国家发改委宏观经济研究院研究员崔成：双碳领域关键技术进展及前景展望

新能源产业是我国重点发展的战略性新兴产业，也是实现“双碳”目标、优化能源结构、引领经济发展方式转变的基础性产业。

目前，水泥行业布局分布式光伏发电、储能等新能源也正处于快速发展阶段，并且越来越多的水泥企业开始入局其中，包括海螺水泥、南方水泥、江西水泥、塔牌水泥等。作为能源消耗大户，水泥行业承担着碳排放的重要使命，正在一步步向着低碳、高效的目标迈进。

“风、光、储能、氢、氨、高温气冷堆、小型堆、CCUS等未来技术不确定性很高，加强研发示范极为必要，但不宜遍地开花搞建设；不同阶段具有不同特点，须做统筹战略考虑。”面对新能源产业的发展，国家发改委宏观经济研究院研究员崔成表示。

新能源产业关键技术进展如何？未来又有什么前景？7月6日，由中国水泥网主办的“2023中国水泥节能与新能源发展大会”在山城重庆盛大召开，崔成进行了《双碳领域关键技术进展及前景展望》为主题的精彩报告。

以下是报告全文：

不管是从需求角度分析，还是从双碳要求来看，水泥行业面临的压力都是前所未有的。需求方面，目前房地产行业已经走到了一个明显的拐点，房地产的投资功能在削弱，只剩改善功能和刚需功能。此外，三年疫情让地方政府面临着巨大的财政压力，在基建方面的投资将减少。在这种情况下，水泥行业的需求下降是必然且长期的。

水泥行业应该怎么办？大家应该一起携手，共同控制产能发挥，还要提升企业的技术含量。

在双碳要求下，水泥行业还面临哪些挑战？

全球地表气温变化（1850-2020）

全球变暖的正面影响：1.大气水汽增多，给内陆带来更多的雨水，我国的中西部将变得湿润起来；2.全球的植被更加繁茂；3.作物生长更加高产，越冬农作物区域普遍北移，作物分蘖良好，产量随之普遍增加；4.人类减少能源使用，减少温室气体的排放，暖冬使供暖部门节约不少能源。

全球变暖的负面影响：1.海平面上升的影响，过去的百年海平面上升了14.4cm，我国上升了11.5cm——沿海低地被淹，小岛国被淹；海岸被冲蚀；沿海地区地表水和地下水盐分增加，影响城市供水；旅游业受到危害（海滨沙滩）；2.物种消失；3.影响作物的产量和作物的分布；4.高温、热浪、热带风暴、龙卷风等自然灾害加重；5.发病率和死亡率增加，热带地区的疾病可能随着气候变暖向中纬度地区传播。

未来温室气体排放情景

不同情景下全球温升幅度

不同温升情景下全球气温变化

不同温升情景下全球降雨变化

不同温升情景下全球脆弱性变化

碳核算-温室气体排放清单构成

碳核算-2014年中国温室气体总量（亿吨二氧化碳当量）

我国提出的碳达峰、碳中和目标

2020年9月22日，习近平在第75届联合国大会上发表重要讲话，正式宣布中国将力争2030年前实现碳达峰、在2060年前实现碳中和。其后，美国后任总统拜登、日本和韩国等国政府，均相继宣布将于2050年实现碳中和。截至目前为止全球已有59个国家相继提出了碳达峰目标和时间表。

2030年前碳达峰行动方案

2021年10月24日，国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》；到2025年，非化石能源消费比重达到20%左右，单位国内生产总值能源消耗比2020年下降13.5%，单位国内生产总值二氧化碳排放比2020年下降18%，为实现碳达峰奠定坚实基础。到2030年，非化石能源消费比重达到25%左右，单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降65%以上，顺利实现2030年前碳达峰目标。

“十五五”期间，产业结构调整取得重大进展，清洁低碳安全高效的能源体系初步建立，重点领域低碳发展模式基本形成，重点耗能行业能源利用效率达到国际先进水平，非化石能源消费比重进一步提高，煤炭消费逐步减少，绿色低碳技术取得关键突破，绿色生活方式成为公众自觉选择，绿色低碳循环发展政策体系基本健全。

我国相关规划对“碳达峰、碳中和”任务的具体要求

根据习近平主席到2030年我国非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右，以及风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上的要求，国家能源局于2021年2月5日发布了关于征求2021年可再生能源电力消纳权重和2022-2030年预测目标建议的函，对各省（自治区、直辖市）2021-2030年可再生能源电力和非水可再生能源电力责任权重进行了初步分配，确认后将成为各省（自治区、直辖市）发展规划的约束性指标和考核目标。

同样，到2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降65%以上的具体任务，也将作为约束性指标落实到各省（自治区、直辖市）发展规划和节能考核目标之中。此外，2030年森林碳汇目标，以及非二氧化碳温室气体控制目标等也将由国家林草局、生态环境部等部门纳入相关规划之中。

在十三届全国人大四次会议通过，2021年3月13日正式对外发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中，对2035年远景目标，强调了“广泛形成绿色生产生活方式，碳排放达峰后稳中有降，生态环境根本好转，美丽中国建设目标基本实现”。

对“十四五”时期经济社会发展主要目标，提出了“国土空间开发保护格局得到优化，生产生活方式绿色转型成效显著，能源资源配置更加合理、利用效率大幅提高，单位国内生产总值能源消耗和二氧化碳排放分别降低13.5%、18%，主要污染物排放总量持续减少，森林覆盖率提高到24.1%，生态环境持续改善，生态安全屏障更加牢固，城乡人居环境明显改善”的具体规划目标，也将被量化落实到各省（自治区、直辖市）发展规划之中。

《纲要》中要求，落实2030年应对气候变化国家自主贡献目标，制定2030年前碳排放达峰行动方案。完善能源消费总量和强度双控制度，重点控制化石能源消费。实施以碳强度控制为主、碳排放总量控制为辅的制度，支持有条件的地方和重点行业、重点企业率先达到碳排放峰值。推动能源清洁低碳安全高效利用，深入推进工业、建筑、交通等领域低碳转型。加大甲烷、氢氟碳化物、全氟化碳等其他温室气体控制力度。提升生态系统碳汇能力。锚定努力争取2060年前实现碳中和，采取更加有力的政策和措施。

我国能源与碳排放目标及达成

我国能源消费结构特点及发展

我国一次能源消费量中可再生能源占比不高；风电光伏等非水可再生能源增长迅速；储能调节需求会越来越大。

中国实现碳中和难度明显高于发达国家

2030/2060碳达峰、碳中和情景及减排成本

“十四五”、“十五五”可再生能源快速增长要求

截至2020年底，我国水电装机3.7亿千瓦、风电装机2.8亿千瓦、光伏发电装机2.5亿千瓦、生物质发电装机2952万千瓦，分别连续16年、11年、6年和3年稳居全球首位。

截至2020年底，我国可再生能源发电装机总规模达到9.3亿千瓦，占总装机的比重达到42.4%。

2020年，可再生能源发电量达到2.2万亿千瓦时，占全社会用电量的比重达到29.5。

到2030年非化石能源消费比重达到25%左右（“十四五”期间由15.9%，提高至20%左右），意味着今后10年平均每年要提高0.9个百分点，相当于平均每年要增加非化石能源大约7000万吨标准煤。

我国风电、太阳能光伏发电资源丰富

我国“十四五”可再生能源进一步加速

高比例可再生能源面临的阶段性问题

可再生能源短期面临调峰问题；煤电调峰改造将成为重点；包括氨的参烧，氢能的少量使用等；中期储能技术将逐步跟上（1:2扩大关系），煤电将面临沉没成本压力（2:1缩小关系）；远期面临的主要问题是季节性波动和极端天气影响；必须加大需求端调节。

我国风电增长及全球主要整机企业

我国陆上及海上风电全球市场占有率

我国光伏增长及全球主要整机企业

2022年光伏、风电装机接近4亿千瓦

2022年，我国可再生能源新增装机1.52亿千瓦，占全国新增发电装机的76.2%，已成为我国电力新增装机的主体。截至2022年底，可再生能源装机达到12.13亿千瓦，占全国发电总装机的47.3%。其中，风电3.65亿千瓦、太阳能发电3.93亿千瓦、生物质发电0.41亿千瓦、常规水电3.68亿千瓦、抽水蓄能0.45亿千瓦。

2022年我国光伏发电新增并网容量8741万千瓦；其中集中式光伏3630万千瓦，分布式光伏5111万千瓦，占当年光伏新增装机58%以上。截至2022年底，光伏发电并网装机容量达到3.92亿千瓦，连续10年稳居全球第一。

光伏、风电发电量连续三年超1亿千瓦时

2022年，可再生能源发电量达到2.7万亿千瓦时，占全社会用电量的31.6%，较2021年提高1.7个百分点。

2022年我国风电、光伏发电量达到1.19万亿千瓦时，较2021年增加2073亿千瓦时，同比增长21%，占全社会用电量的13.8%，同比提高2个百分点，接近全国城乡居民生活用电量；陆上6兆瓦级、海上10兆瓦级风机已成为主流；量产单晶硅电池的平均转换效率已达到23.1%。

光伏、风电成本变化//田埂风电（减少占地）

茶光互补、渔光互补（多层次立体化开发）

干旱半、干旱地区光伏（生态双赢），双面光伏（减少占地）

分布式光伏成为新热点

整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试点

2021年6月20日，国家能源局发布关于报送整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试点方案的通知。申报试点条件：具有比较丰富屋顶资源，有利于规模化开发屋顶分布式光伏；

具有较好的整县（区）开发建设条件，较好的电力消纳能力，开发建设积极性高，市场主体基本落实。

党政机关屋顶面积可安装光伏比例不低于50%，学校、医院、村委会等公共建筑屋顶面积可安装光伏比例不低于40%，工商业厂房屋顶面积可安装光伏比例不低于30%，农村居民屋顶面积可安装光伏比例不低于20%。

电网企业保证并网消纳，通过财政补贴、整合乡村振兴各类项目资金等方式予以支持。

在7月15日报送国家能源局日期之前，已有福建、广东、陕西、江西、甘肃、安徽、浙江等7省已经陆续下发了《关于开展分布式光伏整县推进试点工作的通知》和《关于开展户用光伏整县集中推进试点工作的通知》文件。

随着国家及各省落实拟在全国组织开展整县推进屋顶分布式光伏和户用光伏开发试点工作，国家电投旗下中国电力国际发展有限公司已经发布了《关于积极申报整县屋顶分布式开发试点的通知》，已经计划对22个地区进行屋顶分布式光伏开发试点，并形成重点申报清单等文件。

浙江省力度最大

浙江省政策：新建农村户用屋顶安装比例达到40%以上、新建公共基础设施安装比例达到100%左右。

车站、学校、医院、党政机关办公用房等公共建筑屋顶安装比例达到50%以上；商业建筑屋顶安装比例达到40%以上；特色小镇、开发区（园区）的建筑屋顶安装比例达到60%以上；农村户用屋顶安装比例达到30%以上。自来水厂、污水处理厂等公共基础设施的大型构筑物（建筑物）上空安装比例达到90%以上。

新建工业厂房比例达到80%以上；新建民用建筑推广建筑一体化光伏发电系统，安装比例达到60%以上，其中未来社区安装比例达到80%以上；新建农村户用屋顶安装比例要达到40%以上。新建（改建）大型停车场地等公共基础设施安装比例达到100%左右。

第三阶段全省推进，2023年起，在全省省域范围推广，2025年年底前完成全省推广工作。

BIPV--光伏建筑一体化

光伏建筑一体化，是太阳能光伏发电应用的一个新概念。

主要是将太阳能光伏发电方阵安装在建筑的围护结构外表面来提供电力。因其不占用额外的地面空间，是光伏发电系统在城市中广泛应用的最佳安装方式。

光伏建筑一体化可分为两大类:

一类是光伏方阵与建筑的结合。是一种常用的形式，特别是与建筑屋面的结合。

一类是光伏方阵与建筑的集成。如光电瓦屋顶、光电幕墙和光电采光顶等。

光伏方阵与建筑的集成是BIPV的一种高级形式，它对光伏组件的要求较高。光伏组件不仅要满足光伏发电的功能要求同时还要兼顾建筑的基本功能要求。

行业融合案例（特斯拉进军屋顶光伏市场）

特斯拉布局BIPV（光伏建筑一体化）市场：2016年8月，特斯拉收购Solar City，并在10月发布第一代Solar Roof产品。2019年10月，特斯拉推出Solar Roof第三代产品。Solar Roof主要面向欧美住宅和其它市场的高端住宅市场。

行业融合案例（国内光伏企业进军建筑市场）

2021年3月5日，隆基股份拟以现金方式受让转让方持有的森特股份1.31亿股股份，占其总股本的27.25%，成为森特股份的第二大股东。

本次收购的主要目的在于：充分发挥森特股份在建筑屋顶设计、维护上的优势，同时结合隆基股份在BIPV产品（光伏建筑一体化）制造上的优势，双方共同开拓大型公共建筑市场的业务发展。

收购有助于隆基股份扩大分布式市场范围，拓展光伏产品的应用场景。

第三代光伏技术--钙钛矿型光伏

是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池；厚度只有结晶硅型光伏的1/100，可在薄玻璃或塑料等基材上涂上液体制成，成本很低。

2021年9月，日本企业实现700平方厘米转换效率15%，目标是900平方厘米转换效率20%；2017年2月，纤纳光电以15.2%的转换效率，首次打破长期由日本保持的效率纪录。此后转换效率提升至17.9%，稳态输出效率达17.3%，但面积小。

钙钛矿型光伏和结晶硅型光伏电池比较

储能等灵活性成本将持续上升

配套储能将影响项目可行性（中能建核算）

全球及我国电动汽车增长趋势

“十四五”电动汽车将进入爆发增长期，市场3-5%，年销售量超过1000万辆，季度销售超过1000万辆—市场进入成熟期。

全球动力主要电池企业市场占有状况

电动汽车最新政策

2022年1月10日，国家发展改革委等部门联合发布《关于进一步提升电动汽车充电基础设施服务保障能力的实施意见》。

截至2021年底，全国充电设施规模达到261.7万台，换电站1298座，服务近800万辆新能源汽车；目标到“十四五”末，我国电动汽车充电保障能力进一步提升，形成适度超前、布局均衡、智能高效的充电基础设施体系，能够满足超过2000万辆电动汽车充电需求；2021年12月新能源乘用车领域的市场渗透率达到20.6%；要充分发挥动力电池的储能特性，探索推广有序充电、V2G等形式，实现电动汽车与电网的协同互动。

新能源汽车产业发展规划（2021－2035年）

2020年11月2日，国务院发布《新能源汽车产业发展规划（2021－2035年）》，新能源汽车为世界经济发展注入新动能。

当前，全球新一轮科技革命和产业变革蓬勃发展，汽车与能源、交通、信息通信等领域有关技术加速融合，电动化、网联化、智能化成为汽车产业的发展潮流和趋势。新能源汽车融汇新能源、新材料和互联网、大数据、人工智能等多种变革性技术，推动汽车从单纯交通工具向移动智能终端、储能单元和数字空间转变，带动能源、交通、信息通信基础设施改造升级，促进能源消费结构优化、交通体系和城市运行智能化水平提升，对建设清洁美丽世界、构建人类命运共同体具有重要意义。

2015年以来，新能源汽车产销量、保有量连续五年居世界首位，具体细节可参考行业出台的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》等文件。

发展愿景：

到2025年，我国新能源汽车市场竞争力明显增强，动力电池、驱动电机、车用操作系统等关键技术取得重大突破，安全水平全面提升。纯电动乘用车新车平均电耗降至12.0千瓦时/百公里，新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的20%左右，高度自动驾驶汽车实现限定区域和特定场景商业化应用，充换电服务便利性显著提高。

力争经过15年的持续努力，我国新能源汽车核心技术达到国际先进水平，质量品牌具备较强国际竞争力。纯电动汽车成为新销售车辆的主流，公共领域用车全面电动化，燃料电池汽车实现商业化应用，高度自动驾驶汽车实现规模化应用，充换电服务网络便捷高效，氢燃料供给体系建设稳步推进，有效促进节能减排水平和社会运行效率的提升。

推动新能源汽车与能源融合发展：

加强新能源汽车与电网（V2G）能量互动。加强高循环寿命动力电池技术攻关，推动小功率直流化技术应用。鼓励地方开展V2G示范应用，统筹新能源汽车充放电、电力调度需求，综合运用峰谷电价、新能源汽车充电优惠等政策，实现新能源汽车与电网能量高效互动，降低新能源汽车用电成本，提高电网调峰调频、安全应急等响应能力。

促进新能源汽车与可再生能源高效协同。推动新能源汽车与气象、可再生能源电力预测预报系统信息共享与融合，统筹新能源汽车能源利用与风力发电、光伏发电协同调度，提升可再生能源应用比例。鼓励“光储充放”（分布式光伏发电—储能系统—充放电）多功能综合一体站建设。支持有条件的地区开展燃料电池汽车商业化示范运行。

地方新能源汽车产业发展规划

2018年6月，广东省人民政府发布《关于加快新能源汽车产业创新发展的意见》，其中包括加快新能源汽车规模化生产，强化研发创新能力建设，加快新能源汽车充电、加氢基础设施建设。

2020年9月，广州市人民政府办公厅发布关于促进汽车产业加快发展的意见，到2025年，全市汽车产业加快发展初见成效，力争实现以下目标。

—产业集群：广州市汽车产能突破500万辆，规模以上汽车制造业产值力争达到1万亿元。

—新能源汽车：开发出具有自主核心技术的氢燃料电池乘用车，实现氢燃料电池汽车初步商业化运营，新能源汽车年产能进入全国城市前三名，占全市汽车产能30%以上。

—智能网联汽车：L3（含）以下级别自动驾驶汽车新车装配率超过80%，L4级别自动驾驶汽车实现产业化。建成全国领先的5G车联网标准体系和智能网联汽车封闭测试区，基本建成国家级基于宽带移动互联网智能网联汽车与智慧交通应用示范区。

—汽车零部件产业：打造智能网联汽车关键核心零部件、核心技术产业高地，形成较完备的世界级汽车零部件产业供应体系，其中汽车电子集成系统销售收入500亿元，配套能力涵盖内燃动力、混合动力、新能源和智能网联汽车产业链条体系。

电池价格下降明显，性能缺陷被逐步克服

主要国家禁燃时间表

全球一共有22个国家和地区宣布了“禁燃”时间表，欧洲国家就占了13个。挪威最早，为2025年。

英国：2030年新车市场禁售汽油和柴油车，保留2035年作为混合动力车的禁售时间。和英国一样，在2030年前禁售燃油车的国家还有6个，为丹麦、德国、冰岛、斯洛文尼亚、瑞典和荷兰。

2019年10月，全球35个城市承诺到2030年使其城市中心的一个主要区域实现零排放。包括阿姆斯特丹、巴塞罗那、柏林、哥本哈根、曼彻斯特、马德里和华沙在内的17个欧洲城市签署了《C40无化石燃料街道宣言》，比如罗马计划到2030年前市中心交通实现零排放。

主要车企禁燃时间表

大众：将在2033年至2035年间停止在欧洲销售燃油车，转而全面销售电动汽车。

奥迪：2025年前停止研发汽油和柴油发动机，2026年起新款车都将是纯电动，2033年后停止销售燃油车。

沃尔沃：2025年停售燃油汽车；日产：2025年中国市场停售燃油汽车；本田：2040年停售燃油汽车；福特：2030年欧洲停售燃油汽车；通用：2035年开始停售燃油汽车；宝马：2030年纯电动占50%；奔驰：2030年插电式混合动力和纯电动占50%。

“十四五”可再生能源爆发期，储能是最大短板

风电、光伏将步入大规模商业化时期，电动汽车也将步入大规模商业化时期。最大短板是储能调节技术。

全球储能装机构成（2019年）

抽水蓄能是绝对主力，占全球储电装机总规模的92.6%；我国储能装机排名全球第一，抽水蓄能占比90.5%；化学储能装机规模也居全球首位，在储能中排名第二，占比8.2%。

4月21日，国家发改委、国家能源局发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见(征求意见稿)》。

我国抽水蓄能速发展

“十四五”规划电力系统调节（储能）项目

建设桐城、磐安、奉安二期、浑源、庄河、安化、贵阳、南宁等抽水蓄能电站；实施电化学、压缩空气、飞轮等储能示范项目；开展黄河梯级电站大型储能项目研究，如：青海省（大水电调蓄）。

在各种储能技术中，目前只有抽水蓄能具备成本效益可行性；抽水蓄能电站规划建设面临生态环境方面的强力约束。

重力储能

国内首个重力储能技术应用示范项目——如东100MWh重力储能项目计划9月底并网发电。100MWh重力储能项目总投资10亿元，总装机25MW，发电量10万千瓦。

2022年2月,中国天楹股份有限公司与EnergyVault达成合作,签订新一代重力储能产品EVx技术许可使用协议；并推动在江苏如东县建设100MWh的EVx重力储能项目。中美关系紧张状况下，能源领域为数不多的合作亮点。

液流储能

液流储能电池系统通常又被称为氧化还原液流储能电池；液流储能电池系统的能量效率高，可达70－80%；蓄电容量大，可达百兆瓦时；在性能和成本上优势明显。

目前储能技术无法适应对可再生能源调节要求

近三年，气候波动较大带来我国云南、四川缺水严重；对季节性储能调节需求高；目前储能技术无法解决上述问题；需要新的储能方式。

氢能相关专利分布

氢能生产、储运及利用

四大电解水技术

相比碱性电解槽，PEM的优势明显。近期研发重点：SOEC和AEM，前者耐久性、制造工艺有待提升，后者处在基础材料研发阶段。

中期目标：生物质（Biomass）制氢；长期战略：太阳能光热（光电催化）制氢。

美国：2030年电解水效率65%；德国：2030年电解水效率70%。

电解水制氢技术发展

我国的进展

2021年11月8日，中国石化首套质子交换膜（PEM）制氢示范站在所属燕山石化启动投运。

2021年11月30日，我国首个万吨级光伏绿氢示范项目——中国石化新疆库车绿氢示范项目正式启动建设，总投资近30亿元；项目主要包括光伏发电、输变电、电解水制氢、储氢、输氢五大部分。

2021年12月28日，六安兆瓦级氢能综合利用示范项目，我国首台燃料电池发电机组成功并网发电；兆瓦级PEM纯水电解制氢系统及燃料电池系统设备均为国内首台首套。

1月10日《自然—通讯》刊发云南大学材料与能源学院文章，柳清菊团队选用金属铜（Cu）改性二氧化钛（TiO2），使产氢的表观量子效率达到56%。

氢运输方式/特性/损耗/技术成熟度

日本三大车企转向电动汽车

电动汽车具有明显的成本优势；电动汽车已逐步克服行驶里程短、充电时间长、电池容量密度过低等缺点；对自动驾驶和智能交通系统而言，电动汽车适应性更强；氢燃料电池汽车仍具有能量密度高等优点。

固态储氢

3月25日，国家重点研发项目固态氢能发电并网率先在广州和昆明同时实现，这也是我国首次将光伏发电制成固态氢能应用于电力系统；储氢密度是高，储氢的压力是2~3兆帕，能够储存200立方米的氢气。如果换成普通的常用的三个兆帕的储氢罐，体积要增加20倍。

氢燃料的优缺点

氢：绿氢，蓝氢，灰氢，褐氢

优点：常见燃料中热之最高的，142千焦/克(10GJ/M3)，是石油的3倍左右，煤炭的4.5倍；

缺点：1）可再生能源电解水制氢效率低（成本高），美国2030年效率目标65%，德国70%，能否达到尚未可知；2）储运成本高；

利用方向：

代替焦炭做高炉还原剂：用于水泥行业替代煤炭；用于储能：与化学储能之间是竞争关系；用于发电：氨等可替代之；用于燃料电池汽车，目前转换效率50%左右，与电动汽车之间是竞争关系；商业和家庭用燃料电池供暖与供水。

从成本出发，氨已进入发电视野

氨液化温度降-33摄氏度，远低于氢；

便于运输：目前全球八成以上的氨被用于生产化肥，已具有有着完备的贸易、运输系统；

可再生能源制氢，氢转化为氨，再运输（氢和氨可以同时运输）；

氨具有不易燃烧的缺陷：氨的燃烧速度低于氢，发热量低于氢和天然气；

氨燃烧的产物是水和氮，无碳排放，但会产生氮氧化物，且持续稳定燃烧比较困难。

主要研发国家日本的进展

由日本东北大学牵头，大阪大学，产业技术综合研究所（AIST），三菱重工，三菱日立电力，丰田等参与的课题组；实现了20%氨气和80%天然气在2000kW级燃气轮机中的稳定混烧。

2019年开发出了一种将液态氨直接喷到燃烧器上以实现稳定燃烧的技术；2021年3月成功实现了70%的液氨在2000kW级燃气轮机中的稳定燃烧，并能同时抑制氮氧化物的产生；2021年10月IHI公司启动JERA氨能发电示范项目，有信心在2025年之前实现氨燃气轮机商业化；三菱重工正开发4万kW级的100%氨专烧燃气轮机，计划2025年以后实现商业化。

我国的进展

2022年1月20日，烟台龙源电力技术股份有限公司研发的燃煤锅炉混氨燃烧技术工业应用项目成功投运，实现40兆瓦等级燃煤锅炉氨混燃比例为35%的中试验证。该技术通过一体化混氨低氮煤粉燃烧器进行煤粉与氨混合物燃烧，并通过内燃耦合旋流射流和分层燃烧技术，实现了氨的稳燃及燃尽，同时有效抑制了氮氧化物的生成。

如在全国范围内普遍应用，预计每年可实现二氧化碳减排9.5亿吨，项目成果达到国际领先水平，为我国燃煤机组实现CO2减排提供了具有可行性的技术发展方向。

固碳及使用技术(CCU)

核电

截至2020年末，我国共有16座核电站投入运行，运行核电机组达49台，总装机容量达51027.16MWe，仅次于美国、法国，位列全球第三，“十四五”期间将保持每年300万千瓦装机量。

日本福岛核事故后，核电安全成本明显增大，单位发电量成本随装机容量加大而上升，2020年11月，华龙一号全球首堆——中核集团福清核电5号机组首次并网成功，我国正式进入核电技术先进国家行列。

高温气冷堆示范项目成功并网

2021年12月20日，全球首座具有第四代先进核能系统特征的“高温气冷堆”--华能青岛石岛湾核电站示范工程1号反应堆成功并网发电，示范工程由中国华能联合清华大学、中核集团共同建设，装机容量20万千瓦。

该工程采用耐高温包覆颗粒核燃料，反应堆冷却剂的出口温度达到750～950℃，采用传热性能较好、化学性能稳定、中子吸收截面小的氦气作冷却剂。安全性好：负温系数大，堆芯热容量大，事故工况下温度上升缓慢。即使在失去氦气冷却的情况下堆芯结构也不至于熔化。不仅发电，在冷却剂出口温度提高到1000～1200℃时，还可将供热直接应用于炼钢、制氢等。因气体冷却剂密密度低，导热能力差，循环时需消耗更大功率，还存在燃料后处理及再加工等问题。

小型堆

我国“玲龙一号”（ACP-100）全球首个陆上商用模块化小堆目前正在海南昌江建设，“玲龙一号”发电功率为12.5万千瓦，预计2026年建成发电，年发电量可达10亿千瓦时。

“玲龙一号”是全球首个通过IAEA通用反应堆安全型（GRSR）的先进小堆，具有一体化反应堆技术、高效直流蒸汽发生器技术、屏蔽主泵技术、固有安全加非能动安全技术、模块化技术等技术特征，具有技术先进及成熟、多用途、部署灵活、设备成熟度高、工程可实施性好等突出优势。

钍基熔盐堆

世界上第一座商业化运营的钍基熔盐堆于2018年9月30日在甘肃武威开工建造，该反应堆属于试验性质，功率不大，可为1000户普通家庭提供电能。

钍基熔岩堆安全系数高，基本不会出现熔堆问题，核废料不到铀和钚堆的1‰；热转换效率更高。可实现700℃常压高温，转换效率可达到45%-50%（铀堆33%）；节省水资源，环境兼容性大；钍矿资源远比铀和钚丰富。我国已探明蕴藏量在30万吨以上，可以使用两万年。

核聚变反应堆

2021年5月28日，由中科院合肥研究院承建的全超导托卡马克核聚变实验装置——人造太阳，实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行。

新的核聚变堆项目正在建设中，大科学装置主体完工。总用地面积约2140亩，共分为三期。2020年7月28日，国际热核聚变实验堆（ITER）计划重大工程安装启动仪式在法国该组织总部举行；2006年5月，中国草签ITER计划协定。

小结

风、光、储能、氢、氨、高温气冷堆、小型堆、CCUS等未来技术不确定性很高；加强研发示范极为必要，但不宜遍地开花搞建设。不同阶段具不同特点，须做统筹战略考虑，要特别关注既有设备沉没成本及人员转岗等问题（不仅仅涉及成本市场竞争），相近行业早日转型进入或并购是有利途径。

碳汇--全国森林覆盖率变化

“十四五”及2030碳汇目标

加大甲烷、氢氟碳化物、全氟化碳等其他温室气体控制力度。提升生态系统碳汇能力。锚定努力争取2060年实现碳中和，采取更加有力的政策和措施。

2025年森林覆盖率达到24.1%。

2014-2018年第九次全国森林普查：我国森林面积220万平方公里，森林覆盖率22.96%。2020年，我国森林覆盖率达到23.04%，森林蓄积量175.6亿立方米，森林植被总碳储量已达92亿吨，平均每年增加2亿吨以上，折合碳汇7到8亿吨，森林资产价值25.05万亿元，每年提供的主要生态服务价值增加到15.88万亿元。

到2050年，全国森林覆盖率稳定在26%以上，森林蓄积达到230亿立方米以上。森林植被总碳储量达到130亿吨以上，森林每年提供的主要生态服务价值达到31万亿元以上。

人类即将步入智能社会-日本超智能社会5.0

在德国工业4.0的基础上，日本政府于2016年提出了“超智能社会5.0”的战略构想，其认为以物联网、人工智能、大数据、云计算、机器人等新兴技术为核心的超智能社会，是继狩猎社会、农耕社会、工业社会和信息社会之后的新的社会形态，是通过智能化技术解决相关经济和社会课题的全新的概念模式。

基于物联网的分布式可再生能源系统、智能交通体系、智慧楼宇和智能家居、智能工厂等为其重要组成部分，在5G即将步入商业应用阶段、人工智能技术取得快速进展的情况下，超智能社会的构想正逐步成为现实。

人类即将步入智能社会-投资欧洲：建设智能城市与智能地区

欧盟在2017年出台了“投资欧洲：构建智能城市与智能地区”，提出了智能欧洲的发展架构；其中提出的三大支撑系统包括：一是以5G、人工智能、大数据为基础的新一代信息通信系统；二是以风能、太阳能等可再生能源及分布式能源网络为基础的新一代智慧能源系统；三是以电动汽车、燃料电池汽车、自动驾驶技术、智能道路等为基础的新一代智能交通系统。

欧洲各国提出禁售燃油汽车时间表、德国提出去核电、煤炭时间表等已成为构建以可再生能源为基础的智能社会建设的重要基础。

能源物联网—全球能源发展潮流

总体上，用智能技术把发电、储能、配电、用能和控制结合起来构建一个新的能源互联网体系即“能源物联网”。从能源生产与消费革命角度看，能源物联网既要涵盖风能、太阳能、氢能等多种新兴能源生产与供应，还需要涵盖智慧建筑，智能家居，以新能源和自动驾驶技术为核心的智慧交通体系，以智能制造为核心、以增材制造为驱动的个性化定制、柔性化生产体系，同时需要辅以高效储能技术、智能电网、环境智能监测、气象信息动态响应等多方面的重要支撑。

技术层面，能源物联网是以大数据、云计算、人工智能、边缘计算、区块链等技术为核心，彼此相互深度融合的高度数字化、网络化、智能化的综合性能源生产、利用和管理平台。