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• 1發(fā)揮新型舉國(guó)體制優(yōu)勢(shì) 構(gòu)建國(guó)家潔凈能源體系

2050?年目標(biāo)難以單純依靠現(xiàn)有技術(shù)的累積性進(jìn)步來(lái)實(shí)現(xiàn)，因而需要一方面必須革新現(xiàn)有煤炭、石油、天然氣、可再生能源、核能等各大能源類(lèi)型相互獨(dú)立的格局，同時(shí)還需要在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)可使不同能源種類(lèi)間優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、對(duì)沖融合的重大創(chuàng)新。

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• 2科技創(chuàng)新助力構(gòu)建國(guó)家能源新體系

能源是國(guó)家賴(lài)以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。以能源綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高質(zhì)量發(fā)展，是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)。構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系是我國(guó)未來(lái)能源發(fā)展的重大戰(zhàn)略目標(biāo)，而科技創(chuàng)新是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵。文章在分析我國(guó)能源發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，指出了我國(guó)能源發(fā)展存在的主要問(wèn)題及面臨的重大挑戰(zhàn)，提出了以化石能源清潔高效利用與耦合替代、清潔能源多能優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)與規(guī)模應(yīng)用、低碳化多能戰(zhàn)略融合為主線(xiàn)的能源科技發(fā)展新思路和戰(zhàn)略建議。

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• 3世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家能源政策研究與啟示

我國(guó)“富煤、貧油、少氣”的資源稟賦決定了煤炭將長(zhǎng)期是主體能源，石油、天然氣將長(zhǎng)期依賴(lài)進(jìn)口。然而，隨著人民群眾對(duì)清新空氣、清潔環(huán)境等生態(tài)產(chǎn)品需求的日趨強(qiáng)烈，煤炭發(fā)展的生態(tài)環(huán)境約束日益強(qiáng)化。美國(guó)、歐盟、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)在低碳轉(zhuǎn)型、打造清潔能源體系方面積累了很多經(jīng)驗(yàn)，值得我國(guó)借鑒和參考。

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• 4國(guó)際能源科技發(fā)展動(dòng)態(tài)研判與戰(zhàn)略啟示

當(dāng)前能源系統(tǒng)正在從化石能源絕對(duì)主導(dǎo)向低碳多能融合方向轉(zhuǎn)變。全球能源生產(chǎn)與消費(fèi)革命正在不斷深化，新興產(chǎn)業(yè)與新業(yè)態(tài)不斷發(fā)展壯大。主要發(fā)達(dá)國(guó)家在能源轉(zhuǎn)型過(guò)程中以科技創(chuàng)新為先導(dǎo)，以體制改革為抓手，致力于解決主體能源向綠色低碳過(guò)渡、多能互補(bǔ)耦合利用、終端用能深度電氣化、智慧能源網(wǎng)絡(luò)建設(shè)等重大戰(zhàn)略問(wèn)題，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系，搶占能源科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。能源技術(shù)創(chuàng)新處于高度活躍期，新興能源技術(shù)正以前所未有的速度加快迭代，正孕育一批具有重大產(chǎn)業(yè)變革前景的顛覆性技術(shù)。

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• 5核能綜合利用研究現(xiàn)狀與展望

核能是滿(mǎn)足能源供應(yīng)、保證國(guó)家安全的重要支柱之一。全球發(fā)電總量中，核能發(fā)電比例為?10．4％，截至?2019?年?3?月，全球有?449?座商用核動(dòng)力反應(yīng)堆在?30?個(gè)國(guó)家運(yùn)行，總裝機(jī)容量達(dá)?396?GW，在建核電機(jī)組?55?座，在建核電機(jī)組裝機(jī)容量?57?GW。此外，還有大約?240?座研究堆運(yùn)行在?56?個(gè)國(guó)家，180?座動(dòng)力堆為大約?140?艘艦船、潛艇提供著動(dòng)力。目前核能主要用于發(fā)電，只有少數(shù)反應(yīng)堆應(yīng)用于核能供熱和海水淡化。隨著技術(shù)的發(fā)展，尤其是第四代核能系統(tǒng)技術(shù)逐漸成熟和應(yīng)用，核能有望超脫出僅僅提供電力的角色。

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• 6以二氧化碳規(guī)模化利用技術(shù)為核心的碳減排方案

碳資源是人類(lèi)社會(huì)發(fā)展進(jìn)入工業(yè)時(shí)代的基石。人類(lèi)大量使用含碳資源產(chǎn)生的二氧化碳不應(yīng)給人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)威脅，更不應(yīng)是碳資源利用的終結(jié)者，而是人類(lèi)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展必須善加利用的資源。文章在國(guó)內(nèi)?CO2?利用技術(shù)研發(fā)取得了可喜進(jìn)展的基礎(chǔ)上，提出了幾種未來(lái)可能適合于中國(guó)的以?CO2?規(guī)模化利用技術(shù)為核心的碳減排方案，包括化石能源耦合?CO2?的轉(zhuǎn)化利用技術(shù)、零碳能源耦合?CO2?的轉(zhuǎn)化利用技術(shù)以及溫和條件下?CO2?直接轉(zhuǎn)化利用技術(shù)等。基于我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、短中期化石能源的主導(dǎo)地位以及可再生能源日新月異的發(fā)展，化石能源的易獲取性和低成本使得其耦合?CO2?的轉(zhuǎn)化利用技術(shù)方案近年來(lái)飛速發(fā)展，并可能將在近期帶來(lái)巨大碳減排潛力和經(jīng)濟(jì)效益；零碳能源發(fā)電技術(shù)的突飛猛進(jìn)有利于核能/可再生能源發(fā)電耦合?CO2?生產(chǎn)燃料化學(xué)品技術(shù)的發(fā)展，成為中期最具競(jìng)爭(zhēng)力的?CO2?大規(guī)模利用技術(shù)；遠(yuǎn)期來(lái)說(shuō)太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的?CO2?溫和轉(zhuǎn)化可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的生態(tài)碳循環(huán)，是遠(yuǎn)期最有前景的?CO2?還原技術(shù)。

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• 7氫能與燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀及展望

氫是一種潔凈的二次能源載體，氫燃料電池具有能量轉(zhuǎn)化率高、噪音低以及零排放等優(yōu)點(diǎn)。氫氣是連接可再生能源與傳統(tǒng)化石能源的橋梁，通過(guò)氫能與燃料電池，可以實(shí)現(xiàn)未來(lái)潔凈能源利用變革的愿景。世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家都非常重視氫能的發(fā)展。目前，氫能和燃料電池已在部分領(lǐng)域中初步實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。氫能燃料電池和燃料電池車(chē)的研究和商業(yè)化發(fā)展在日本、美國(guó)和歐洲較為迅速，他們不斷在氫氣生產(chǎn)、氫氣儲(chǔ)存和氫氣利用方面進(jìn)行創(chuàng)新。在氫能和燃料電池方面，中國(guó)緊跟世界發(fā)達(dá)國(guó)家的腳步，然而國(guó)內(nèi)氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈的不完善導(dǎo)致電池成本較高。因此，要加強(qiáng)關(guān)鍵材料研究，實(shí)現(xiàn)核心材料和部件的工業(yè)化和本土化，建立生產(chǎn)線(xiàn)，盡快完成產(chǎn)業(yè)鏈。

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• 8能源革命中的物理儲(chǔ)能技術(shù)

新一輪的世界能源技術(shù)革命正在興起，推動(dòng)著能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，重塑著能源的格局。構(gòu)建綠色、低碳、清潔、高效、安全的能源體系是世界能源發(fā)展理念和主要方向。我國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)總量均已居世界前列，但仍存在能源結(jié)構(gòu)不合理、能源利用效率不高、可再生能源利用比例低、能源安全利用水平有待進(jìn)一步提高等問(wèn)題。

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• 9能源革命中的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)

國(guó)際能源格局正在發(fā)生重大變革，能源系統(tǒng)從化石能源絕對(duì)主導(dǎo)向低碳多能融合方向轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)已經(jīng)不可逆轉(zhuǎn)。為應(yīng)對(duì)這一變化發(fā)展新趨勢(shì)，世界各主要經(jīng)濟(jì)體均密集出臺(tái)相關(guān)政策，以搶占能源資源和技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。

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• 10生物質(zhì)能研究現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展策略

全球經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）預(yù)計(jì)，2030?年全球?qū)⒂写蠹s?35％?的化學(xué)品和其他工業(yè)產(chǎn)品來(lái)自生物制造；生物質(zhì)能源已成為位居全球第一的可再生能源，美國(guó)規(guī)劃到?2030?年生物質(zhì)能源占運(yùn)輸燃料的?30％，瑞典、芬蘭等國(guó)規(guī)劃到?2040?年前后生物質(zhì)燃料完全替代石油基車(chē)用燃料。

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• 11發(fā)展太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電技術(shù) 加速推進(jìn)我國(guó)能源轉(zhuǎn)型

未來(lái)二三十年，將是能源生產(chǎn)消費(fèi)方式和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整變革的關(guān)鍵時(shí)期。人們將致力于構(gòu)建綠色低碳、高效智能、多樣共享的可持續(xù)能源體系。風(fēng)力和太陽(yáng)能等可再生能源將快速增長(zhǎng)，從而形成天然氣、石油、煤炭、核能、可再生能源為五大支柱的能源新格局。

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• 12關(guān)于煤化工與石油化工的協(xié)調(diào)發(fā)展

經(jīng)過(guò)近?70?年的發(fā)展，我國(guó)已建立起規(guī)模位居世界前列的現(xiàn)代石油化工產(chǎn)業(yè)體系。但是石油資源不足，原油產(chǎn)量無(wú)法滿(mǎn)足下游石化企業(yè)的生產(chǎn)需求，對(duì)外依存度不斷上升；同時(shí)優(yōu)質(zhì)的烯烴和芳烴生產(chǎn)原料供應(yīng)不足。近年來(lái)現(xiàn)代煤化工技術(shù)已取得全面突破，以煤制烯烴、煤制乙二醇和煤制油為代表的一批關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，使得通過(guò)煤經(jīng)甲醇原料生產(chǎn)多種清潔燃料和基礎(chǔ)化工原料成為可能。從戰(zhàn)略層面和技術(shù)層面，采用創(chuàng)新技術(shù)大力發(fā)展現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)，既可以保障石化產(chǎn)業(yè)安全，促進(jìn)石化原料多元化，還可以形成煤化工與石油化工產(chǎn)業(yè)互補(bǔ)、協(xié)調(diào)發(fā)展的新格局。

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• 13煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化技術(shù)進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)石油、天然氣資源匱乏，煤炭?jī)?chǔ)量相對(duì)豐富，在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，煤炭在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中仍將占主導(dǎo)地位。煤炭清潔高效利用是能源生產(chǎn)與消費(fèi)革命的主要內(nèi)容，而煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化是煤炭清潔高效利用的重要途徑，對(duì)保障國(guó)家能源安全、經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展意義重大。據(jù)預(yù)測(cè)，2030?年前我國(guó)能源消費(fèi)需求仍將持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)，能源消費(fèi)增量部分主要靠清潔能源提供，但煤炭年消費(fèi)量仍將保持在?35?億噸左右。因此，煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化是打贏污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)和藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的重要支撐，是煤炭能源革命的重要內(nèi)容。

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• 14中國(guó)分散式民用供熱技術(shù)現(xiàn)狀分析

民用散煤污染是造成北方地區(qū)嚴(yán)重灰霾天氣的重要原因之一，因此各地政府積極推進(jìn)散煤替代，尤其是在京津冀地區(qū)大力推廣所謂“清潔能源”，進(jìn)行煤改電/氣相關(guān)工作，在周邊地區(qū)則推行使用優(yōu)質(zhì)無(wú)煙煤或蘭炭，但效果并不理想。文章對(duì)我國(guó)幾種典型分散式民用供熱技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比分析，認(rèn)為推行煤改電/氣需要考慮當(dāng)?shù)刭Y源、地理和經(jīng)濟(jì)條件以及生活習(xí)慣，且最關(guān)鍵的是要在經(jīng)濟(jì)上可承受；在經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后的邊遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)推廣諸如在解耦爐等環(huán)保爐具中燃燒煙煤型煤進(jìn)行清潔供暖應(yīng)當(dāng)成為一項(xiàng)長(zhǎng)期政策，以從根本上解決我國(guó)農(nóng)村的散煤污染問(wèn)題。

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• 15工業(yè)領(lǐng)域煤炭清潔高效燃燒利用技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展建議

據(jù)預(yù)測(cè)，2030?年前我國(guó)能源消費(fèi)需求仍將持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)，其中年煤炭消費(fèi)量仍將保持在?35?億噸，占能源消費(fèi)總量的?50％?左右。煤炭燃燒釋放熱能滿(mǎn)足了我國(guó)約?65%?的發(fā)電生產(chǎn)需求，也為鋼鐵、建材、化工等工業(yè)領(lǐng)域提供熱能，但同時(shí)也釋放氮氧化物、二氧化硫、粉塵等有害污染物，造成對(duì)大氣環(huán)境的影響。因此實(shí)現(xiàn)占煤炭燃燒總量?90%?的工業(yè)領(lǐng)域煤炭清潔高效燃燒利用，是當(dāng)前我國(guó)打贏污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)和藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的“卡脖子”問(wèn)題，工業(yè)領(lǐng)域煤炭高效清潔燃燒利用技術(shù)亟待根本性革命。

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