碳中和概论 北京大学规划教材 金之钧等 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

碳中和是指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”。为减缓全球变暖导致的生态环境问题，世界各国陆续宣布碳中和时间表。2020年9月22日，中国政府在第七十五届联合国大会上提出：“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。” 碳中和越来越受到国内国际的广泛关注，并成为当前流行语。

《碳中和概论》将从为什么要研究碳中和，温室气体排放与全球气候变暖，碳中和国际演变的历程，欧盟、美国、日本等主要发达国家碳中和概况，中国宣布2060年碳中和的意义、挑战与路径分析，碳减排关键技术，陆地生态系统碳汇，海洋生态系统碳汇，碳捕集、利用与埋存，实现碳中和的市场机制与政府体制，碳中和对未来世界个体生活方式的影响等方面对碳中和做出全面的解读。

《碳中和概论》可作为高等院校通识课教材，也可供普通读者阅读。

第1章 引论 ………………………………………………………………………………… (1)

1.1 碳中和的基本概念 ……………………………………………………………… (1)

1.1.1 碳中和的概念 …………………………………………………………… (1)

1.1.2 碳中和的交叉科学性 …………………………………………………… (3)

1.2 碳中和的国际演变 ……………………………………………………………… (6)

1.2.1 国际社会对碳排放与气候问题的认知过程、科学证据、尚存争议 …… (6)

1.2.2 全球气候治理的历史演变 ……………………………………………… (7)

1.2.3 主要国家的碳中和承诺 ………………………………………………… (9)

1.3 中国宣布2060年碳中和的意义、机遇与路径 ………………………………… (10)

1.3.1 中国宣布碳中和的意义 ………………………………………………… (10)

1.3.2 中国实现碳中和的机遇 ………………………………………………… (11)

1.3.3 中国碳中和的路径分析 ………………………………………………… (13)

1.4 本章小结 ………………………………………………………………………… (15)

参考文献 ……………………………………………………………………………… (16)

第2章 部分发达国家和地区碳中和概况 ……………………………………………… (18)

2.1 引言 ……………………………………………………………………………… (18)

2.2 美国 ……………………………………………………………………………… (18)

2.2.1 美国应对气候变化历程 ………………………………………………… (18)

2.2.2 页岩革命对美国能源转型的影响 ……………………………………… (19)

2.2.3 美国部分州的减排政策 ………………………………………………… (20)

2.2.4 美国碳中和路径研究 …………………………………………………… (20)

2.3 欧盟 ……………………………………………………………………………… (21)

2.3.1 欧盟主要国家减排历程 ………………………………………………… (21)

2.3.2 欧盟的能源转型 ………………………………………………………… (22)

2.3.3 欧盟绿色协定及气候法 ………………………………………………… (22)

2.3.4 欧盟碳交易市场政策 …………………………………………………… (23)

2.4 日本 ……………………………………………………………………………… (25)

2.5 发达国家碳中和的普遍性启示 ………………………………………………… (26)

2.5.1 技术进步是根本动力 …………………………………………………… (26)

2.5.2 市场环境提供了创新条件 ……………………………………………… (26)

2.5.3 社会共识是政策基础 …………………………………………………… (27)

参考文献 ……………………………………………………………………………… (28)

第3章 能源结构转型与碳减排 ………………………………………………………… (30)

3.1 能源系统与碳排放 ……………………………………………………………… (30)3.1.1 认识一个完整的能源系统 (30) ………………………………………………

3.1.2 经济社会发展、能源消费、碳排放的关系 (35) ………………………………

3.1.3 基本的能源及碳排放计量统计方法体系 ……………………………… (37)

3.2 能源转型与碳减排 ……………………………………………………………… (43)

3.2.1 宏观经济变化与能源转型及碳减排 …………………………………… (43)

3.2.2 供给侧能源转型与碳减排 ……………………………………………… (47)

3.2.3 需求侧能源转型与碳减排 ……………………………………………… (49)

3.3 基于能源系统模型的碳中和分析 ……………………………………………… (51)

3.3.1 系统需求分析 …………………………………………………………… (51)

3.3.2 数据指标选取与收集 …………………………………………………… (52)

3.3.3 建模与功能模块设计 (53) ……………………………………………………

3.3.4 情景设计与碳减排、碳中和路径分析 (54) …………………………………

3.4 本章小结 ………………………………………………………………………… (54)

参考文献 ……………………………………………………………………………… (56)

第4章 新型电力系统低碳路径 ………………………………………………………… (57)

4.1 电力系统低碳转型路径 ………………………………………………………… (57)

4.2 新型电力系统面临的挑战与构建路径 ………………………………………… (58)

4.2.1 新型电力系统面临的问题与挑战 ……………………………………… (58)

4.2.2 新型电力系统构建发展路径 …………………………………………… (60)

4.3 新型电力系统的“源网荷储”特征 ……………………………………………… (61)

4.3.1 电源侧 …………………………………………………………………… (61)

4.3.2 负荷侧 …………………………………………………………………… (64)

4.3.3 储能侧 …………………………………………………………………… (66)

4.3.4 电网侧 …………………………………………………………………… (69)

4.4 本章小结 ………………………………………………………………………… (71)

参考文献 ……………………………………………………………………………… (72)

第5章 工业系统减碳与主要技术 ……………………………………………………… (73)

5.1 钢铁行业碳排放现状与减碳主要技术 ………………………………………… (73)

5.1.1 钢铁行业碳排放现状 …………………………………………………… (73)

5.1.2 钢铁行业产量预测 ……………………………………………………… (75)

5.1.3 钢铁行业减碳的关键环节与减碳预测 ………………………………… (76)

5.1.4 钢铁行业碳中和路径及主要减碳技术 ………………………………… (77)

5.2 水泥行业碳排放现状与减碳主要技术 ………………………………………… (79)

5.2.1 水泥行业碳排放现状 (79) ……………………………………………………

5.2.2 水泥行业产量预测[10] (81) …………………………………………………

5.2.3 水泥行业减碳的关键环节与减碳预测 (82) …………………………………

5.2.4 水泥行业碳中和路径及主要减碳技术[10] (83) ……………………………

5.3 石油炼化行业碳排放现状与减碳主要技术 …………………………………… (85)5.3.1 石油炼化行业碳排放现状 (85) ………………………………………………

5.3.2 石油炼化行业主要石油产品产量预测[12] (87) ……………………………

5.3.3 石油炼化行业减碳的关键环节与减碳预测 …………………………… (88)

5.3.4 石油炼化行业碳中和路径及主要减碳技术 …………………………… (88)

5.4 煤化工行业冷热能源供给过程减碳技术 ……………………………………… (89)

5.4.1 煤化工行业发展现状及能耗情况[17] ………………………………… (89)

5.4.2 煤化工行业冷热能源供给现状及存在的问题 (90) …………………………

5.4.3 煤化工行业未来发展预测[17] (91) …………………………………………

5.4.4 煤化工行业新型冷热能源联供技术助力碳中和 ……………………… (94)

5.5 工业过程制冷制热减碳技术 …………………………………………………… (95)

5.5.1 工业过程冷热制备现状及能耗情况 …………………………………… (95)

5.5.2 工业过程冷热过程减碳的关键环节分析 ……………………………… (96)

5.5.3 工业过程冷热制备碳中和路径与关键技术 …………………………… (97)

5.6 本章小结 ………………………………………………………………………… (98)

参考文献 ……………………………………………………………………………… (100)

第6章 交通系统减碳与主要技术 ……………………………………………………… (101)

6.1 交通系统概述 ………………………………………………………………… (101)

6.1.1 交通系统分类 ………………………………………………………… (101)

6.1.2 道路交通是交通系统碳排放的主要贡献者 ………………………… (101)

6.2 道路交通减碳路径 …………………………………………………………… (102)

6.2.1 电动汽车是道路交通减碳的主要手段 ……………………………… (102)

6.2.2 氢燃料电池汽车是道路交通减碳的重要补充 ……………………… (104)

6.2.3 自动驾驶技术发展蕴含巨大减碳潜力 ……………………………… (105)

6.3 道路交通电气化转型全球市场进展 ………………………………………… (105)

6.3.1 全球电动汽车市场概况 ……………………………………………… (105)

6.3.2 全球充电基础设施市场概况 ………………………………………… (107)

6.4 实现道路交通减碳的关键产业环节 ………………………………………… (108)

6.4.1 纯电动汽车产业链 …………………………………………………… (108)

6.4.2 充电基础设施产业链 ………………………………………………… (111)

6.4.3 氢燃料电池汽车产业链 ……………………………………………… (112)

6.5 实现道路交通减碳的重要保障体系 ………………………………………… (113)

6.5.1 上游资源 ……………………………………………………………… (113)

6.5.2 消费市场 ……………………………………………………………… (115)

6.5.3 碳市场 ………………………………………………………………… (116)

6.6 中国道路交通碳减排远景预测 ……………………………………………… (116)

6.6.1 中国汽车保有量预测 ………………………………………………… (116)

6.6.2 中国汽车碳减排发展趋势预测 ……………………………………… (117)

6.7 本章小结 ……………………………………………………………………… (119)参考文献 ……………………………………………………………………………… (119)

第7章 建筑领域的碳中和 ……………………………………………………………… (122)

7.1 建筑相关碳排放的核算方法 ………………………………………………… (122)

7.2 建筑隐含碳排放的现状和中和 ……………………………………………… (123)

7.2.1 碳排放现状 …………………………………………………………… (123)

7.2.2 碳中和路径 …………………………………………………………… (123)

7.3 建筑运行碳排放 ……………………………………………………………… (124)

7.3.1 核算方法 ……………………………………………………………… (124)

7.3.2 运行碳排放现状 ……………………………………………………… (125)

7.3.3 建筑运行实现零碳的三大任务 ……………………………………… (126)

7.4 促进建筑用电零碳化 ………………………………………………………… (127)

7.4.1 调峰火电是解决冬季电力短缺的最好途径,同时可为建筑供暖 …… (127)

7.4.2 城乡建筑屋顶是安装光电的巨大空间资源 ………………………… (128)

金之钧

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金之钧，中国科学院院士，俄罗斯自然科学院外籍院士，国家 “973”项目首席科学家，页岩油气国家重点实验室主任，国家页岩油研发中心主任，中国石油学会副理事长。长期从事石油地质理论与油气战略选区评价的研究与勘探实践，在AAPG、GPC、3P、MPG、中国科学等期刊发表论文400余篇，申请发明专利34项，获国家发明二等奖1项、国家科技进步二等奖2项。

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尽管碳中和的概念在最近两年越来越为人熟知,但在现代科学技术体系中碳中和并不是一个成熟的学科。作为一本面向通识教育的教材，本书分别从能源、工业、交通、建筑、陆地生态系统、海洋碳源碳汇、农田生态系统等多个角度阐述了各行各业实现碳中和的路径和举措，并介绍了实现碳中和的CCUS技术、政府和市场的相关职能等，是一本条理清晰、逻辑完整、语言通俗的碳中和通识读本。