我国能源各分系统相对独立，存在系统壁垒，难以“合并同类项”，导致能源系统结构性矛盾突出、整体效率不高。缺乏能联系不同能源种类、打破系统壁垒的关键技术是造成上述问题的重要原因。本书基于中国科学院战略性先导科技专项(A类)“变革性洁净能源关键技术与示范”的战略研究成果和科技研发进展，提出了通过技术创新实现多种能源之间互补融合的“多能融合”理念和技术框架；阐释了多能融合“四主线、四平台”内涵；分析了多能融合关键技术清单及各平台技术的专利导航情况；提出了典型区域开展多能融合示范的系统方案；通过能源系统模型，量化评估了碳中和目标下多能融合战略实施的效果，提出了加速推进多能融合战略的政策建议。
样章试读
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丛书序
前言
第1章 能源系统发展趋势 1
1.1 国际主要国家和组织能源系统发展趋势 1
1.1.1 美国 1
1.1.2 欧盟 6
1.1.3 德国 10
1.1.4 日本 14
1.1.5 结语 16
1.2 我国能源系统发展现状、目标与趋势 18
1.2.1 我国能源系统发展现状 18
1.2.2 我国能源系统发展目标 19
1.2.3 我国能源系统发展趋势 20
第2章 多能融合的理念与技术框架 23
2.1 多能融合的理念 23
2.1.1 多能融合的定义 23
2.1.2 多能融合的层级 23
2.1.3 多能融合的政策意义 24
2.2 多能融合的战略需求 26
2.2.1 碳达峰碳中和目标需求 26
2.2.2 能源安全新战略的需求 35
2.2.3 能源科技创新发展需求 36
2.2.4 产业转型发展需求 37
2.2.5 煤炭清洁高效利用战略 38
2.2.6 区域协调发展需求 40
2.3 多能融合的技术路径 42
2.3.1 多能融合技术框架 42
2.3.2 主线一：化石能源清洁高效利用与耦合替代 42
2.3.3 主线二：非化石能源多能互补与规模应用 43
2.3.4 主线三：高耗能工业低碳零碳流程再造 44
2.3.5 主线四：数字化智能化集成优化 44
第3章 多能融合关键技术清单与路线图 45
3.1 以合成气/甲醇为平台的化石能源耦合替代关键技术与路线图 45
3.1.1 技术平台内涵 45
3.1.2 煤化工与石油化工多能融合关键领域与技术清单 45
3.1.3 煤化工与石油化工多能融合关键技术发展路线图 52
3.2 以储能为平台的可再生能源规模化利用关键技术与路线图 52
3.2.1 技术平台内涵 52
3.2.2 储能与可再生能源系统融合关键领域与技术清单 54
3.2.3 储能与可再生能源系统融合关键技术发展路线图 61
3.3 以氢能为平台的化石能源与可再生能源融合关键技术与路线图 62
3.3.1 技术平台内涵 62
3.3.2 氢能推动化石能源与非化石能源系统融合的关键领域与技术清单 64
3.3.3 氢能推动化石能源与非化石能源系统融合的关键技术发展路线图 73
3.4 以二氧化碳为平台的碳资源循环利用关键技术与路线图 76
3.4.1 技术平台内涵 76
3.4.2 二氧化碳推动碳资源循环利用融合的领域与关键技术清单 77
3.4.3 二氧化碳推动碳资源循环利用融合的关键技术发展路线图 85
3.5 以数字化智能化技术推动能源系统融合场景 88
3.5.1 数字化智能化技术内涵 88
3.5.2 数字化智能化技术及能源系统融合领域及关键技术清单 88
3.5.3 数字化智能化技术与能源系统融合关键技术发展路线图 91
第4章 多能融合技术专利导航与布局分析 92
4.1 专利分析方法介绍 92
4.2 多能融合技术专利概况 93
4.2.1 多能融合技术专利检索 93
4.2.2 多能融合技术专利概况分析 94
4.3 氢能平台专利技术分析 98
4.3.1 绿氢与石油化工融合 98
4.3.2 绿氢与煤化工融合 102
4.3.3 绿氢与钢铁行业融合 105
4.3.4 绿氢与水泥行业融合 108
4.3.5 绿氢与交通行业融合 111
4.3.6 绿氢与电力行业融合 115
第5章 多能融合区域综合示范 120
5.1 多能融合示范区总体情况 120
5.1.1 多能融合区域综合示范的目的 120
5.1.2 多能融合典型区域选取 123
5.2 榆林化石能源与可再生能源多能融合示范发展 124
5.2.1 化石能源与可再生能源多能融合示范的基础与优势 124
5.2.2 化石能源与可再生能源多能融合示范的定位 140
5.2.3 榆林开展多能融合示范的重点举措 141
5.2.4 榆林开展多能融合示范的关键技术分析 152
5.2.5 榆林多能融合示范效果分析 153
5.3 张家口可再生能源多能融合示范发展 164
5.3.1 可再生能源多能融合示范发展的基础与优势 164
5.3.2 张家口可再生能源多能融合示范的定位 167
5.3.3 张家口可再生能源多能融合示范的重点举措 168
5.3.4 张家口可再生能源多能融合示范关键技术分析 170
5.3.5 张家口可再生能源多能融合示范效果分析 179
5.4 甘肃武威核能与可再生能源多能融合示范发展 182
5.4.1 甘肃武威发展核能与可再生能源多能融合的基础与优势 182
5.4.2 甘肃武威发展核能与可再生能源多能融合的定位 184
5.4.3 甘肃武威风光核氢储多能融合的重点举措 185
5.4.4 甘肃武威风光核氢储多能融合的关键技术 186
5.4.5 甘肃武威风光核氢储多能融合示范的效果分析 188
5.5 山东省工业流程再造多能融合示范发展 190
5.5.1 山东省工业流程再造多能融合示范的基础与优势 190
5.5.2 山东省工业流程再造多能融合示范的定位 192
5.5.3 山东省工业流程再造多能融合示范的重点举措 193
5.5.4 山东省工业流程再造多能融合示范的关键技术分析 197
5.5.5 山东省工业流程再造多能融合示范的效果分析 205
第6章 碳中和目标下多能融合战略效果 212
6.1 基于能源系统模型的分析方法 212
6.2 碳中和目标下我国能源系统发展情景设定 214
6.2.1 情景设定的核心问题 214
6.2.2 情景设定的关键参数 216
6.3 不同情景下能源系统发展 225
6.3.1 基础假设参数结果 225
6.3.2 参考情景 225
6.3.3 碳中和情景 230
6.4 基于情景比较的多能融合效果分析 237
6.4.1 化石能源清洁高效利用与耦合替代 237
6.4.2 非化石能源多能互补与规模应用 238
6.4.3 高耗能工业低碳/零碳流程再造 239
6.4.4 碳中和目标下的能源安全 241
6.4.5 碳中和目标达成的成本比较分析 243
第7章 碳中和目标下多能融合战略发展的结论与建议 245
7.1 进一步加强顶层设计，提升多能融合理念与技术对国家战略目标的支撑 245
7.2 进一步激发各创新主体的积极性，推动多能融合创新体系的落实 245
7.3 进一步明确多能融合技术变革发展的优先级，制定多能融合核心技术突破的路线图 246
7.4 进一步推进跨领域的多能融合示范 247
7.5 进一步推进典型区域的多能融合示范 247
7.6 进一步提升多能融合理念与技术的国际合作 247
参考文献 249
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