目 錄
總序/i
前言/vii
摘要/xi
Abstract/xix
第一章 能源科學技術現狀與發(fā)展戰(zhàn)略/1
第一節(jié) 全人類共同的挑戰(zhàn)/1
一、能源與環(huán)境的挑戰(zhàn)/1
二、發(fā)展與減排之間的不平衡/5
三、能源可持續(xù)供應形勢嚴峻/7
四、化石能源依賴嚴重、多元供應體系不完善/9
五、電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行面臨新挑戰(zhàn)/10
六、提高能源利用效率是各國一致的選擇/14
第二節(jié) 世界能源技術發(fā)展現狀與趨勢/18
一、能源結構與能源利用技術向低碳和近零排放演化/18
二、提高能效在能源科學技術發(fā)展中地位凸顯/23
三、電能存儲與輸配電技術發(fā)展迅速/25
四、CCUS 是化石能源低碳利用的關鍵技術/28
五、主要行業(yè)碳減排技術成為新重點/31
六、能源科技投入近年來持續(xù)增加/36
第三節(jié) 我國能源科學技術現狀與基礎/39
一、化石能源領域/39
二、可再生能源與新能源領域/41
三、能量轉換中的動力裝置與熱能利用/42
四、電能領域/43
五、氫能領域/44
六、氣候變化領域/44
七、儲能領域/45
第四節(jié) 能源科學發(fā)展思路/46
一、能源科學的學科領域/46
二、指導思想與發(fā)展目標/47
三、能源科學發(fā)展重點的遴選原則/50
本章參考文獻/51
第二章 化石能源/57
第一節(jié) 煤炭清潔低碳高效利用/57
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/58
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/59
三、發(fā)展現狀與研究前沿/61
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/63
第二節(jié) 清潔石油化工與能源轉化利用/66
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/66
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/67
三、發(fā)展現狀與研究前沿/69
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/72
第三節(jié) 燃油動力節(jié)約與潔凈轉換/73
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/73
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/74
三、發(fā)展現狀與研究前沿/75
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/78
第四節(jié) 天然氣化工與能源利用/79
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/80
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/80
三、發(fā)展現狀與研究前沿/82
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/85
第五節(jié) 非常規(guī)油氣/86
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/86
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/88
三、發(fā)展現狀與研究前沿/89
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/91
本章參考文獻/92
第三章 可再生能源與新能源/95
第一節(jié) 太陽能/96
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/96
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/96
三、發(fā)展現狀與研究前沿/97
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/99
第二節(jié) 風能/101
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/101
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/102
三、發(fā)展現狀與研究前沿/103
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/104
第三節(jié) 生物質能/106
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/106
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/106
三、發(fā)展現狀與研究前沿/107
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/110
第四節(jié) 水能/112
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/112
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/112
三、發(fā)展現狀與研究前沿/114
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/115
第五節(jié) 海洋能/117
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/117
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/118
三、發(fā)展現狀與研究前沿/119
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/121
第六節(jié) 地熱能/123
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/123
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/124
三、發(fā)展現狀與研究前沿/125
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/126
第七節(jié) 核能/128
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/128
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/129
三、發(fā)展現狀與研究前沿/130
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/131
第八節(jié) 天然氣水合物/132
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/132
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/133
三、發(fā)展現狀與研究前沿/134
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/135
第九節(jié) 空氣熱能及熱泵技術利用/137
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/137
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/138
三、發(fā)展現狀與研究前沿/139
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/140
本章參考文獻/141
第四章 智能電網/144
第一節(jié) 大規(guī)�？稍偕�能源發(fā)電與組網/144
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/144
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/146
三、發(fā)展現狀與研究前沿/151
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/153
第二節(jié) 新型輸變電技術/154
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/154
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/155
三、發(fā)展現狀與研究前沿/156
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/157
第三節(jié) 智能配用電技術/157
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/157
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/158
三、發(fā)展現狀與研究前沿/160
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/162
第四節(jié) 高比例可再生能源電力系統(tǒng)運行與控制/165
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/165
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/166
三、發(fā)展現狀與研究前沿/167
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/169
第五節(jié) 智能電網新技術/174
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/174
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/176
三、發(fā)展現狀與研究前沿/177
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/179
本章參考文獻/180
第五章 綜合能源系統(tǒng)/182
第一節(jié) 基本范疇、內涵與戰(zhàn)略定位/182
一、綜合能源系統(tǒng)為可再生能源消納提供了新的靈活性/184
二、綜合能源系統(tǒng)是提高社會綜合能效水平的重要途徑/185
三、綜合能源系統(tǒng)有利于提高供能系統(tǒng)的整體安全性/185
四、綜合能源系統(tǒng)將為國民經濟發(fā)展注入新動能/185
第二節(jié) 發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/186
一、不同空間尺度形態(tài)演化/186
二、跨領域形態(tài)演化/191
第三節(jié) 發(fā)展現狀與研究前沿/195
一、綜合能源系統(tǒng)建模與仿真/195
二、綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃/201
三、綜合能源系統(tǒng)運行/205
四、綜合能源系統(tǒng)市場體系與商業(yè)模式/211
第四節(jié) 關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/216
一、綜合能源系統(tǒng)建模與仿真/216
二、綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃/217
三、綜合能源系統(tǒng)運行/219
四、綜合能源系統(tǒng)市場體系與商業(yè)模式/221
本章參考文獻/223
第六章 能量轉換中的動力裝置與熱能利用/225
第一節(jié) 航空發(fā)動機/225
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/225
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/226
三、發(fā)展現狀與研究前沿/226
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/227
第二節(jié) 燃氣輪機/229
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/229
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/229
三、發(fā)展現狀與研究前沿/230
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/232
第三節(jié) 汽輪機/234
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/234
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/234
三、發(fā)展現狀與研究前沿/235
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/237
第四節(jié) 內燃機/238
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/238
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/239
三、發(fā)展現狀與研究前沿/240
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/241
第五節(jié) 流體機械/243
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/243
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/243
三、發(fā)展現狀與研究前沿/244
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/245
第六節(jié) 新型能源動力/247
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/247
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/247
三、發(fā)展現狀與研究前沿/248
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/250
第七節(jié) 空調制冷/251
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/251
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/251
三、發(fā)展現狀與研究前沿/253
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/254
第八節(jié) 熱泵/255
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/255
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/256
三、發(fā)展現狀與研究前沿/257
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/258
本章參考文獻/259
第七章 電力裝備/262
第一節(jié) 先進電工材料（含環(huán)保材料）/262
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/263
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/265
三、發(fā)展現狀與研究前沿/268
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/272
第二節(jié) 電力裝備多物理場特性及計算方法/275
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/275
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/277
三、發(fā)展現狀與研究前沿/278
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/280
第三節(jié) 輸變電裝備運行態(tài)勢感知/282
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/283
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/284
三、發(fā)展現狀與研究前沿/286
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/288
第四節(jié) 先進輸變電裝備/291
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/291
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/292
三、發(fā)展現狀與研究前沿/294
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/299
第五節(jié) 超導電力裝備/302
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/302
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/303
三、發(fā)展現狀與研究前沿/304
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/306
第六節(jié) 電力電子器件及裝備/309
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/309
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/310
三、發(fā)展現狀與研究前沿/314
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/316
第七節(jié) 電機及系統(tǒng)/319
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/319
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/320
三、發(fā)展現狀與研究前沿/324
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/326
本章參考文獻/327
第八章 儲能裝備及系統(tǒng)/334
第一節(jié) 機械儲能/334
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/334
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/336
三、發(fā)展現狀與研究前沿/338
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/341
第二節(jié) 熱能儲存/344
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/344
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/344
三、發(fā)展現狀與研究前沿/345
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/348
第三節(jié) 電化學儲能/350
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/350
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/351
三、發(fā)展現狀與研究前沿/352
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/356
第四節(jié) 超級電容器儲能/358
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/358
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/359
三、發(fā)展現狀與研究前沿/359
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/360
第五節(jié) 其他儲能技術/361
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/361
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/362
三、發(fā)展現狀與研究前沿/362
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/363
本章參考文獻/364
第九章 氫能的生產、儲運及利用/367
第一節(jié) 氫能的生產/367
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/367
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/368
三、發(fā)展現狀與研究前沿/370
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/375
第二節(jié) 氫能的儲運/378
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/378
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/379
三、發(fā)展現狀與研究前沿/381
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/385
第三節(jié) 氫能的利用/386
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/386
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/386
三、發(fā)展現狀與研究趨勢/389
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/392
本章參考文獻/393
第十章 終端用能及節(jié)能/395
第一節(jié) 終端用能技術發(fā)展概述/395
第二節(jié) 工業(yè)領域的節(jié)能減排/400
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/400
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/404
三、發(fā)展現狀與研究前沿/406
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/408
第三節(jié) 建筑節(jié)能/411
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/411
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/413
三、發(fā)展現狀與研究前沿/415
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/417
第四節(jié) 交通運輸節(jié)能/418
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/418
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/421
三、發(fā)展現狀與研究前沿/423
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/428
本章參考文獻/430
第十一章 碳減排技術/432
第一節(jié) 溫室氣體控制/432
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/432
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/434
三、發(fā)展現狀與研究前沿/437
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/439
第二節(jié) 能源動力系統(tǒng)的減排科學與技術/440
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/440
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/441
三、發(fā)展現狀與研究前沿/442
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/447
第三節(jié) 無碳- 低碳能源科學與技術/450
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/450
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/451
三、發(fā)展現狀與研究前沿/452
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/456
第四節(jié) 無碳- 低碳能源化工與工業(yè)/459
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/459
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/459
三、發(fā)展現狀與研究前沿/462
四、 關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/466
第五節(jié) 低碳型生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)/467
一、基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位/467
二、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢/468
三、發(fā)展現狀與研究前沿/471
四、關鍵科學問題、關鍵技術問題與發(fā)展方向/473
本章參考文獻/475
第十二章 能源科學優(yōu)先發(fā)展與前沿交叉領域/480
第一節(jié) 化石能源與碳中和技術/481
一、優(yōu)先發(fā)展領域/481
二、前沿交叉領域/482
第二節(jié) 可再生能源與新能源/483
一、優(yōu)先發(fā)展領域/484
二、前沿交叉領域/487
第三節(jié) 智能電網/489
一、優(yōu)先發(fā)展領域/489
二、前沿交叉領域/491
第四節(jié) 能量轉換中的動力裝置與熱能利用/492
一、優(yōu)先發(fā)展領域/492
二、前沿交叉領域/493
第五節(jié) 電力裝備/494
一、優(yōu)先發(fā)展領域/494
二、前沿交叉領域/497
第六節(jié) 儲能裝備及系統(tǒng)/500
一、優(yōu)先發(fā)展領域/500
二、前沿交叉領域/501
第七節(jié) 氫能/501
一、優(yōu)先發(fā)展領域/501
二、前沿交叉領域/502
第八節(jié) 高能耗行業(yè)節(jié)能/502
一、優(yōu)先發(fā)展領域/502
二、前沿交叉領域/503
第九節(jié) 溫室氣體控制與無碳- 低碳系統(tǒng)/503
一、優(yōu)先發(fā)展領域/503
二、前沿交叉領域/505
第十節(jié) 智慧能源系統(tǒng)/506
一、優(yōu)先發(fā)展領域/506
二、前沿交叉領域/509
第十三章 發(fā)展建議/511
第一節(jié) 化石能源/511
第二節(jié) 可再生能源與新能源/513
第三節(jié) 智能電網/515
第四節(jié) 能量轉換中的動力裝置與熱能利用/516
第五節(jié) 電力裝備/520
第六節(jié) 儲能裝備及系統(tǒng)/523
第七節(jié) 氫能/525
第八節(jié) 綜端用能及節(jié)能/526
第九節(jié) 溫室氣體控制與無碳- 低碳系統(tǒng)/527
第十節(jié) 變革性能源轉換與利用技術/528
附錄：參與報告編寫人員名單/530
關鍵詞索引/532