碳中和概論

第1章 引論 ………………………………………………………………………………… (1)
1.1 碳中和的基本概念 ……………………………………………………………… (1)
1.1.1 碳中和的概念 …………………………………………………………… (1)
1.1.2 碳中和的交叉科學(xué)性 …………………………………………………… (3)
1.2 碳中和的國(guó)際演變 ……………………………………………………………… (6)
1.2.1 國(guó)際社會(huì)對(duì)碳排放與氣候問(wèn)題的認(rèn)知過(guò)程、科學(xué)證據(jù)、尚存爭(zhēng)議 …… (6)
1.2.2 全球氣候治理的歷史演變 ……………………………………………… (7)
1.2.3 主要國(guó)家的碳中和承諾 ………………………………………………… (9)
1.3 中國(guó)宣布2060年碳中和的意義、機(jī)遇與路徑 ………………………………… (10)
1.3.1 中國(guó)宣布碳中和的意義 ………………………………………………… (10)
1.3.2 中國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和的機(jī)遇 ………………………………………………… (11)
1.3.3 中國(guó)碳中和的路徑分析 ………………………………………………… (13)
1.4 本章小結(jié) ………………………………………………………………………… (15)
參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………… (16)
第2章 部分發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)碳中和概況 ……………………………………………… (18)
2.1 引言 ……………………………………………………………………………… (18)
2.2 美國(guó) ……………………………………………………………………………… (18)
2.2.1 美國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化歷程 ………………………………………………… (18)
2.2.2 頁(yè)巖革命對(duì)美國(guó)能源轉(zhuǎn)型的影響 ……………………………………… (19)
2.2.3 美國(guó)部分州的減排政策 ………………………………………………… (20)
2.2.4 美國(guó)碳中和路徑研究 …………………………………………………… (20)
2.3 歐盟 ……………………………………………………………………………… (21)
2.3.1 歐盟主要國(guó)家減排歷程 ………………………………………………… (21)
2.3.2 歐盟的能源轉(zhuǎn)型 ………………………………………………………… (22)
2.3.3 歐盟綠色協(xié)定及氣候法 ………………………………………………… (22)
2.3.4 歐盟碳交易市場(chǎng)政策 …………………………………………………… (23)
2.4 日本 ……………………………………………………………………………… (25)
2.5 發(fā)達(dá)國(guó)家碳中和的普遍性啟示 ………………………………………………… (26)
2.5.1 技術(shù)進(jìn)步是根本動(dòng)力 …………………………………………………… (26)
2.5.2 市場(chǎng)環(huán)境提供了創(chuàng)新條件 ……………………………………………… (26)
2.5.3 社會(huì)共識(shí)是政策基礎(chǔ) …………………………………………………… (27)
參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………… (28)
第3章 能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型與碳減排 ………………………………………………………… (30)
3.1 能源系統(tǒng)與碳排放 ……………………………………………………………… (30)3.1.1 認(rèn)識(shí)一個(gè)完整的能源系統(tǒng) (30) ………………………………………………
3.1.2 經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、能源消費(fèi)、碳排放的關(guān)系 (35) ………………………………
3.1.3 基本的能源及碳排放計(jì)量統(tǒng)計(jì)方法體系 ……………………………… (37)
3.2 能源轉(zhuǎn)型與碳減排 ……………………………………………………………… (43)
3.2.1 宏觀經(jīng)濟(jì)變化與能源轉(zhuǎn)型及碳減排 …………………………………… (43)
3.2.2 供給側(cè)能源轉(zhuǎn)型與碳減排 ……………………………………………… (47)
3.2.3 需求側(cè)能源轉(zhuǎn)型與碳減排 ……………………………………………… (49)
3.3 基于能源系統(tǒng)模型的碳中和分析 ……………………………………………… (51)
3.3.1 系統(tǒng)需求分析 …………………………………………………………… (51)
3.3.2 數(shù)據(jù)指標(biāo)選取與收集 …………………………………………………… (52)
3.3.3 建模與功能模塊設(shè)計(jì) (53) ……………………………………………………
3.3.4 情景設(shè)計(jì)與碳減排、碳中和路徑分析 (54) …………………………………
3.4 本章小結(jié) ………………………………………………………………………… (54)
參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………… (56)
第4章 新型電力系統(tǒng)低碳路徑 ………………………………………………………… (57)
4.1 電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型路徑 ………………………………………………………… (57)
4.2 新型電力系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)與構(gòu)建路徑 ………………………………………… (58)
4.2.1 新型電力系統(tǒng)面臨的問(wèn)題與挑戰(zhàn) ……………………………………… (58)
4.2.2 新型電力系統(tǒng)構(gòu)建發(fā)展路徑 …………………………………………… (60)
4.3 新型電力系統(tǒng)的“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”特征 ……………………………………………… (61)
4.3.1 電源側(cè) …………………………………………………………………… (61)
4.3.2 負(fù)荷側(cè) …………………………………………………………………… (64)
4.3.3 儲(chǔ)能側(cè) …………………………………………………………………… (66)
4.3.4 電網(wǎng)側(cè) …………………………………………………………………… (69)
4.4 本章小結(jié) ………………………………………………………………………… (71)
參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………… (72)
第5章 工業(yè)系統(tǒng)減碳與主要技術(shù) ……………………………………………………… (73)
5.1 鋼鐵行業(yè)碳排放現(xiàn)狀與減碳主要技術(shù) ………………………………………… (73)
5.1.1 鋼鐵行業(yè)碳排放現(xiàn)狀 …………………………………………………… (73)
5.1.2 鋼鐵行業(yè)產(chǎn)量預(yù)測(cè) ……………………………………………………… (75)
5.1.3 鋼鐵行業(yè)減碳的關(guān)鍵環(huán)節(jié)與減碳預(yù)測(cè) ………………………………… (76)
5.1.4 鋼鐵行業(yè)碳中和路徑及主要減碳技術(shù) ………………………………… (77)
5.2 水泥行業(yè)碳排放現(xiàn)狀與減碳主要技術(shù) ………………………………………… (79)
5.2.1 水泥行業(yè)碳排放現(xiàn)狀 (79) ……………………………………………………
5.2.2 水泥行業(yè)產(chǎn)量預(yù)測(cè)[10] (81) …………………………………………………
5.2.3 水泥行業(yè)減碳的關(guān)鍵環(huán)節(jié)與減碳預(yù)測(cè) (82) …………………………………
5.2.4 水泥行業(yè)碳中和路徑及主要減碳技術(shù)[10] (83) ……………………………
5.3 石油煉化行業(yè)碳排放現(xiàn)狀與減碳主要技術(shù) …………………………………… (85)5.3.1 石油煉化行業(yè)碳排放現(xiàn)狀 (85) ………………………………………………
5.3.2 石油煉化行業(yè)主要石油產(chǎn)品產(chǎn)量預(yù)測(cè)[12] (87) ……………………………
5.3.3 石油煉化行業(yè)減碳的關(guān)鍵環(huán)節(jié)與減碳預(yù)測(cè) …………………………… (88)
5.3.4 石油煉化行業(yè)碳中和路徑及主要減碳技術(shù) …………………………… (88)
5.4 煤化工行業(yè)冷熱能源供給過(guò)程減碳技術(shù) ……………………………………… (89)
5.4.1 煤化工行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及能耗情況[17] ………………………………… (89)
5.4.2 煤化工行業(yè)冷熱能源供給現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題 (90) …………………………
5.4.3 煤化工行業(yè)未來(lái)發(fā)展預(yù)測(cè)[17] (91) …………………………………………
5.4.4 煤化工行業(yè)新型冷熱能源聯(lián)供技術(shù)助力碳中和 ……………………… (94)
5.5 工業(yè)過(guò)程制冷制熱減碳技術(shù) …………………………………………………… (95)
5.5.1 工業(yè)過(guò)程冷熱制備現(xiàn)狀及能耗情況 …………………………………… (95)
5.5.2 工業(yè)過(guò)程冷熱過(guò)程減碳的關(guān)鍵環(huán)節(jié)分析 ……………………………… (96)
5.5.3 工業(yè)過(guò)程冷熱制備碳中和路徑與關(guān)鍵技術(shù) …………………………… (97)
5.6 本章小結(jié) ………………………………………………………………………… (98)
參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………… (100)
第6章 交通系統(tǒng)減碳與主要技術(shù) ……………………………………………………… (101)
6.1 交通系統(tǒng)概述 ………………………………………………………………… (101)
6.1.1 交通系統(tǒng)分類(lèi) ………………………………………………………… (101)
6.1.2 道路交通是交通系統(tǒng)碳排放的主要貢獻(xiàn)者 ………………………… (101)
6.2 道路交通減碳路徑 …………………………………………………………… (102)
6.2.1 電動(dòng)汽車(chē)是道路交通減碳的主要手段 ……………………………… (102)
6.2.2 氫燃料電池汽車(chē)是道路交通減碳的重要補(bǔ)充 ……………………… (104)
6.2.3 自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展蘊(yùn)含巨大減碳潛力 ……………………………… (105)
6.3 道路交通電氣化轉(zhuǎn)型全球市場(chǎng)進(jìn)展 ………………………………………… (105)
6.3.1 全球電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)概況 ……………………………………………… (105)
6.3.2 全球充電基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)概況 ………………………………………… (107)
6.4 實(shí)現(xiàn)道路交通減碳的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié) ………………………………………… (108)
6.4.1 純電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈 …………………………………………………… (108)
6.4.2 充電基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)業(yè)鏈 ………………………………………………… (111)
6.4.3 氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈 ……………………………………………… (112)
6.5 實(shí)現(xiàn)道路交通減碳的重要保障體系 ………………………………………… (113)
6.5.1 上游資源 ……………………………………………………………… (113)
6.5.2 消費(fèi)市場(chǎng) ……………………………………………………………… (115)
6.5.3 碳市場(chǎng) ………………………………………………………………… (116)
6.6 中國(guó)道路交通碳減排遠(yuǎn)景預(yù)測(cè) ……………………………………………… (116)
6.6.1 中國(guó)汽車(chē)保有量預(yù)測(cè) ………………………………………………… (116)
6.6.2 中國(guó)汽車(chē)碳減排發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè) ……………………………………… (117)
6.7 本章小結(jié) ……………………………………………………………………… (119)參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………… (119)
第7章 建筑領(lǐng)域的碳中和 ……………………………………………………………… (122)
7.1 建筑相關(guān)碳排放的核算方法 ………………………………………………… (122)
7.2 建筑隱含碳排放的現(xiàn)狀和中和 ……………………………………………… (123)
7.2.1 碳排放現(xiàn)狀 …………………………………………………………… (123)
7.2.2 碳中和路徑 …………………………………………………………… (123)
7.3 建筑運(yùn)行碳排放 ……………………………………………………………… (124)
7.3.1 核算方法 ……………………………………………………………… (124)
7.3.2 運(yùn)行碳排放現(xiàn)狀 ……………………………………………………… (125)
7.3.3 建筑運(yùn)行實(shí)現(xiàn)零碳的三大任務(wù) ……………………………………… (126)
7.4 促進(jìn)建筑用電零碳化 ………………………………………………………… (127)
7.4.1 調(diào)峰火電是解決冬季電力短缺的最好途徑,同時(shí)可為建筑供暖 …… (127)
7.4.2 城鄉(xiāng)建筑屋頂是安裝光電的巨大空間資源 ………………………… (128)