碳达峰、碳中和目标下新能源应用技术

能源低碳发展关系人类未来。2020年，《巴黎协定》签署五周年之际，习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，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。”2021年10月党中央、国务院先后出台了《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》和《2030年前碳达峰行动方案》两个“碳达峰、碳中和”的顶层设计文件。我国全社会正式拉开了全民助力“双碳”目标达成的序幕。 新时期的新能源技术不再仅仅是新的能源开发技术，而是涵盖了新能源的规模化利用技术、传统能源清洁利用技术和能源系统的高效运行技术等多个方面，从各个维度契合了“碳达峰碳中和”目标达成的各个环节。在此背景下，新能源技术的发展和产业化将迎来前所未有的机遇，但与此同时，我国新能源技术的科技创新能否满足国家战略的需求，也将迎来现实的挑战。 本书针对我国提出的3060双碳目标，立足进行公众科普与技术传播，以期可以帮助公众和能源行业从业者了解新能源技术，帮助企业培养低碳转型的人才队伍。本书首先从能源政策的角度，对我国的能源现状和新能源面临的机遇和挑战进行了分析。随后以低碳、零碳、负碳技术的应用为着力点，从能源替代、能量存储、未来能源、数字能源、建筑节能、负碳技术六个方面对促进“碳达峰碳中和”目标达成的一系列新能源应用技术，从技术原理、技术现状、应用案例和趋势展望四个维度进行了详细介绍。 编著者所在的华中科技大学和武汉新能源研究院，长期以来共同致力于新能源的技术创新、成果转化和创业服务，立志通过新能源的开发和利用，保障人类的可持续发展。建设成为具有全球影响力的新能源产业创新中心，这是武汉新能源研究院的发展愿景，也希望本书能够为这一愿景的实现略尽绵薄之力。 实现碳达峰和碳中和的目标，需要全社会共同努力，坚持不懈的推动。由于编著者水平有限，书中难免有疏漏和不足之处，敬请读者批评指正。 杨 凯 2022年4月于武汉

本书重点介绍了一系列促进“碳达峰碳中和”目标达成的应用技术，包括储能、碳捕集利用与存储、绿色氢能、绿色建筑、综合能源管理以及固废处理与资源化利用等，为能源供给侧和能源消费侧的行业从业者提供了技术参考。本书分别就“双碳”目标政策背景、国家能源现状、新能源替代、储能行业发展的驱动力、储能技术、绿色氢能、综合能源管理、绿色建筑、二氧化碳捕集、利用与存储技术、碳市场与碳交易和低碳科技发展动向及趋势等方面展开阐述。

本书重点介绍了一系列促进“碳达峰碳中和”目标达成的应用技术，包括储能、碳捕集利用与存储、绿色氢能、绿色建筑、综合能源管理以及固废处理与资源化利用等，为能源供给侧和能源消费侧的行业从业者提供了技术参考。本书分别就“双碳”目标政策背景、国家能源现状、新能源替代、储能行业发展的驱动力、储能技术、绿色氢能、综合能源管理、绿色建筑、二氧化碳捕集、利用与存储技术、碳市场与碳交易和低碳科技发展动向及趋势等方面展开阐述。

杨凯，教授，博导，博士后，电气与电子工程学院副院长，湘电-华中科技大学工程研究中心主任。比利时鲁汶大学访问学者，韩国昌原大学访问教授，*企业科技特派员，ICEMS2008国际会议秘书长，中国电工技术学会微特电机专委会委员，湖北电机工程学会电机专委会主任委员，湖北省青年科技工作者协会理事，获霍英东基金优秀教师奖、*科技进步一等奖、湖北省科技进步一等奖。主持或参与国家自然科学基金5项、863项目1项、国家重点研发计划课题1项，国家重大专项子课题2项、省部级项目8项、国际合作2项、厂校合作20余项。发表SCI/EI收录学术论文200余篇。申请/授权发明与实用新型专利30余项。

第1章 能源政策:“双碳”目标下的新能源机遇与挑战

1.1 “双碳”政策与背景

1.2 国家能源现状

1.3 新能源的机遇与挑战

第2章 能源替代:可再生能源供给

2.1 可再生能源开发技术概述

2.2 可再生能源接入技术

2.3 以新能源为主体的新型电力系统

2.4 新能源发展趋势与展望

第3章 能源存储:能量存储与转换

3.1 储能产业发展的驱动力

3.2 储能技术概述

3.3 储能产业现状

3.4存在问题与展望

第4章 未来能源:绿色氢能

4.1 绿色氢能产业的价值和意义

4.2 绿色氢能技术概述

第5章 数字能源:综合能源管理

5.1 综合能源管理概述

5.2 综合能源管理规划与评估

5.3 综合能源管理建设与优化运行技术

5.4 综合能源管理商业模式与案例

第6章 建筑节能:绿色建筑技术

6.1 绿色建筑基础理论及发展

6.2 绿色建筑评价标准

6.3 绿色建筑所用技术

6.4 绿色建筑经典案例

第7章 负碳技术:碳捕集、利用与存储

7.1 碳捕集、利用与存储技术概述

7.2 碳捕集、利用与存储技术现状

7.3 碳捕集、利用与存储示范案例

7.4 面临的机遇与挑战 

本书重点介绍了一系列促进“碳达峰碳中和”目标达成的应用技术，包括储能、碳捕集利用与存储、绿色氢能、绿色建筑、综合能源管理以及固废处理与资源化利用等，为能源供给侧和能源消费侧的行业从业者提供了技术参考。本书分别就“双碳”目标政策背景、国家能源现状、新能源替代、储能行业发展的驱动力、储能技术、绿色氢能、综合能源管理、绿色建筑、二氧化碳捕集、利用与存储技术、碳市场与碳交易和低碳科技发展动向及趋势等方面展开阐述。

杨凯，教授，博导，博士后，电气与电子工程学院副院长，湘电-华中科技大学工程研究中心主任。比利时鲁汶大学访问学者，韩国昌原大学访问教授，*企业科技特派员，ICEMS2008国际会议秘书长，中国电工技术学会微特电机专委会委员，湖北电机工程学会电机专委会主任委员，湖北省青年科技工作者协会理事，获霍英东基金优秀教师奖、*科技进步一等奖、湖北省科技进步一等奖。主持或参与国家自然科学基金5项、863项目1项、国家重点研发计划课题1项，国家重大专项子课题2项、省部级项目8项、国际合作2项、厂校合作20余项。发表SCI/EI收录学术论文200余篇。申请/授权发明与实用新型专利30余项。