“碳达峰碳中和”系列丛书《新型电力系统导论》《清洁能源与智慧能源导论》《煤炭清洁低碳转型导论》

5月30日，中国科协“碳达峰碳中和”系列丛书在2022年全国科技工作者日主场活动中正式发布。全国政协副主席、中国科协主席万钢为丛书作总序言。中国科协党组书记、分管日常工作副主席、书记处第一书记、丛书编委会主任张玉卓，首批出版的《新型电力系统导论》《清洁能源与智慧能源导论》《煤炭清洁低碳转型导论》等三本图书的主编中国电机工程学会理事长舒印彪院士、中国能源研究会刘吉臻院士、中国煤炭学会彭苏萍院士，以及中国科协清洁能源学会联合体副理事长史玉波共同见证发布并寄语。

为全面落实党中央、国务院关于“双碳”工作有关部署，中国科协充分发挥组织与人才优势，聘请权威院士专家领衔，组织一线研究人员参与，由清洁能源学会联合体会同有关全国学会具体负责编写工作。旨在把“双碳”理念、目标、措施，快速、精准、全面地普及到行业和社会，围绕基础研究、技术研发、成果转化、应用推广等环节，助力“双碳”科技与产业发展，加快“双碳”人才培养，为构建新发展格局夯实人才保障，为实施人才强国战略、实现“双碳”目标、全面建设社会主义现代化国家作出应有的贡献。

丛书按照“统一规划、服务急需、分批编写、统一发布”的原则，内容涵盖全球气候变化、能源、交通、钢铁与有色金属、石化与化工、建筑建材、碳汇与碳中和等多个重点领域，对实现“双碳”目标的技术创新和产业应用进行了系统介绍，分析各行业面临的重大任务和严峻挑战，设计实现“双碳”目标的战略路径和技术路线，展望关键技术的发展趋势和应用前景，并提出相应政策建议。丛书充分展示各领域关于“双碳”研究的最新成果和前沿进展，凝结院士专家和广大科技工作者的智慧，具有较高的战略性、前瞻性、权威性、系统性、学术性和科普性。丛书计划在2023年底前完成。

附件：1.万钢同志的丛书总序言

2.首批出版3本图书前言

万钢

进入新时代，中国政府矢志不渝地坚持创新驱动、生态优先、绿色低碳的发展导向。2020年9月，习近平主席在第七十五届联合国大会上郑重宣布，中国“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”。年初，习近平主席在2022年世界经济论坛视频会议上进一步明确，“实现碳达峰碳中和是中国高质量发展的内在要求，也是中国对国际社会的庄严承诺”。

“双碳”战略是以习近平同志为核心的党中央统筹国内国际两个大局作出的重大决策，是我国破解资源环境约束、实现可持续发展的迫切需要，是顺应技术进步趋势、推动经济结构转型升级的迫切需要，是满足人民群众对优美生态环境需求、促进人与自然和谐共生的迫切需要，也是主动担当大国责任、推动构建人类命运共同体的迫切需要。“双碳”战略事关全局、内涵丰富，必将引发一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。

为全面落实党中央、国务院关于“双碳”战略的有关部署，充分发挥科协系统的人才、组织优势，助力相关学科建设和人才培养，服务经济社会高质量发展，中国科协组织相关全国学会，组建了由各行业、各领域院士专家参与的编委会，以及由相关领域一线科研教育专家和编辑出版工作者组成的编写团队，编撰“双碳”系列丛书。丛书将服务于高等院校教师和相关领域科技工作者教育培训，并为“双碳”战略的政策制定、科技创新和产业发展提供参考。

“双碳”系列丛书内容涵盖了全球气候变化、能源、交通、钢铁与有色金属、石化与化工、建筑建材、碳汇与碳中和等多个科技领域和产业门类，对实现“双碳”目标的技术创新和产业应用进行了系统介绍，分析了各行业面临的重大任务和严峻挑战，设计了实现“双碳”目标的战略路径和技术路线，展望了关键技术的发展趋势和应用前景，并提出了相应政策建议。丛书充分展示了各领域关于“双碳”研究的最新成果和前沿进展，凝结了院士专家和广大科技工作者的智慧，具有较高的战略性、前瞻性、权威性、系统性、学术性和科普性。

本世纪以来，以脱碳加氢为代表的能源动力转型方向和技术变革路径更加明确。电力和氢能作为众多一次能源转化、传输与融合交互的能源载体，具有来源多样化、驱动高效率和运行零排放的技术特征。由电力和氢能驱动的动力系统，不受地域资源限制，也不随化石燃料价格起伏，有利于维护能源安全、保护大气环境、推动产业转型升级，正在全球能源动力体系中发挥越来越重要的作用，获得社会各界的共识。本次首批出版的《新型电力系统导论》《清洁能源与智慧能源导论》《煤炭清洁低碳转型导论》3本图书分别邀请中国工程院院士舒印彪、刘吉臻、彭苏萍担任主编，由中国电机工程学会、中国能源研究会、中国煤炭学会牵头组织编写，系统总结了相关领域的创新、探索和实践，呼应了“双碳”战略要求。参与编写的各位院士专家以科学家一以贯之的严谨治学之风，深入研究落实“双碳”目标实现过程中面临的新形势与新挑战，客观分析不同技术观点与技术路线。在此，衷心感谢为图书组织编撰工作作出贡献的院士专家、科研人员和编辑工作者。

期待“双碳”系列丛书的编撰、发布和应用，能够助力 “双碳”人才培养，引领广大科技工作者协力推动绿色低碳重大科技创新和推广应用，为实施人才强国战略、实现“双碳”目标、全面建设社会主义现代化国家作出贡献。（注：作者为中国科协主席）

作为当今世界上最大的发展中国家，能源是我国国民经济发展中所必需的燃料和动力来源，它的合理利用和综合利用对国民经济发展具有重大意义。煤炭作为支撑我国国民经济发展最重要的基础能源，长期以来在社会经济发展中发挥举足轻重的作用，在能源消费结构中占比57％左右。煤炭作为我国的基础能源，无论是从生产、消费、体制、技术，还是从国际合作角度，必然是能源革命的主战场。煤炭行业要充分认清形势并实现自我革命，大力推动煤矿“互联网＋”升级，大力发展煤炭清洁高效利用，全面提升科技创新能力，推进体制机制改革，努力构建智慧、安全、清洁、高效的煤炭生产和利用体系。

就当前全球能源发展来看，绿色低碳发展已经成为发展大势。2020年9月，习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上表示，中国二氧化碳的碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取到2060年前实现碳中和。2021年10月，国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》，把加快构建清洁低碳安全高效的能源体系作为实现“双碳”目标的重要一环。作为全球碳排放的主要来源之一，煤炭清洁低碳转型已上升至国家战略高度，将倒逼煤炭行业实现产业升级和变革性技术创新。尤其受新冠肺炎疫情等因素的冲击，国内外经济政治形势更加错综复杂，在这一背景下，国际能源供给安全被提到更高层级。煤炭作为我国基础能源，其重要地位再次凸显，必须在推进节能减排的同时做好我国煤炭资源应急保障工作。在“双碳”目标下，我国能源发展战略要求煤炭行业走清洁高效利用的道路，而不是单纯的减产。因此，做好煤炭这篇大文章，促进行业清洁低碳转型升级，构建煤炭产业链、供应链发展新格局，从煤炭全生命周期研究碳排放总量、排放结构和减排实施路径尤为关键。

为全面贯彻落实党中央、国务院能源领域战略意图，有效指导煤炭行业转型发展，科学把握煤炭未来转型发展方向，加快构建清洁低碳安全高效能源体系，编写组于2021年开始组织《煤炭清洁低碳转型导论》的编写工作，就煤炭清洁低碳转型路径进行探讨，一方面为煤炭相关企业的转型发展提供指导和借鉴，另一方面为加快构建清洁低碳安全高效的能源体系、实现“双碳”目标提供支撑。

全书共10章。1～3章系统介绍了“双碳”目标背景下国内外碳达峰碳中和的发展态势、绿色转型常用手段路径、世界能源演变与发展。4～6章首先就“双碳”目标下我国煤炭供需形势进行了分析，然后系统阐述了煤炭生产周期内清洁低碳转型的目标和思路，最后就煤炭开采清洁低碳转型路径进行探讨。7～8章系统介绍了煤化工行业清洁低碳转型路径，以及煤电、钢铁、建筑等煤炭加工利用行业清洁低碳转型路径。9～10章阐述了我国煤炭清洁低碳转型面临的挑战、展望和对策建议，并系统分析了煤炭清洁低碳转型的典型案例。

彭苏萍

2022年4月

能源是人类文明进步的重要物质基础和动力，攸关国计民生和国家安全。当今世界，百年未有之大变局加速演进，新一轮科技革命和产业变革深入发展，全球气候治理呈现新局面，新能源和信息技术紧密融合，生产生活方式加快转向低碳化、智能化，能源体系和发展模式正在进入清洁能源主导的崭新阶段。

从人类文明形态的演进及其与能源形式更替关系的视角来看，进入生态文明发展阶段，主要的能源形式必然是清洁能源，能源利用进步的标志就是利用现代信息通信技术打造智慧能源。清洁能源和智慧能源是能源绿色低碳转型的重要战略方向。推动能源绿色低碳转型是保障国家能源安全，力争如期实现碳达峰碳中和的内在要求，也是推动实现经济社会高质量发展的重要支撑。

为全面落实党中央、国务院关于碳达峰碳中和工作有关部署和习近平总书记在中央人才工作会议上的重要讲话精神，在中国科学技术协会的部署下，中国能源研究会组织编写“中国科协碳达峰碳中和系列丛书”之《清洁能源与智慧能源导论》，助力高等学校“双碳”领域师资培训和人才培养工作。

全书共分7章。第1章介绍能源的相关概念，在分析人类文明与能源技术进步关系的基础上，指出清洁能源和智慧能源是生态文明下的能源发展方向。第2章介绍清洁能源和智慧能源的发展现状以及相关法规政策。第3章介绍清洁能源的开发利用技术，包括太阳能（光伏、光热）、风能、水能、核能、生物质能、地热能以及氢能。第4章介绍清洁能源的关键支撑技术，包括新型电力系统、综合能源系统、储能以及碳捕集、利用与封存。第5章介绍智慧能源的关键支撑技术，包括柔性装备技术、物联传感技术、数字赋能技术和数字化提升技术。第6章介绍清洁能源与智慧能源典范工程，选取了国内外具有代表性的典型工程。第7章就清洁能源与智慧能源的机遇和挑战予以展望。

本书由中国工程院院士、华北电力大学原校长、发电厂自动化技术专家刘吉臻主编，华北电力大学王鹏教授、清华大学高峰研究员统筹策划。第1章由王鹏、于筱涵、刘建平编写；第2章由王伟胜、石文辉、白宏、陈艳、孙雪婷、王鹏、施泽邦编写；第3章由王伟胜、石文辉统筹，詹晶、白宏、杜效鹄、苏罡、丛宏斌、何雨江、王洪建编写；第4章由曾博、申炜杰编写；第5章由陈艳波、刘志慧、吴适存编写；第6章由曾博、董厚琦、高峰、夏越、金宇飞、徐丽娟编写；第7章由赵勇强、安琪、高峰、解力也、王永真编写。华北电力大学的李伟康、王文诗、范小克、周吟雨、刘一贤、张常昊、蔡丹婷、张云霄、李晓雪、明飞等也参与了部分编写工作。

刘吉臻

2022年5月

2020年9月22日，中国国家主席习近平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3月，习近平主席在中央财经委员会第九次会议上指出“要着力提高利用效能，实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统”。构建新型电力系统，促进电力领域脱碳，是推动能源清洁低碳转型、实现“双碳”目标的必由之路。

为全面落实党中央、国务院关于“双碳”工作有关部署和习近平主席在中央人才工作会议上的重要讲话精神，中国电机工程学会按照中国科学技术协会的部署，自2021年12月开始，着手组织专家编写“双碳”系列丛书，协助开展高等学校“双碳”相关专业师资教育培训，助力“双碳”相关专业建设和人才培养，服务党和国家“双碳”工作大局，促进经济社会高质量发展，为如期实现“双碳”目标贡献力量。本书面向的主要读者群体包括但不限于：高等院校“双碳”相关专业的教师和学生、碳中和未来技术学院和示范性能源学院负责人等。

全书共分为8章。第1章介绍“双碳”目标提出的时代背景和战略意义，新型电力系统的核心内涵、基本特征、与传统电力系统相比的变化，并给出“源、网、荷、储、共性关键支撑”的技术结构分析。第2章介绍新型电力系统的演化路径与构建举措，阐明了电力系统低碳转型路径。第3章介绍新型电力系统中的清洁低碳化能源生产技术。第4章介绍新型电力系统中的电网技术。第5章介绍新型电力系统中负荷侧的能源高效利用技术。第6章主要介绍新型电力系统中的能量高效存储。第7章介绍新型电工材料、器件、电网数字化、高性能仿真计算与求解、电力北斗、电力网络碳流分析等共性关键支撑技术在新型电力系统中的应用。第8章介绍与新型电力系统相适应的市场机制。

本书主编为中国工程院院士、中国华能集团有限公司党组书记、董事长，国际电工委员会主席，中国电机工程学会理事长舒印彪，执行主编为清华大学电机工程与应用电子技术系主任康重庆。本书主体框架和部分内容参考了中国工程院重大咨询专项“我国碳达峰碳中和战略及路径研究”的子课题3“电力行业碳达峰碳中和实施路径研究”，以及科学技术部高新技术司、工业和信息化部产业发展促进中心委托清华大学牵头完成的《新型电力系统技术研究报告》的成果。第1章由清华大学戴璟，国网能源研究院有限公司夏鹏、元博、王晓晨统筹编写；第2章由国网能源研究院有限公司鲁刚、元博、夏鹏、王晓晨统筹编写；第3章由清华大学戴璟统筹编写；第4章由国网能源研究院有限公司王晓晨、元博、夏鹏统筹编写；第5章、第6章由清华大学方宇娟统筹编写；第7章由清华大学杜尔顺统筹编写；第8章由清华大学郭鸿业统筹编写。中国电机工程学会刘建明、李武峰、何永君、陈羽飞也深度参与了本书编写过程中的讨论和修改工作。此外，科学技术部高新技术司邱枫、罗舒瀚，工业和信息化部产业发展促进中心刘嘉、张兆华，国家电网李庆峰、陆振纲、裴哲义、朱建军、臧志斌，南方电网许树楷、李鹏，电力规划设计总院刘世宇，全球能源互联网发展合作组织肖晋宇，中国华能集团有限公司周朝阳，中国长江三峡集团有限公司孙长平，特变电工股份有限公司赵做，华为数字能源股份有限公司常垚，上海奥威科技开发有限公司安仲勋，华北电力大学毕天姝、王剑晓，天津大学贾宏杰，武汉大学董旭柱，西安交通大学别朝红，西南交通大学何正友，北京理工大学陈浩森，北京工业大学吴玉庭，中国科学院广州能源研究所宋文吉，以及国网新源控股有限公司谢枫等专家和领导也参加了本书部分章节的编写工作，在此谨向他们表示衷心的感谢！

由于笔者水平有限，书中难免有局限和不足之处，欢迎广大专家和读者不吝指正。

舒印彪

2022年4月