全新中国能源科学2035发展战略自然科学委员会,9787030756

总序/i

前言/vii

摘要/xi

Abstract/xix

章 能源科学技术现状与发展战略/1

节 全人类共同的挑战/1

一、能源与环境的挑战/1

二、发展与减排之间的不平衡/5

三、能源可持续供应形势严峻/7

四、化石能源依赖严重、多元供应体系不完善/9

五、电力系统安全稳定运行面临新挑战/10

六、提高能源利用效率是各国一致的选择/14

第二节 世界能源技术发展现状与趋势/18

一、能源结构与能源利用技术向低碳和近零排放演化/18

二、提高能效在能源科学技术发展中地位凸显/

三、电能存储与输配电技术发展迅速/25

四、CCUS 是化石能源低碳利用的关键技术/28

五、主要行业碳减排技术成为新重点/31

六、能源科技投入近年来持续增加/36

第三节 我国能源科学技术现状与基础/39

一、化石能源领域/39

二、可能源与新能源领域/41

三、能量转换中的动力装置与热能利用/42

四、电能领域/43

五、氢能领域/44

六、气候变化领域/44

七、储能领域/45

第四节 能源科学发展思路/46

一、能源科学的学科领域/46

二、指导思想与发展目标/47

三、能源科学发展重点的遴选原则/50

本章参考文献/51

第二章 化石能源/57

节 煤炭清洁低碳高效利用/57

一、基本范畴、内涵和战略地位/58

二、发展规律与发展态势/59

三、发展现状与研究前沿/61

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/63

第二节 清洁石油化工与能源转化利用/66

一、基本范畴、内涵和战略地位/66

二、发展规律与发展态势/67

三、发展现状与研究前沿/69

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/72

第三节 燃油动力节约与洁净转换/73

一、基本范畴、内涵和战略地位/73

二、发展规律与发展态势/74

三、发展现状与研究前沿/75

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/78

第四节 天然气化工与能源利用/79

一、基本范畴、内涵和战略地位/80

二、发展规律与发展态势/80

三、发展现状与研究前沿/82

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/85

第五节 规油气/86

一、基本范畴、内涵和战略地位/86

二、发展规律与发展态势/88

三、发展现状与研究前沿/89

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/91

本章参考文献/92

第三章 可能源与新能源/95

节 太阳能/96

一、基本范畴、内涵和战略地位/96

二、发展规律与发展态势/96

三、发展现状与研究前沿/97

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/99

第二节 风能/101

一、基本范畴、内涵和战略地位/101

二、发展规律与发展态势/102

三、发展现状与研究前沿/103

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/104

第三节 生物质能/106

一、基本范畴、内涵和战略地位/106

二、发展规律与发展态势/106

三、发展现状与研究前沿/107

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/110

第四节 水能/112

一、基本范畴、内涵和战略地位/112

二、发展规律与发展态势/112

三、发展现状与研究前沿/114

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/115

第五节 海洋能/117

一、基本范畴、内涵和战略地位/117

二、发展规律与发展态势/118

三、发展现状与研究前沿/119

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/121

第六节 地热能/1

一、基本范畴、内涵和战略地位/1

二、发展规律与发展态势/124

三、发展现状与研究前沿/125

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/126

第七节 核能/128

一、基本范畴、内涵和战略地位/128

二、发展规律与发展态势/129

三、发展现状与研究前沿/130

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/131

第八节 天然气水合物/132

一、基本范畴、内涵和战略地位/132

二、发展规律与发展态势/133

三、发展现状与研究前沿/134

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/135

第九节 空气热热泵技术利用/137

一、基本范畴、内涵和战略地位/137

二、发展规律与发展态势/138

三、发展现状与研究前沿/139

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/140

本章参考文献/141

第四章 智能电网/144

节 大规模可能源发电与组网/144

一、基本范畴、内涵和战略地位/144

二、发展规律与发展态势/146

三、发展现状与研究前沿/151

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/153

第二节 新型输变电技术/154

一、基本范畴、内涵和战略地位/154

二、发展规律与发展态势/155

三、发展现状与研究前沿/156

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/157

第三节 智能配用电技术/157

一、基本范畴、内涵和战略地位/157

二、发展规律与发展态势/158

三、发展现状与研究前沿/160

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/162

第四节 高比例可能源电力系统运行与控制/165

一、基本范畴、内涵和战略地位/165

二、发展规律与发展态势/166

三、发展现状与研究前沿/167

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/169

第五节 智能电网新技术/174

一、基本范畴、内涵和战略地位/174

二、发展规律与发展态势/176

三、发展现状与研究前沿/177

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/179

本章参考文献/180

第五章 综合能源系统/182

节 基本范畴、内涵与战略定位/182

一、综合能源系统为可能源消纳提供了新的灵活/14

二、综合能源系统是提高社会综合能效水平的重要途径/185

三、综合能源系统有利于提高供能系统的整体安全/15

四、综合能源系统将为国民经济发展注入新动能/185

第二节 发展规律与发展态势/186

一、不同空间尺度形态演化/186

二、跨领域形态演化/191

第三节 发展现状与研究前沿/195

一、综合能源系统建模与/195

二、综合能源系统规划/201

三、综合能源系统运行/205

四、综合能源系统市场体系与商业模式/211

第四节 关键科学问题、关键技术问题与发展方向/216

一、综合能源系统建模与/216

二、综合能源系统规划/217

三、综合能源系统运行/219

四、综合能源系统市场体系与商业模式/221

本章参考文献/2

第六章 能量转换中的动力装置与热能利用/225

节 航空发动机/225

一、基本范畴、内涵和战略地位/225

二、发展规律与发展态势/226

三、发展现状与研究前沿/226

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/227

第二节 燃气轮机/229

一、基本范畴、内涵和战略地位/229

二、发展规律与发展态势/229

三、发展现状与研究前沿/0

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/2

第三节 汽轮机/4

一、基本范畴、内涵和战略地位/4

二、发展规律与发展态势/4

三、发展现状与研究前沿/5

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/

第四节 内燃机/

一、基本范畴、内涵和战略地位/

二、发展规律与发展态势/

三、发展现状与研究前沿/240

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/241

第五节 流体机械/243

一、基本范畴、内涵和战略地位/243

二、发展规律与发展态势/243

三、发展现状与研究前沿/244

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/245

第六节 新型能源动力/247

一、基本范畴、内涵和战略地位/247

二、发展规律与发展态势/247

三、发展现状与研究前沿/248

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/250

第七节 空调制冷/251

一、基本范畴、内涵和战略地位/251

二、发展规律与发展态势/251

三、发展现状与研究前沿/253

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/254

第八节 热泵/255

一、基本范畴、内涵和战略地位/255

二、发展规律与发展态势/256

三、发展现状与研究前沿/257

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/258

本章参考文献/259

第七章 电力装备/262

节 优选电工材料（含环保材料）/262

一、基本范畴、内涵和战略地位/263

二、发展规律与发展态势/265

三、发展现状与研究前沿/268

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/272

第二节 电力装备多物理场特及计算方法/275

一、基本范畴、内涵和战略地位/275

二、发展规律与发展态势/277

三、发展现状与研究前沿/278

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/280

第三节 输变电装备运行态势感知/282

一、基本范畴、内涵和战略地位/283

二、发展规律与发展态势/284

三、发展现状与研究前沿/286

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/288

第四节 优选输变电装备/291

一、基本范畴、内涵和战略地位/291

二、发展规律与发展态势/292

三、发展现状与研究前沿/294

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/299

第五节 超导电力装备/302

一、基本范畴、内涵和战略地位/302

二、发展规律与发展态势/303

三、发展现状与研究前沿/304

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/306

第六节 力电器件及装备/309

一、基本范畴、内涵和战略地位/309

二、发展规律与发展态势/310

三、发展现状与研究前沿/314

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/316

第七节 电机及系统/319

一、基本范畴、内涵和战略地位/319

二、发展规律与发展态势/320

三、发展现状与研究前沿/324

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/326

本章参考文献/327

第八章 储装备系统/334

节 机械储能/334

一、基本范畴、内涵和战略地位/334

二、发展规律与发展态势/336

三、发展现状与研究前沿/338

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/341

第二节 热能储存/344

一、基本范畴、内涵和战略地位/344

二、发展规律与发展态势/344

三、发展现状与研究前沿/345

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/348

第三节 电化学储能/350

一、基本范畴、内涵和战略地位/350

二、发展规律与发展态势/351

三、发展现状与研究前沿/352

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/356

第四节 电容器储能/358

一、基本范畴、内涵和战略地位/358

二、发展规律与发展态势/359

三、发展现状与研究前沿/359

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/360

第五节 储能技术/361

一、基本范畴、内涵和战略地位/361

二、发展规律与发展态势/362

三、发展现状与研究前沿/362

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/363

本章参考文献/364

第九章 氢能的生产、储运及利用/367

节 氢能的生产/367

一、基本范畴、内涵和战略地位/367

二、发展规律与发展态势/368

三、发展现状与研究前沿/370

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/375

第二节 氢能的储运/378

一、基本范畴、内涵和战略地位/378

二、发展规律与发展态势/379

三、发展现状与研究前沿/381

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/385

第三节 氢能的利用/386

一、基本范畴、内涵和战略地位/386

二、发展规律与发展态势/386

三、发展现状与研究趋势/389

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/392

本章参考文献/393

第十章 终端用节能/395

节 终端用能技术发展概述/395

第二节 工业领域的节能减排/400

一、基本范畴、内涵和战略地位/400

二、发展规律与发展态势/404

三、发展现状与研究前沿/406

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/408

第三节 建筑节能/411

一、基本范畴、内涵和战略地位/411

二、发展规律与发展态势/413

三、发展现状与研究前沿/415

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/417

第四节 交通运输节能/418

一、基本范畴、内涵和战略地位/418

二、发展规律与发展态势/421

三、发展现状与研究前沿/4

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/428

本章参考文献/430

十章 碳减排技术/432

节 温室气体控制/432

一、基本范畴、内涵和战略地位/432

二、发展规律与发展态势/434

三、发展现状与研究前沿/437

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/439

第二节 能源动力系统的减排科学与技术/440

一、基本范畴、内涵和战略地位/440

二、发展规律与发展态势/441

三、发展现状与研究前沿/442

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/447

第三节 无碳- 低碳能源科学与技术/450

一、基本范畴、内涵和战略地位/450

二、发展规律与发展态势/451

三、发展现状与研究前沿/452

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/456

第四节 无碳- 低碳能源化工与工业/459

一、基本范畴、内涵和战略地位/459

二、发展规律与发展态势/459

三、发展现状与研究前沿/462

四、 关键科学问题、关键技术问题与发展方向/466

第五节 低碳型生态工业系统/467

一、基本范畴、内涵和战略地位/467

二、发展规律与发展态势/468

三、发展现状与研究前沿/471

四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/473

本章参考文献/475

第十二章 能源科学优先发展与前沿交叉领域/480

节 化石能源与碳中和技术/481

一、优先发展领域/481

二、前沿交叉领域/482

第二节 可能源与新能源/483

一、优先发展领域/484

二、前沿交叉领域/487

第三节 智能电网/489

一、优先发展领域/489

二、前沿交叉领域/491

第四节 能量转换中的动力装置与热能利用/492

一、优先发展领域/492

二、前沿交叉领域/493

第五节 电力装备/494

一、优先发展领域/494

二、前沿交叉领域/497

第六节 储装备系统/500

一、优先发展领域/500

二、前沿交叉领域/501

第七节 氢能/501

一、优先发展领域/501

二、前沿交叉领域/502

第八节 高能耗行业节能/502

一、优先发展领域/502

二、前沿交叉领域/503

第九节 温室气体控制与无碳- 低碳系统/503

一、优先发展领域/503

二、前沿交叉领域/505

第十节 智慧能源系统/506

一、优先发展领域/506

二、前沿交叉领域/509

第十三章 发展建议/511

节 化石能源/511

第二节 可能源与新能源/513

第三节 智能电网/515

第四节 能量转换中的动力装置与热能利用/516

第五节 电力装备/520

第六节 储装备系统/5

第七节 氢能/525

第八节 综端用节能/526

第九节 温室气体控制与无碳- 低碳系统/527

第十节 变革能源转换与利用技术/528

附录：参与报告编写人员名单/530

关键词索引/532