迈向碳中和之路的能源技术创新

本书围绕迈向碳中和之路上能源技术创新的关键领域，汇集了诺贝尔奖得主、院士，政府官员、中青年学者等一批专家，从多个层面和维度阐述了实现碳中和目标所面临的挑战、电力系统的零碳转型、交通行业的清洁与智能化、氢能的发展及应用、能源数字化等领域技术创新的思路、成果及前沿发展趋势，并对实现碳中和的路径进行了展望。
本书适用于能源及相关领域的科技工作者、政策制定者、企业家、学者、学生，及所有关心碳中和事业的读者。

主编：
王麒，美中绿色能源促进会会长。
康重庆，清华大学电机工程与应用电子技术系主任、能源互联网创新研究院院长。

各章作者（按章节顺序）：
王麒，美中绿色能源促进会会长。
康重庆，清华大学电机工程与应用电子技术系主任、能源互联网创新研究院院长。
朱棣文，诺贝尔物理学奖得主，第12任美国能源部部长，美国科学促进会原主席，美国斯坦福大学教授。
金涌，中国工程院院士，清华大学化学工程系教授。
罗伯特·温森米勒，美国加利福尼亚州能源委员会原主席。
石定寰，国务院原参事，中国可再生能源协会原理事长。
马钊，山东大学特聘教授，博士生导师。
王钦，美国电力科学研究院技术领军人。
陈清泉，中国工程院院士，英国皇家工程院院士，香港工程科学院院士。
德鲁??柯杰克，国际清洁交通委员会执行主任。
王云石，美国加州大学戴维斯分校中国交通和能源中心主任。
泰森??艾柯立，美国加州办公室零排放汽车委员会副主任。
威廉??佐贝尔，美国加州氢能商业委员会执行主任。
本??德阿尔巴，美国加州能源委员会顾问。
李先明，国家能源集团北京低碳清洁能源研究院北美清洁能源研究中心氢能研发部主任。
程继红，国家能源集团北京低碳清洁能源研究院北美清洁能源研究中心总经理。
爱德华·扬,国家能源集团北京低碳清洁能源研究院北美清洁能源研究中心氢能研发部工程师。
阿什温·拉姆特克,国家能源集团北京低碳清洁能源研究院北美清洁能源研究中心氢能研发部高级工程师。
乔丹·麦克罗比, 国家能源集团北京低碳清洁能源研究院北美清洁能源研究中心商务部主任。
埃里克·汉森, 美国勇猛能源供应公司首席执行官。
卡伦·霍尔,美国勇猛能源供应公司技术总监。
肯尼思·克拉奇马尔, 加拿大国家排放控制技术公司技术总监。
阿尔文·普拉卡什, 国家能源集团北京低碳清洁能源研究院北美清洁能源研究中心氢能研发部工程师。
顾佑宗,国家能源集团北京低碳清洁能源研究院北美清洁能源研究中心技术总监。
高峰，清华大学能源互联网创新研究院副院长。
曹灿，清华大学能源互联网创新研究院助理研究员。

权Q威的作者队伍：两位诺奖得主、中外院士、知名机构的专家、学者等。
很强的时效性：开展能源技术创新，实现“双碳”目标是当前国内的热点。
内容的广泛性：包括了能源低碳转型的多个热点领域，对不同专业领域的读者都有参考价值，适用读者范围较广。
技术的先进性：文章中谈到的技术及发展方向，代表了当前国际先进水平。

获知《迈向碳中和之路 的能源技术创新》一书即将 付梓，我感到十分高兴。多 年来，我一直关注吴锡九和 王麒先生带领的美中绿色能 源促进会所做的工作。就我 所知，自2008年以来，促 进会每年都组织一场中美绿 色能源高峰论坛，即使受到 疫情等不利因素影响，促进 会今年仍坚持以“碳中和背 景下的清洁能源发展之路” 为主题举办了第13届高峰论 坛，为中美民间在应对气候 变化、实现“碳中和”领域开 展交流与合作搭建起了桥梁 。 这几年里，新冠肺炎疫 情肆虐全球，热浪、干旱和 洪水等极端天气事件频发， 地球一次又一次的警告，让 人类不得不慢下脚步，重新 审视自身与大自然之间的关 系。我们看到，人类活动造 成的气候变化正在造成一连 串日益严重的后果，应对全 球气候变化，已经到了刻不 容缓的关头。在这个议题上 ，人类理应结成真正的命运 共同体。 能源是人类社会生存与 发展的物质基础，能源的开 发利用极大地推进了世界经 济与社会的发展。但如果不 改变当前的能源结构，碳排 放必将继续急剧增长，这是 自然界不可承受的。提出“ 碳中和”目标，促使能源向 低碳乃至零碳排放是时代要 求，大势所趋。截至2021 年12月底，全球已有130多 个国家和地区制定了碳中和 目标，我国也向世界庄严宣 布“二氧化碳力争于2030年 前达到峰值，努力争取 2060年前实现碳中和”，充 分展示了中国作为负责任大 国参与全球气候治理的责任 与担当。 实现碳中和的关键在于 以技术驱动的能源转型。从 远古时期的钻木取火，到工 业革命以来以燃煤为动力的 蒸汽机，再到20世纪以石油 、天然气、煤等为主要燃料 的电力，人类对能源和资源 的利用史也是一次次技术的 突破和创新史，随之而来的 是能源使用效率的持续提升 和社会生产力的不断提高。 然而今天，我们必须认识到 ，人类对自然无休止的掠夺 和索取是不可持续的，一味 追求数量和速度，而不计质 量和后果的技术同样是不可 取的。碳中和目标的实现离 不开以人类福祉为真正目的 的科技创新，其本质上是对 以往的技术及发展模式的反 思和调整，是一场新的技术 革命。 这场技术革命需要加强 国际交流与合作，需要充分 利用全球创新资源。现在， 美中绿色能源促进会做了很 好的尝试，组织了一批中美 两国的资深专家及青年学者 ，他们中间有诺贝尔奖得主 ，有政府官员，有一线科技 工作者，共同撰写了这本碳 中和方面技术创新的文集。 本书探索迈向“碳中和”之路 的思路、方法与路径，内容 涉及清洁能源、储能、氢能 、清洁与智能交通、数字化 能源等多个前沿领域，相信 将为推动绿色低碳领域的科 技创新提供启发和帮助。 地球是人类赖以生存的 共同家园，在地球生态系统 可能面临的崩溃面前，没有 谁能独善其身。在全球碳中 和的背景之下，我们更加呼 唤“科技向善”，呼唤全球科 技界团结起来，向着人类更 加美好的未来而奋斗！ 2022年4月26日于北京

序一
序二
前言
第一章 绪论
第二章 迈向碳中和之路
气候变化与可持续发展的创新路径
2060年中国碳中和思考
美国加州通往低碳未来之路
第三章 电力系统的零碳转型
碳中和目标下的中国能源转型
新一代低压直流供用电系统
灵活需求侧响应在全球电力行业脱碳中的作用初探
第四章 清洁与智能化交通
智能汽车推动第四次工业革命
全球交通行业的脱碳之路
中国和美国加州零排放汽车发展之路分析
美国加州零排放汽车的发展路径
第五章 氢能的未来
美国氢能及燃料电池发展之路展望
氢能在美国加州交通运输行业的发展与应用
基于潜液泵的液氢加氢站技术开发
第六章 数字化能源
促进环境、能源和经济社会可持续发展的能源互联网
第七章 碳中和的远大前景
碳中和之路展望
后记
索引