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绪论1

参考文献6

第1章 中国能源的现状7

1.1 能源系统和相关的驱动因素7

1.2 中国能源的现状11

参考文献17

第2章 发达国家能源发展的趋势18

2.1 发达国家在工业化和城市化发展过程中均经历了能源消费的快速增长18

2.2 发达国家进入后工业化时期能源消费仍在继续增长19

2.3 发达国家制造业在终端能源消费零增长下实现持续的发展22

2.4 客运交通是终端能源消费中增长最快的部门24

2.5 货运交通终端能源消费的增长26

2.6 服务业的终端能源消费29

2.7 居民家庭的终端能源消费31

2.8 世界未来能源发展情景32

2.8.1 情景研究的主要假设33

2.8.2 全球能源发展的基本趋势35

2.8.3 未来能源需求的发展趋势35

参考文献39

第3章 中国能源必须向绿色低碳转型40

3.1 中国能源发展面临的诸多挑战40

3.2 发达国家能源消费演变对我国的启示45

3.3 经济转型是实现能源向绿色低碳发展的基础50

3.3.1 转变经济发展方式推进产业结构调整52

3.3.2 激励自主创新，推动产业结构升级和技术进步55

3.3.3 探索城市化的集约型发展模式57

参考文献62

第4章 可再生能源将引领未来绿色低碳能源的发展63

4.1 可再生能源为人类提供充足、清洁的能源64

4.1.1 水能资源65

4.1.2 风能资源66

4.1.3 我国太阳能资源68

4.1.4 生物质能71

4.2 全球可再生能源利用技术快速发展72

4.2.1 风力发电机组72

4.2.2 太阳能利用技术76

4.3 我国可再生能源发展现状80

4.3.1 水电发展现状81

4.3.2 风电发展现状81

4.3.3 光伏发电发展现状83

4.3.4 生物质能85

4.4 大力推进可再生能源发展，引领我国能源向绿色低碳转型86

4.4.1 水电发展展望87

4.4.2 推进风电稳步有序发展，在可再生发电中发挥重要作用88

4.4.3 推进我国光伏发电发展89

4.4.4 推动生物质能利用90

参考文献90

第5章 储能将与能源变革相伴随发展91

5.1 储能技术91

5.2 机械储能95

5.3 电化学储能99

5.3.1 铅酸蓄电池99

5.3.2 锂离子电池100

5.3.3 液流电池101

5.3.4 蓄电池的充放电管理103

5.4 化学储能技术105

5.4.1 电解制氢技术106

5.4.2 电解制氢的能量效率111

5.5 储能的经济性评价112

5.5.1 电网储能技术的经济性112

5.5.2 化学储能的经济性评价114

5.6 大容量储能技术路线115

5.6.1 德国P2G制天然气的储能技术路线115

5.6.2 P2G技术路线与其他大容量储能技术路线效率的比较117

5.6.3 P2G技术路线的经济性118

小结121

参考文献122

第6章 清洁能源汽车123

6.1 新能源汽车发展受到各国的高度关注124

6.1.1 交通运输能源消费持续增长，占终端能源消费的首位124

6.1.2 推进新能源汽车发展的主要驱动因素126

6.2 混合动力汽车127

6.2.1 混合动力汽车提高了燃油经济性127

6.2.2 混合动力汽车的组合系统128

6.2.3 丰田汽车公司Prius轿车130

6.2.4 插电式混合动力汽车132

6.3 纯电动汽车132

6.3.1 电动汽车具有显著的节能环保优点133

6.3.2 蓄电池的性能是电动汽车应用发展的主要技术障碍134

6.3.3 充电时间长是制约纯电动汽车广泛使用的重要制约因素135

6.3.4 增程型电动汽车137

6.4 氢燃料电池汽车138

6.4.1 氢燃料电池汽车的基本构成和性能要求138

6.4.2 车用燃料电池技术139

6.4.3 车载储氢装置141

6.4.4 加氢站142

6.4.5 燃料电池汽车的发展142

6.4.6 氢燃料基础设施建设144

6.5 新能源车的发展路径146

参考文献150

第7章 可再生能源占主导的电力系统与智能电网151

7.1 可再生能源占主导的电力系统152

7.1.1 未来我国电力系统可能以可再生能源占主导152

7.1.2 可再生能源占主导电力系统的技术挑战153

7.2 智能电网的功能154

7.3 兼容集中式大型电源和分布式发电系统157

7.3.1 分布式可再生能源系统和微电网157

7.3.2 集中式可再生能源系统161

7.4 风电功率预测163

7.4.1 风电功率预测方法163

7.4.2 风电功率预测的关键因素164

7.4.3 风电功率预测的应用164

7.5 电力供应侧出力的调节164

7.6 需求侧响应167

7.6.1 需求侧响应的功能167

7.6.2 参与需求侧响应的潜在负荷167

7.7 先进计量基础设施169

7.7.1 先进计量基础设施的主要功能169

7.7.2 智能电表170

7.8 配电管理171

7.8.1 配电管理系统是配电管理的核心171

7.8.2 配电管理的要求172

参考文献172

第8章 核能的安全利用173

8.1 世界和中国核电发展现状173

8.2 核电的安全性175

8.2.1 核反应堆175

8.2.2 纵深防御的安全理念177

8.2.3 国际上三次重大的核电站事故178

8.2.4 核电厂的安全目标180

8.2.5 中国核电的安全是有保障的182

8.3 先进型核反应堆技术发展183

8.3.1 用户要求文件（URD）的提出183

8.3.2 第四代核电技术184

8.4 我国在建和拟建的几种先进反应堆堆型187

8.4.1 AP1000先进压水堆187

8.4.2 欧洲先进压水堆EPR189

8.4.3 我国自主研发的“华龙一号”190

8.4.4 模块式高温气冷堆191

8.5 核电可持续发展的相关问题194

8.5.1 核电的经济性194

8.5.2 铀资源的安全保障问题195

8.5.3 乏燃料管理和核废物的处置198

参考文献203

第9章 化石能源的高效清洁利用205

9.1 清洁高效燃煤发电205

9.1.1 提高燃煤发电效率206

9.1.2 降低污染物排放209

9.2 碳捕集与封存210

9.2.1 碳捕集与封存的主要环节212

9.2.2 CO2的利用216

9.2.3 电厂中进行CO2捕集的经济性分析218

9.2.4 积极推进CO2捕集技术的发展221

9.3 煤化工向低碳转型222

9.3.1 煤化工能源转换效率低、碳排放强度高222

9.3.2 煤化工向低碳转型的途径224

9.4 炼钢技术向低碳转型225

9.5 天然气是向清洁、低碳能源过渡的桥梁226

9.5.1 天然气在我国能源发展中的战略地位226

9.5.2 我国具有较好的天然气资源基础227

9.5.3 利用国外天然气资源较有利时机230

9.5.4 天然气在发电领域的利用230

9.5.5 燃气分布式能源系统231

9.5.6 燃气机组在电力调节中的作用233

9.5.7 天然气在交通运输领域的利用233

9.5.8 大力发展天然气需要妥善解决的几个问题235

参考文献235

第10章 我国2030年二氧化碳排放达峰的情景分析237

10.1 模型介绍237

10.2 我国节能减排政策回顾239

10.2.1 优化产业结构239

10.2.2 节约能源240

10.2.3 发展低碳能源243

10.2.4 控制非能源活动温室气体排放244

10.2.5 增加碳汇244

10.3 主要社会经济参数245

10.4 情景设置246

10.4.1 深度减排情景247

10.4.2 强化末端控制情景247

10.4.3 协同控制情景248

10.5 参考情景的主要结果分析249

10.5.1 终端能源需求249

10.5.2 电力生产及构成250

10.5.3 一次能源消费252

10.5.4 二氧化碳排放253

10.6 深度减排情景的主要结果分析254

10.6.1 一次能源消费254

10.6.2 电力生产结构255

10.6.3 二氧化碳排放257

10.7 四种情景下的大气污染物减排效果对比258

10.8 结论260

参考文献261