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煤炭碳中和戰略與技術路徑 版權信息
- ISBN:9787030723291
- 條形碼:9787030723291 ; 978-7-03-072329-1
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊數:暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>
煤炭碳中和戰略與技術路徑 本書特色
本書可為煤炭及能源相關管理部門、研究機構及企事業單位提供參 考,也可作為能源戰略、煤炭開發利用等相關專業的本科生、研究生教 學用書。
煤炭碳中和戰略與技術路徑 內容簡介
本書依托中國工程院咨詢研究項目, 聚焦實現煤炭碳中和目標, 系統分析發達國家碳達峰前后現代化發展歷程以及我國國情和能源資源稟賦, 研判碳中和目標下我國煤炭需求與地位變化, 分析碳中和目標下煤炭科學產能資源量及支撐能力, 理清煤炭行業面臨的挑戰與機遇 ; 描繪煤炭碳中和戰略藍圖, 提出煤炭碳中和發展戰略、重點任務和科技創新路徑 ; 從煤炭開發利用碳中和技術體系、“煤炭+”多能互補零碳負碳技術體系、煤礦區碳匯技術體系三個層次, 提出煤炭碳中和的技術路徑及其關鍵核心支撐技術。
煤炭碳中和戰略與技術路徑 目錄
前言
第1章 碳中和目標下我國能源戰略研判 1
1.1 碳達峰碳中和是國家戰略 1
1.1.1 碳達峰碳中和已成為全球共識 1
1.1.2 我國提出碳達峰碳中和目標任務 3
1.2 碳中和目標對我國能源發展的新要求 7
1.2.1 加快能源低碳轉型步伐 7
1.2.2 加快新能源技術產業化發展 7
1.2.3 更加重視煤炭的能源兜底保障作用 7
1.3 碳中和目標下我國能源發展戰略方向 8
1.3.1 大力發展節能技術,提高能源利用效率 8
1.3.2 大力發展新能源技術,優化電力結構 9
1.3.3 大力發展“清潔煤電+CCUS”,推進煤炭低碳利用 10
1.3.4 大力發展少碳-用碳-零碳能源原理創新,加快顛覆性技術研發 10
1.3.5 轉變能源“雙控”政策要求,以政策倒逼技術進步 11
第2章 發達國家碳達峰經驗分析借鑒 14
2.1 美國 14
2.1.1 美國碳達峰前后現代化進程與能源消費特征 14
2.1.2 美國低碳發展相關政策措施 19
2.1.3 美國碳減排經驗分析 21
2.2 德國 25
2.2.1 德國碳達峰前后現代化進程與能源消費特征 25
2.2.2 德國低碳發展相關政策措施 33
2.2.3 德國碳減排經驗分析 38
2.3 英國 42
2.3.1 英國碳達峰前后現代化進程與能源消費特征 42
2.3.2 英國低碳發展相關政策措施 46
2.3.3 英國碳減排經驗分析 51
2.4 日本 53
2.4.1 日本碳達峰前后現代化進程與能源消費特征 53
2.4.2 日本低碳發展相關政策措施 56
2.4.3 日本碳減排經驗分析 60
2.5 發達國家碳達峰主要特征與經驗分析 63
2.5.1 碳達峰后能源消費總量并未明顯下降 63
2.5.2 碳達峰后仍需要使用煤炭 64
2.5.3 節能提效是優先的碳減排路徑 65
第3章 碳中和目標下我國煤炭需求與地位研判 66
3.1 碳中和目標下我國能源需求總量分析 66
3.1.1 經濟增長與能源消費脫鉤關系分析 66
3.1.2 能源需求總量回顧分析與未來預測 72
3.2 碳中和目標對煤炭行業發展的影響分析 78
3.2.1 煤炭開發利用碳排放特征分析 79
3.2.2 碳中和目標對煤炭行業的影響機制分析 79
3.2.3 碳中和目標下煤炭競爭力格局分析 80
3.3 碳中和目標下煤炭需求預測 84
3.3.1 電力調峰 85
3.3.2 碳質還原劑 86
3.3.3 保障能源安全 88
3.4 碳中和目標下煤炭與新能源地位變化 90
3.4.1 基礎能源階段(2021~2030年) 91
3.4.2 保障能源階段(2031~2050年) 91
3.4.3 支撐能源階段(2051~2060年) 92
3.4.4 應急儲備能源階段(2060年以后) 92
第4章 碳中和目標下煤炭科學產能資源量及支撐能力分析 93
4.1 碳中和目標下亟須提高煤炭科學產能支撐能力 93
4.1.1 煤炭科學產能發展現狀 93
4.1.2 碳中和目標實現需煤炭科學產能支撐 98
4.2 碳中和目標下煤炭資源采出量與動用量實證研究 99
4.2.1 煤炭資源采出率 99
4.2.2 礦井設計年限服務率 106
4.3 碳中和目標下我國煤炭資源可用量分析 107
4.3.1 我國煤炭資源分布及特征 107
4.3.2 碳中和目標下煤炭資源可用量影響因素分析 113
4.3.3 碳中和目標下我國煤炭資源可供開發量預測 116
4.4 碳中和目標下煤炭科學產能規模分析 117
4.4.1 黃河流域煤炭科學產能規模預測 117
4.4.2 其他區域煤炭科學產能規模預測 118
4.4.3 碳中和目標下煤炭科學產能規模預測 119
4.5 碳中和目標下煤炭科學產能支撐能力分析 119
4.5.1 評估模型 119
4.5.2 數值選取 120
4.5.3 測算結果 121
4.5.4 結論分析 121
第5章 碳中和目標下煤炭面臨的挑戰和機遇 123
5.1 碳中和目標下煤炭面臨的挑戰 123
5.1.1 煤炭消費減量導致煤炭行業發展空間受限 123
5.1.2 新能源大比例接入要求提高煤炭供應柔性 124
5.1.3 零碳排放要求顛覆現有煤炭利用方式 124
5.2 碳中和目標下煤炭面臨的機遇 125
5.2.1 實現煤炭高質量發展的機遇 125
5.2.2 煤炭升級高技術產業的機遇 126
5.2.3 煤炭與新能源融合發展的機遇 127
第6章 煤炭碳中和戰略與科技創新路徑 129
6.1 煤炭碳中和戰略藍圖與發展戰略 129
6.1.1 煤炭碳中和戰略藍圖 129
6.1.2 煤炭碳中和戰略目標 130
6.1.3 煤炭碳中和發展戰略 130
6.2 煤炭碳中和重點任務 134
6.2.1 加大力度勘探符合煤炭科學產能要求的煤炭資源(資源保障) 134
6.2.2 建設煤炭科學產能全國支撐基地(產能保障) 134
6.2.3 推進柔性煤炭科學產能建設(經濟運行應急保障) 134
6.2.4 研究制定能源安全下的煤炭科學產能儲備戰略(國家能源安全保障 ) 134
6.2.5 加快煤炭科學產能支撐力科技攻關(技術保障) 135
6.2.6 構建適應碳中和要求的多能互補的煤礦清潔能源系統(碳中和) 135
6.3 煤炭碳中和科技創新路徑 135
6.3.1 煤炭保障能源供給安全的技術路徑 136
6.3.2 煤炭開發利用少碳用碳的技術路徑 136
6.3.3 煤與新能源多能互補的技術路徑 138
6.3.4 煤礦區生態碳匯技術路徑 139
第7章 煤炭開發利用碳中和技術體系 140
7.1 煤炭精準保供技術 140
7.1.1 資源勘查與地質保障技術 140
7.1.2 智能無人開采成套技術裝備 145
7.1.3 低損綠色開采關鍵技術 147
7.2 煤炭開發少碳用碳技術 148
7.2.1 煤炭開發節能提效技術 148
7.2.2 煤礦瓦斯抽采利用關鍵技術 151
7.2.3 煤層 CO2安全封存關鍵技術 153
7.2.4 煤炭開采擾動空間 CO2封存關鍵技術 154
7.3 煤炭利用少碳用碳技術 156
7.3.1 先進靈活超超臨界發電技術 156
7.3.2 新一代煤氣化技術 159
7.3.3 煤經合成氣一步法制化學品關鍵技術 162
7.3.4 整體煤氣化燃料電池聯合循環發電技術 163
7.3.5 零碳排放的直接煤燃料電池發電新技術 164
7.3.6 先進煤基碳材料制備技術 165
7.4 煤炭開發利用減碳變革性技術 166
7.4.1 深部煤與瓦斯物理流態化共采技術 167
7.4.2 深部煤炭原位化學流態化開采技術 168
7.4.3 深部煤炭原位生物降解流態化開采技術 169
第8章 “煤炭+”多能互補零碳負碳技術體系 171
8.1 “煤炭+”多能互補零碳技術體系 171
8.1.1 清潔煤電+CCUS技術 171
8.1.2 燃煤與太陽能耦合發電+CCUS技術 174
8.1.3 煤與生物質協同利用+CCUS技術 175
8.1.4 綠氫與煤炭轉化融合+CCUS技術 179
8.1.5 礦區風光儲熱一體化發展模式與關鍵技術 183
8.1.6 礦區中低溫地熱發電未來技術 188
8.2 “煤炭+”多能互補負碳技術體系 190
8.2.1 礦區咸水層CO2封存技術 190
8.2.2 煤礦原位CO2與甲烷重整制氫技術 192
8.2.3 CO2礦化發電顛覆性技術 193
8.2.4 煤礦區CO2驅替煤層氣技術 198
8.2.5 CO2能源化資源化利用催化轉化技術 198
8.2.6 CO2捕集革新技術 201
第9章 煤礦區碳匯技術體系 207
9.1 煤礦區生態碳匯擴容技術體系 207
9.1.1 土壤碳庫重構與碳匯功能提升技術 207
9.1.2 植被碳庫重建與碳匯功能提升技術 208
9.1.3 立體空間碳匯技術 208
9.1.4 水體碳匯功能提升技術 209
9.1.5 地表塌陷修復治理碳匯恢復技術 210
9.2 煤礦區生態碳匯防損技術體系 211
9.2.1 碳庫構建碳泄露風險防控技術 211
9.2.2 碳庫維護碳泄露風險防控技術 211
9.2.3 地表生態碳匯減損技術 211
9.3 煤礦區碳匯管理技術體系 212
9.3.1 煤礦區碳匯監測技術 212
9.3.2 煤礦區碳匯計量評估技術 213
9.3.3 煤礦區碳匯交易管理技術 213
參考文獻 214
煤炭碳中和戰略與技術路徑 節選
第1章碳中和目標下我國能源戰略研判 全球130多個國家表態支持碳中和愿景,我國于2020年9月提出碳達峰碳中和國家戰略,相關路線圖、時間表和政策措施正在制訂和落地實施,將推進經濟社會廣泛而深刻的系統性變革。能源領域是我國碳排放的主要來源,也是碳達峰碳中和的關鍵領域。碳達峰碳中和目標要求著力提高能源利用效率,構建清潔低碳安全高效的能源體系。 1.1 碳達峰碳中和是國家戰略 1.1.1 碳達峰碳中和已成為全球共識 2015年12月,巴黎氣候變化大會上通過的《巴黎協定》提出,把全球平均地表氣溫升幅控制在工業化前水平以上低于2℃之內,并努力將氣溫升幅限制在工業化前水平以上1.5℃之內,并在“本世紀下半葉實現溫室氣體源的人為排放與匯的清除之間的平衡”,首次明確了全球實現“碳中和”的總體目標,為世界綠色低碳轉型發展指明了方向。“碳中和”是指特定區域(或組織)在一定時間內,通過減碳、零碳、負碳等措施抵消溫室氣體排放量,使碳釋放量與碳吸收量(處理量、處置量)平衡,總碳排放量為零(圖1-1)。 圖1-1 碳中和內涵示意圖 截至2021年底,全球已有54個國家實現碳達峰,合計碳排放量占全球碳排放總量的40%左右,其中大部分為發達國家。2021年,碳排放量排名前15位的國家中,美國、俄羅斯、日本、巴西、印度尼西亞、德國、加拿大、韓國、英國和法國已經實現碳達峰。截至2021年底,130多個國家表態支持全球實現碳中和愿景,其中包括我國在內的68個國家及歐盟以納入國家法律、提交協定或政策宣示等方式做出碳中和承諾。芬蘭、瑞典、奧地利、德國等少數國家提出在2050年之前實現碳中和,大多數國家承諾在2050年實現碳中和(表1-1)。 表1-1 全球主要國家和地區承諾碳中和時間表 氣候變化是人類需要共同面對的全球性問題,全球溫升*終將對全世界的生態系統造成威脅。“覆巢之下無完卵”,全世界所有國家都需要積極應對這一難題。已經有190個締約方批準《巴黎協定》,實現碳達峰碳中和已成為全球共識。 1.1.2 我國提出碳達峰碳中和目標任務 1. 我國碳達峰碳中和目標提出背景 從全球來看,當今世界正經歷百年未有之大變局,世界進入動蕩變革期,單邊主義、保護主義、霸權主義對世界和平與發展構成威脅,新冠肺炎疫情全球大流行正在推動這個大變局加速演變。2019年美國正式啟動程序退出《巴黎協定》,拒不履行相關承諾,嚴重阻礙了全球氣候治理進程,全球氣候治理陷入低谷。在此背景下,我國作為世界上*大的發展中國家,即使面臨發展經濟、改善民生、消除貧困、治理污染等一系列艱巨任務,但為凝聚全球氣候治理共識,提出了2030年碳達峰、2060年碳中和的愿景目標,體現了我國應對全球氣候變化做出的新努力和新貢獻,彰顯了我國推動構建人類命運共同體的大國擔當。 從國內來看,我國處于“兩個一百年”奮斗目標的歷史交匯期,處于乘勢而上開啟全面建設社會主義現代化國家新征程的開局階段,也是經濟高質量發展轉型的關鍵階段。提出碳達峰碳中和目標,對我國未來相當長時期經濟社會發展、應對氣候變化工作和生態文明建設提出更高要求,有利于促進我國經濟社會發展全面綠色轉型,建設人與自然和諧共生的現代化,推動綠色低碳發展,持續改善環境質量,建設美麗中國,滿足人民日益增長的美好生活需要。 2. 碳達峰碳中和是我國對全球的莊嚴承諾 2020年9月22日,習近平主席在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上宣布“中國將提高國家自主貢獻力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和”,首次提出碳達峰新目標和碳中和愿景。 此后,習近平主席在氣候雄心峰會、“達沃斯議程”、領導人氣候峰會等重大國際會議上再次強調我國的碳達峰碳中和目標,并把碳達峰碳中和納入我國生態文明建設整體布局,制定碳達峰行動計劃,“支持有條件的地方和重點行業、重點企業率先達峰”。碳達峰碳中和目標是我國作為負責任大國對國際社會的莊嚴承諾。 3. 碳達峰碳中和已上升為國家戰略 2020年10月29日,中國共產黨第十九屆中央委員會第五次全體會議審議通過《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》,明確了我國碳達峰碳中和的階段性任務,即“十四五”期間,加快推動綠色低碳發展,降低碳排放強度,支持有條件的地方率先達到碳排放峰值,制定2030年前碳排放達峰行動方案,全面實行排污許可制,推進排污權、用能權、用水權、碳排放權市場化交易;到2035年,“廣泛形成綠色生產生活方式,碳排放達峰后穩中有降”。2021年9月,中共中央、國務院發布《中共中央國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》;2021年10月,國務院印發《2030年前碳達峰行動方案》。碳達峰碳中和目標已成為我國社會共識,不僅是負責任大國對國際社會的莊嚴承諾,更是推進我國經濟高質量發展的國家戰略。 多個部門和行業正在研究制定減污降碳相關政策,推進碳達峰碳中和由戰略目標轉化為指導經濟產業發展的具體措施,將對包括煤炭行業在內的多個行業產生實質性影響。《關于統籌和加強應對氣候變化與生態環境保護相關工作的指導意見》要求,推動鋼鐵、建材、有色、化工、石化、電力、煤炭等重點行業提出明確的達峰目標并制定達峰行動方案。《完善能源消費強度和總量雙控制度方案》要求,強化和完善能耗雙控制度,深化能源生產和消費革命,推動能源清潔低碳安全高效利用,倒逼產業結構、能源結構調整,助力實現碳達峰碳中和目標。2020年以來出臺的相關政策見表1-2。 表1-2 我國自2020年以來出臺的碳達峰碳中和相關政策 全球氣候變化是21世紀人類面臨的重大挑戰。當前,我國碳排放總量位居世界**,是全球*大的碳排放國家。應對氣候變化事關國內、國際兩個大局,事關全局和長遠發展,是推動經濟高質量發展和生態文明建設的重要抓手,是參與全球治理和堅持多邊主義的重要領域。碳達峰碳中和目標的提出和實施,充分彰顯了我國應對氣候變化的戰略決心及大國擔當,為深入推進生態文明建設擘畫了宏偉藍圖。
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