碳中和目标下我国能源发展战略探讨

2020年国家主席习近平在第7 5届联合国大会一般性辩论上作出了力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的承诺。作为世界最大的能源消费国和碳排放国,实现碳中和目标对我国能源和经济可持续发展提出了更高要求。近年来,虽然我国能源消费增速放缓,碳排放逐渐进入平台期,但我国能源消费结构中化石能源占比仍高达80%以上。碳中和目标下,在借鉴发达国家调整能源消费结构与碳减排做法的基础上,如何加快我国能源转型,明确碳中和目标下能源转型的战略路径值得深入探讨。碳中和是我国经济社会发展的战略目标,也是推进我国能源革命的重要举措,更是实现文明跨越的重要抓手。在实现碳中和的道路上,我国需要在电力、工业、建筑、农业等领域不断努力,减少碳排放量,谋划最优的战略路径,努力实现碳减排和经济发展并行不悖。     

以二氧化碳规模化利用技术为核心的碳减排方案

碳资源是人类社会发展进入工业时代的基石。人类大量使用含碳资源产生的二氧化碳(CO_2)不应给人类社会带来威胁,更不应是碳资源利用的终结者,而是人类实现可持续发展必须善加利用的资源。文章在国内CO_2利用技术研发取得了可喜进展的基础上,提出了几种未来可能适合于中国的以CO_2规模化利用技术为核心的碳减排方案,包括化石能源耦合CO_2的转化利用技术、零碳能源耦合CO_2的转化利用技术以及温和条件下CO_2直接转化利用技术等。基于我国能源消费结构、短中期化石能源的主导地位以及可再生能源日新月异的发展,化石能源的易获取性和低成本使得其耦合CO_2的转化利用技术方案近年来飞速发展,并可能将在近期带来巨大碳减排潜力和经济效益;零碳能源发电技术的突飞猛进有利于核能/可再生能源发电耦合CO_2生产燃料化学品技术的发展,成为中期最具竞争力的CO_2大规模利用技术;远期来说太阳能驱动的CO_2温和转化可以实现真正意义上的生态碳循环,是远期最有前景的CO_2还原技术。     

“双碳”目标下的化石能源高效清洁利用

在碳达峰、碳中和（以下简称“双碳”）目标下，化石能源利用面临新挑战。文章梳理总结了目前我国化石能源利用现状，立足我国能源资源状况，提出了“双碳”约束下化石能源高效清洁利用思路，从煤炭高效燃烧与转化、石油天然气高效利用及煤化工“三废”处理方面提出技术发展建议，以期为“双碳”目标实现和新型能源系统构建提供科技支撑。     

油气安全战略与“双碳”战略：关系与路径

百年变局叠加世纪疫情给全球能源安全敲响警钟,深刻理解能源转型发展与能源安全的关系,探寻中国能源安全与“双碳”战略同步实现路径成为重大战略问题。文章基于对中国能源发展图景和“双碳”战略内涵的分析,明确提出:(1)能源安全是能源转型发展的基础,中国油气短缺形势长期存在,“双碳”目标与油气安全战略并行不悖。(2)中国的油气安全需在两个层次谋篇布局,近中远全程做好部署——做稳做好传统油气勘探领域发展,宜坚持“海陆并举、常非并重,稳油增气”目标;积极开拓新油气资源领域,重点组织好陆相中低熟页岩油原位转化、富油煤热转化利用与煤炭地下气化等“三个革命”,为在传统油气领域“稳油增气”基础上实现规模上产做好准备。(3)“双碳”战略是一场广泛而深刻的系统革命,化石能源的退出必须以能源安全为前提,要把化石能源清洁化利用、可再生能源加大利用、柔性智能电网建设、储能基础设施建设与能源利用效率提升5件大事同步抓实抓好,在保证能源安全无虞基础上,依靠技术进步,通过多途径实现“碳中和”目标。     

云南省能源行业实现碳中和的挑战与策略

为积极应对全球气候变暖,中国在第七十五届联合国大会一般性辩论上作出2030年前二氧化碳(CO2)排放达到峰值,2060年前实现碳中和的承诺.相关专家学者已对碳中和实施目标、实现路径及可能面临的挑战开展研究,文章根据云南省能源发展状况,梳理了在实现碳中和过程中,能源行业可能面临的挑战及应对策略,为云南省实现碳中和提供参考...     

发挥国家战略科技力量作用，为“双碳”目标提供有力科技支撑

科技创新在实现碳达峰、碳中和（以下简称“双碳”）目标中起到重要的支撑引领作用。实现“双碳”目标要在能源生产、能源消费、固碳3个方面持续发力，构建以化石能源清洁高效利用、清洁能源规模利用与多能互补、工业流程低碳再造、建筑交通智能化多能融合为主线，以甲醇、氢能和储能为平台的多能融合能源生产和利用新模式，支撑打造绿色低碳循环发展的经济体系和清洁低碳安全高效的能源体系。2022年中国科学院启动了“中国科学院科技支撑碳达峰碳中和战略行动计划”，通过实施科技战略研究、基础前沿交叉创新、关键技术突破、新技术综合示范、人才队伍建设、国际合作支撑、创新体系能力提升、“双碳”科普等八大行动，为我国实现“双碳”目标提供有力科技支撑。     

“双碳”目标下推动能源技术区域综合示范的路径思考

在典型区域推动面向碳达峰、碳中和（以下简称“双碳”）目标的能源技术（以下简称“双碳”能源技术）综合示范是中国科学院支撑“双碳”目标行动计划的重要内容。文章从“技术集成示范”和“典型区域示范”2个特征论述了开展“双碳”能源技术区域综合示范的意义，并基于中国科学院能源领域已有研究布局，提出了适合中国科学院推进“双碳”能源技术综合示范的多能融合理念及其4条主线，分别为化石能源清洁高效利用与耦合替代、非化石能源多能互补与规模应用、工业低碳/零碳流程再造和数字化/智能化集成优化。最后，文章结合中国科学院大连化学物理研究所在陕北、辽宁和山东等区域开展以“多能融合”为特征的技术综合示范的工作，对典型区域推动“双碳”能源技术综合示范的背景、目标和技术路线进行了讨论，供科研工作者和决策者参考。     

碳中和目标下中国新能源使命

减少温室气体排放、遏制全球气温上升,努力实现碳中和目标是人类面对气候变化危机的主动作为和共同追求。碳中和是涉及多学科多领域的庞大系统工程,实现碳中和目标需要坚实的理论基础和科学方法的指导,碳中和学应运而生。碳中和学的理论内涵包含两个“动态平衡”——全球碳排放与碳吸收之间的动态平衡、人类发展与自然环境之间的动态平衡;技术内涵包括人类生产生活引起的二氧化碳排放、捕集、利用、封存和移除的全过程及相关的技术体系。能源消费结构从以化石能源为主向以新能源为主的转型,世界能源生产与消费结构将由当前煤炭、石油、天然气和新能源的“四分天下”,向以新能源为主的“三小一大”新格局发生根本性转变;在此过程中,需构建煤炭、石油、天然气、新能源多种能源协同发展。中国能源生产与消费结构,也将从当前以煤炭能源为主的“一大三小”,向未来以新能源为主的“三小一大”格局发生革命性转变;新能源将主导我国能源生产与消费结构转型,最终将力争实现以新能源为主体的“能源独立”。但在能源发展中,始终把能源转型与能源安全放在同等重要位置。发展新能源是实现碳中和社会、建设绿色宜居地球的关键。碳中和下新能源是世界能源转型的方向、能源科技创新...     

波浪能发电技术及其相关专利

<正>波浪能发电的概述党的二十大提出：加快发展方式绿色转型、积极稳妥推进碳达峰碳中和,根据《中共中央国务院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》《国务院关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知》等重大战略决策,围绕“双碳”目标,推进绿色低碳技术创新和专利产业化,2022年12月,国家知识产权局印发了《绿色低碳技术专利分类体系》,绿色低碳技术一级技术分支包括化石能源降碳技术、节能与能量回收利用、清洁能源、储能技术、温室气体捕集利用封存等5个技术分支,     

循环经济助推碳中和的路径和对策建议

在当前日益复杂的国际局势下开展全球气候治理面临更多挑战。作为全球二氧化碳(CO2)排放总量最多的国家,中国承诺力争在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。然而,碳中和是一项复杂的系统工程,急需通过发展循环经济等手段来实现。文章基于减量化、再利用和资源化的"3R"原则,剖析发展循环经济与实现碳中和的内在联系,对比国内外发展现状,阐释循环经济在实现碳中和目标中的关键作用,为促进我国通过循环经济助力实现碳中和目标提出政策建议。     

助力“双碳”

碳中和：可再生能源、碳汇、NETs和非CO2温室气体的重要作用中国科学院大气物理研究所组织了碳中和专刊,邀请了来自中国、美国、英国、法国等国家的多领域专家阐述了碳中和的国际背景、科学问题、技术需求和成果。相关成果发表于《大气科学进展》（Advancesin AtmosphericSciences）。相关文章涉及可再生能源在减少CO2排放中的重要作用、陆地碳汇在抵消人为CO2排放和实现碳中和目标中的作用、负排放技术、非CO2温室气体减排四个方面。我国碳中和目标要求清洁能源技术、社会政治和经济各项举措,都能够在未来几十年内,朝着正确的方向发展。在科技创新方面加强国际合作,有效研发、部署和应用新技术,对于建设一个安全、公平和更具弹性的全球未来至关重要。     

基于能源政策模拟模型的广州市2050年实现碳中和的路径研究

在中国快速城镇化进程中，为尽早推动城市层级的碳中和路径规划工作并作出相应行动，须重点关注城市电力、交通、工业、建筑等行业的能源政策目标制定，因此，以广州市为对象，通过构建能源政策模拟模型，设置基准情景、政策情景和碳中和情景模拟广州市到2050年的能源消费和碳排放情况，分析其重点部门的减排潜力，并评估碳中和情景下各项政策措施的减排贡献。结果显示：在碳中和情景下，广州市能源消费将于2030年达峰，碳排放量将于2026年达峰，到2050年全市碳排放将降至848万t，其中有611万t来自交通领域；电力部门的脱碳将是广州市实现碳中和最重要的途径，碳减排潜力由大到小的其他部门依次为交通、工业、制氢业和建筑；累计碳减排贡献最大的5项政策依次为电力系统零碳化、建筑能效标准提升、交通领域生物燃料替代、工业能效标准提升和氢燃料交通工具销售占比提升。     

中国工业碳排放驱动因素及其脱钩效应——基于时变参数C-D生产函数的分解和测算

中国平衡碳排放与经济增长关系的关键在工业。本文引入时变参数C-D生产函数修正LMDI分解法和Tapio脱钩模型,实证分析2004—2019年中国工业及其分行业的碳排放驱动因素与脱钩动态。结果发现：①除了能源强度下降持续促进碳减排外,各个年度能源消费碳强度、工业行业结构、技术进步、资本存量和劳动投入的碳排放影响方向和强度均不稳定;样本期间能源强度下降的累积碳减排作用最强、能源消费碳强度的作用次之,资本存量扩张的碳增排作用最强、劳动投入的作用次之。资本存量对工业碳排放的分阶段累积影响具有明显的先促增后促减再促增的“U”型变化趋势,劳动投入的影响变化正好相反。②得益于能源强度、能源消费碳强度和劳动投入碳减排作用增强,碳排放与工业增长正从弱脱钩向强脱钩变化,采矿业和电热燃水业由连接或负脱钩向强脱钩改善,制造业由弱脱钩向强脱钩改进。因此,强化制度设计与政策调控,引导工业投资调整结构,提高能源使用效率,优化能源消费结构并放大技术进步的碳减排作用,有利于在推动工业增长的同时减少碳排放,实现中国经济增长与“双碳”目标协同。     

碳中和愿景下的能源变革

气候变化是当今人类面临的重大挑战之一,已成为全球性的非传统安全问题,严重威胁着人类的生存和可持续发展。我国碳达峰、碳中和承诺的提出,对我国建设人与自然和谐共生的社会主义现代化强国具有重要战略意义。面对我国如期实现碳达峰、碳中和的挑战,文章提出通过能源变革,大力推进能源供给侧的电力脱碳与零碳化、燃料零碳化,以及能源需求侧的能源利用高效化、再电气化和智慧化,构建以新能源为主体,"化石能源+二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)"和核能为保障的未来清洁零碳、安全高效能源体系。     

基于专利分析的海洋碳封存技术

海洋是全球最大、最活跃的碳库，人类活动排放到大气中的二氧化碳约30%由海洋吸收，而海洋储碳周期达数千年，这对缓解并改善全球气候变暖至关重要。利用海洋吸收和封存二氧化碳是实现碳中和目标的重要技术手段。文章定义了海洋碳封存的专业技术范围，总结了海洋碳封存相关的技术方法，分析了当前海洋碳封存的技术发展趋势及国内外先进技术经验，以期为我国加快实现碳中和目标提供管窥之见。     

"双碳"背景下吉林省高新技术企业能源发展研究

近年来气候变化的加剧在全球引发了一系列经济、社会和环境问题,加之新冠肺炎疫情的蔓延,使得人类社会的可持续发展面临巨大挑战.作为世界上最大的发展中国家和碳排放国,中国提出了2030年实现碳达峰,2060年实现碳中和的"双碳"目标,运用科技创新用全球最短的时间完成全球最高碳排放强度降幅.碳达峰碳中和不仅仅与能源有关,更是一...     

山东省碳捕集利用与封存技术现状、问题及对策研究

二氧化碳捕集利用与封存技术（CCUS）是能源利用过程碳减排途径的主要方式之一,对实现碳达峰碳中和具有重大意义。本研究梳理总结山东省在CCUS政策和标准、示范项目建设、创新平台和人才及专利方面的现状,分析当前山东发展CCUS的优势和问题,提出完善CCUS政策支持与标准规范体系、加大CCUS示范项目支持力度、培育创新主体等战略力量、加强技术攻关等对策建议。     

数字技术助推我国能源行业碳中和目标实现的路径探析

数字经济时代下数字技术是实现我国碳中和目标的最佳工具。能源行业是我国碳排放的最大来源部门,如何借助数字技术实现能源行业碳达峰与碳中和目标广受关注。文章首先阐释了数字技术在碳中和中的重要战略作用;然后,就已有文献中数字技术与碳减排的相关理论研究与应用进展进行了梳理分析,揭示了现有数字技术应用于能源行业碳中和存在的问题;最后,提出了数字技术推动我国碳中和进程的总体思路,以及大数据、数字孪生、人工智能、区块链等数字技术助力实现我国能源行业碳中和目标的主要路径。     

专利情报视角下“CCUS”技术研发态势分析

[目的/意义]温室气体排放导致的气候和环境变化已经给人类带来恶劣影响,碳捕捉、碳利用和碳封存是控制大气中温室气体含量的重要手段,有助于实现我国“碳达峰”和“碳中和”目标。[方法/过程]从德温特世界专利索引数据库(DII)检索有关“碳捕捉”“碳利用”和“碳封存”的专利,开展专利分析:(1)对专利数量、专利申请时间等指标进行统计分析;(2)对专利公开国家/地区、专利权人以及研发团队合作关系等进行关联关系分析;(3)使用CiteSpace工具进行文本主题聚类分析和热点分析,基于专利被引频次分析“碳捕捉”“碳利用”和“碳封存”领域的关键技术主题,以掌握该领域的技术研发态势。[结果/结论]全球“碳捕捉”“碳利用”和“碳封存”技术的研发于20世纪90年代中期开始进入发展期;中国和美国的专利量领先全球,是全球最重要的技术布局市场;较多日本企业在该领域申请了专利,且全球企业间技术研发的合作较少;“碳捕捉”的材料、设备、系统以及“碳封存”的储存罐是研发热点,但“碳捕捉”技术较多关注能源开采、发电、采矿冶炼等工业生产过程,对大气中二氧化碳捕捉技术研发较少。从高被引专利来看,中国是该技术领域最重要的技术布局市场,在传统能源开采、工业生产、煤火发电等行业的碳捕捉方法、设备和系统技术研发较多;二氧化碳的再利用如防爆防雷、农业生产等技术研发较少;相对于“碳捕捉”和“碳利用”技术来说,“碳封存”技术则较为空白,这与“碳封存”技术的实现条件较为复杂以及成本较高有关。     

基于专利数据的天然气综合能源利用技术分析

<正>天然气综合能源利用技术是指在一定区域内,利用先进的物理信息技术和创新管理模式,以天然气为主,整合区域内其他多种可再生能源,实现多种能源之间的协调规划、优化运行和互补互济;在满足用能需求的前提下,有效地提升能源利用效率,优化能源结构,促进能源可持续发展,实现碳达峰、碳中和的双碳目标。概述天然气作为低碳清洁能源,已成为实现“双碳”目标的重要抓手。2020年9月,我国向世界承诺,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。为了实现“双碳”目标,需要持续控制能源消费中的碳排放。