的層級23

2.1.3多能融合的政策意義24

2.2多能融合的戰略需求26

2.2.1碳達峰碳中和目標需求26

2.2.2能源安全新戰略的需求35

2.2.3能源科技創新發展需求36

2.2.4產業轉型發展需求37

2.2.5煤炭清潔高效利用戰略38

2.2.6區域協調發展需求40

2.3多能融合的技術路徑42

2.3.1多能融合技術框架42

2.3.2主線一：化石能源清潔高效利用與耦合替代42

2.3.3主線二：非化石能源多能互補與規模應用43

2.3.4主線三：高耗能工業低碳零碳流程再造44

2.3.5主線四：數字化智能化集成優化44

第3章多能融合關鍵技術清單與路線圖45

3.1以合成氣/甲醇為平台的化石能源耦合替代關鍵技術與路線圖45

3.1.1技術平台內涵45

3.1.2煤化工與石油化工多能融合關鍵領域與技術清單45

3.1.3煤化工與石油化工多能融合關鍵技術發展路線圖52

3.2以儲能為平台的可再生能源規模化利用關鍵技術與路線圖52

3.2.1技術平台內涵52

3.2.2儲能與可再生能源系統融合關鍵領域與技術清單54

3.2.3儲能與可再生能源系統融合關鍵技術發展路線圖61

3.3以氫能為平台的化石能源與可再生能源融合關鍵技術與路線圖62

3.3.1技術平台內涵62

3.3.2氫能推動化石能源與非化石能源系統融合的關鍵領域與技術清單64

3.3.3氫能推動化石能源與非化石能源系統融合的關鍵技術發展路線圖73

3.4以二氧化碳為平台的碳資源循環利用關鍵技術與路線圖76

3.4.1技術平台內涵76

3.4.2二氧化碳推動碳資源循環利用融合的領域與關鍵技術清單77

3.4.3二氧化碳推動碳資源循環利用融合的關鍵技術發展路線圖85

3.5以數字化智能化技術推動能源系統融合場景88

3.5.1數字化智能化技術內涵88

3.5.2數字化智能化技術及能源系統融合領域及關鍵技術清單88

3.5.3數字化智能化技術與能源系統融合關鍵技術發展路線圖91

第4章多能融合技術專利導航與布局分析92

4.1專利分析方法介紹92

4.2多能融合技術專利概況93

4.2.1多能融合技術專利檢索93

4.2.2多能融合技術專利概況分析94

4.3氫能平台專利技術分析98

4.3.1綠氫與石油化工融合98

4.3.2綠氫與煤化工融合102

4.3.3綠氫與鋼鐵行業融合105

4.3.4綠氫與水泥行業融合108

4.3.5綠氫與交通行業融合111

4.3.6綠氫與電力行業融合115

第5章多能融合區域綜合示範120

5.1多能融合示範區總體情況120

5.1.1多能融合區域綜合示範的目的120

5.1.2多能融合典型區域選取123

5.2榆林化石能源與可再生能源多能融合示範發展124

5.2.1化石能源與可再生能源多能融合示範的基礎與優勢124

5.2.2化石能源與可再生能源多能融合示範的定位140

5.2.3榆林開展多能融合示範的重點舉措141

5.2.4榆林開展多能融合示範的關鍵技術分析152

5.2.5榆林多能融合示範效果分析153

5.3張家口可再生能源多能融合示範發展164

5.3.1可再生能源多能融合示範發展的基礎與優勢164

5.3.2張家口可再生能源多能融合示範的定位167

5.3.3張家口可再生能源多能融合示範的重點舉措168

5.3.4張家口可再生能源多能融合示範關鍵技術分析170

5.3.5張家口可再生能源多能融合示範效果分析179

5.4甘肅武威核能與可再生能源多能融合示範發展182

5.4.1甘肅武威發展核能與可再生能源多能融合的基礎與優勢182

5.4.2甘肅武威發展核能與可再生能源多能融合的定位184

5.4.3甘肅武威風光核氫儲多能融合的重點舉措185

5.4.4甘肅武威風光核氫儲多能融合的關鍵技術186

5.4.5甘肅武威風光核氫儲多能融合示範的效果分析188

5.5山東省工業流程再造多能融合示範發展190

5.5.1山東省工業流程再造多能融合示範的基礎與優勢190

5.5.2山東省工業流程再造多能融合示範的定位192

5.5.3山東省工業流程再造多能融合示範的重點舉措193

5.5.4山東省工業流程再造多能融合示範的關鍵技術分析197

5.5.5山東省工業流程再造多能融合示範的效果分析205

第6章碳中和目標下多能融合戰略效果212

6.1基於能源系統模型的分析方法212

6.2碳中和目標下我國能源系統發展情景設定214

6.2.1情景設定的核心問題214

6.2.2情景設定的關鍵參數216

6.3不同情景下能源系統發展225

6.3.1基礎假設參數結果225

6.3.2參考情景225

6.3.3碳中和情景230

6.4基於情景比較的多能融合效果分析237

6.4.1化石能源清潔高效利用與耦合替代237

6.4.2非化石能源多能互補與規模應用238

6.4.3高耗能工業低碳/零碳流程再造239

6.4.4碳中和目標下的能源安全241

6.4.5碳中和目標達成的成本比較分析243

第7章碳中和目標下多能融合戰略發展的結論與建議245

7.1進一步加強頂層設計，提升多能融合理念與技術對國家戰略目標的支撐245

7.2進一步激發各創新主體的積極性，推動多能融合創新體系的落實245

7.3進一步明確多能融合技術變革發展的優先級，制定多能融合核心技術突破的路線圖246

7.4進一步推進跨領域的多能融合示範247

7.5進一步推進典型區域的多能融合示範247

7.6進一步提升多能融合理念與技術的國際合作247

參考文獻249