新能源產業是我國重點發展的戰略性新興產業，也是實現“雙碳”目標、優化能源結構、引領經濟發展方式轉變的基礎性產業。

目前，水泥行業布局分布式光伏發電、儲能等新能源也正處于快速發展階段，并且越來越多的水泥企業開始入局其中，包括海螺水泥、南方水泥、江西水泥、塔牌水泥等。作為能源消耗大戶，水泥行業承擔著碳排放的重要使命，正在一步步向著低碳、高效的目標邁進。

“風、光、儲能、氫、氨、高溫氣冷堆、小型堆、CCUS等未來技術不確定性很高，加強研發示范極為必要，但不宜遍地開花搞建設；不同階段具有不同特點，須做統籌戰略考慮。”面對新能源產業的發展，國家發改委宏觀經濟研究院研究員崔成表示。

新能源產業關鍵技術進展如何？未來又有什么前景？7月6日，由中國水泥網主辦的“2023中國水泥節能與新能源發展大會”在山城重慶盛大召開，崔成進行了《雙碳領域關鍵技術進展及前景展望》為主題的精彩報告。

以下是報告全文：

不管是從需求角度分析，還是從雙碳要求來看，水泥行業面臨的壓力都是前所未有的。需求方面，目前房地產行業已經走到了一個明顯的拐點，房地產的投資功能在削弱，只剩改善功能和剛需功能。此外，三年疫情讓地方政府面臨著巨大的財政壓力，在基建方面的投資將減少。在這種情況下，水泥行業的需求下降是必然且長期的。

水泥行業應該怎么辦？大家應該一起攜手，共同控制產能發揮，還要提升企業的技術含量。

在雙碳要求下，水泥行業還面臨哪些挑戰？

全球地表氣溫變化（1850-2020）

全球變暖的正面影響：1.大氣水汽增多，給內陸帶來更多的雨水，我國的中西部將變得濕潤起來；2.全球的植被更加繁茂；3.作物生長更加高產，越冬農作物區域普遍北移，作物分蘗良好，產量隨之普遍增加；4.人類減少能源使用，減少溫室氣體的排放，暖冬使供暖部門節約不少能源。

全球變暖的負面影響：1.海平面上升的影響，過去的百年海平面上升了14.4cm，我國上升了11.5cm——沿海低地被淹，小島國被淹；海岸被沖蝕；沿海地區地表水和地下水鹽分增加，影響城市供水；旅游業受到危害（海濱沙灘）；2.物種消失；3.影響作物的產量和作物的分布；4.高溫、熱浪、熱帶風暴、龍卷風等自然災害加重；5.發病率和死亡率增加，熱帶地區的疾病可能隨著氣候變暖向中緯度地區傳播。

未來溫室氣體排放情景

不同情景下全球溫升幅度

不同溫升情景下全球氣溫變化

不同溫升情景下全球降雨變化

不同溫升情景下全球脆弱性變化

碳核算-溫室氣體排放清單構成

碳核算-2014年中國溫室氣體總量（億噸二氧化碳當量）

我國提出的碳達峰、碳中和目標

2020年9月22日，習近平在第75屆聯合國大會上發表重要講話，正式宣布中國將力爭2030年前實現碳達峰、在2060年前實現碳中和。其后，美國后任總統拜登、日本和韓國等國政府，均相繼宣布將于2050年實現碳中和。截至目前為止全球已有59個國家相繼提出了碳達峰目標和時間表。

2030年前碳達峰行動方案

2021年10月24日，國務院印發《2030年前碳達峰行動方案》；到2025年，非化石能源消費比重達到20%左右，單位國內生產總值能源消耗比2020年下降13.5%，單位國內生產總值二氧化碳排放比2020年下降18%，為實現碳達峰奠定堅實基礎。到2030年，非化石能源消費比重達到25%左右，單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降65%以上，順利實現2030年前碳達峰目標。

“十五五”期間，產業結構調整取得重大進展，清潔低碳安全高效的能源體系初步建立，重點領域低碳發展模式基本形成，重點耗能行業能源利用效率達到國際先進水平，非化石能源消費比重進一步提高，煤炭消費逐步減少，綠色低碳技術取得關鍵突破，綠色生活方式成為公眾自覺選擇，綠色低碳循環發展政策體系基本健全。

我國相關規劃對“碳達峰、碳中和”任務的具體要求

根據習近平主席到2030年我國非化石能源占一次能源消費比重將達到25%左右，以及風電、太陽能發電總裝機容量將達到12億千瓦以上的要求，國家能源局于2021年2月5日發布了關于征求2021年可再生能源電力消納權重和2022-2030年預測目標建議的函，對各省（自治區、直轄市）2021-2030年可再生能源電力和非水可再生能源電力責任權重進行了初步分配，確認后將成為各省（自治區、直轄市）發展規劃的約束性指標和考核目標。

同樣，到2030年單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降65%以上的具體任務，也將作為約束性指標落實到各省（自治區、直轄市）發展規劃和節能考核目標之中。此外，2030年森林碳匯目標，以及非二氧化碳溫室氣體控制目標等也將由國家林草局、生態環境部等部門納入相關規劃之中。

在十三屆全國人大四次會議通過，2021年3月13日正式對外發布的《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》中，對2035年遠景目標，強調了“廣泛形成綠色生產生活方式，碳排放達峰后穩中有降，生態環境根本好轉，美麗中國建設目標基本實現”。

對“十四五”時期經濟社會發展主要目標，提出了“國土空間開發保護格局得到優化，生產生活方式綠色轉型成效顯著，能源資源配置更加合理、利用效率大幅提高，單位國內生產總值能源消耗和二氧化碳排放分別降低13.5%、18%，主要污染物排放總量持續減少，森林覆蓋率提高到24.1%，生態環境持續改善，生態安全屏障更加牢固，城鄉人居環境明顯改善”的具體規劃目標，也將被量化落實到各省（自治區、直轄市）發展規劃之中。

《綱要》中要求，落實2030年應對氣候變化國家自主貢獻目標，制定2030年前碳排放達峰行動方案。完善能源消費總量和強度雙控制度，重點控制化石能源消費。實施以碳強度控制為主、碳排放總量控制為輔的制度，支持有條件的地方和重點行業、重點企業率先達到碳排放峰值。推動能源清潔低碳安全高效利用，深入推進工業、建筑、交通等領域低碳轉型。加大甲烷、氫氟碳化物、全氟化碳等其他溫室氣體控制力度。提升生態系統碳匯能力。錨定努力爭取2060年前實現碳中和，采取更加有力的政策和措施。

我國能源與碳排放目標及達成

我國能源消費結構特點及發展

我國一次能源消費量中可再生能源占比不高；風電光伏等非水可再生能源增長迅速；儲能調節需求會越來越大。

中國實現碳中和難度明顯高于發達國家

2030/2060碳達峰、碳中和情景及減排成本

“十四五”、“十五五”可再生能源快速增長要求

截至2020年底，我國水電裝機3.7億千瓦、風電裝機2.8億千瓦、光伏發電裝機2.5億千瓦、生物質發電裝機2952萬千瓦，分別連續16年、11年、6年和3年穩居全球首位。

截至2020年底，我國可再生能源發電裝機總規模達到9.3億千瓦，占總裝機的比重達到42.4%。

2020年，可再生能源發電量達到2.2萬億千瓦時，占全社會用電量的比重達到29.5。

到2030年非化石能源消費比重達到25%左右（“十四五”期間由15.9%，提高至20%左右），意味著今后10年平均每年要提高0.9個百分點，相當于平均每年要增加非化石能源大約7000萬噸標準煤。

我國風電、太陽能光伏發電資源豐富

我國“十四五”可再生能源進一步加速

高比例可再生能源面臨的階段性問題

可再生能源短期面臨調峰問題；煤電調峰改造將成為重點；包括氨的參燒，氫能的少量使用等；中期儲能技術將逐步跟上（1:2擴大關系），煤電將面臨沉沒成本壓力（2:1縮小關系）；遠期面臨的主要問題是季節性波動和極端天氣影響；必須加大需求端調節。

我國風電增長及全球主要整機企業

我國陸上及海上風電全球市場占有率

我國光伏增長及全球主要整機企業

2022年光伏、風電裝機接近4億千瓦

2022年，我國可再生能源新增裝機1.52億千瓦，占全國新增發電裝機的76.2%，已成為我國電力新增裝機的主體。截至2022年底，可再生能源裝機達到12.13億千瓦，占全國發電總裝機的47.3%。其中，風電3.65億千瓦、太陽能發電3.93億千瓦、生物質發電0.41億千瓦、常規水電3.68億千瓦、抽水蓄能0.45億千瓦。

2022年我國光伏發電新增并網容量8741萬千瓦；其中集中式光伏3630萬千瓦，分布式光伏5111萬千瓦，占當年光伏新增裝機58%以上。截至2022年底，光伏發電并網裝機容量達到3.92億千瓦，連續10年穩居全球第一。

光伏、風電發電量連續三年超1億千瓦時

2022年，可再生能源發電量達到2.7萬億千瓦時，占全社會用電量的31.6%，較2021年提高1.7個百分點。

2022年我國風電、光伏發電量達到1.19萬億千瓦時，較2021年增加2073億千瓦時，同比增長21%，占全社會用電量的13.8%，同比提高2個百分點，接近全國城鄉居民生活用電量；陸上6兆瓦級、海上10兆瓦級風機已成為主流；量產單晶硅電池的平均轉換效率已達到23.1%。

光伏、風電成本變化//田埂風電（減少占地）

茶光互補、漁光互補（多層次立體化開發）

干旱半、干旱地區光伏（生態雙贏），雙面光伏（減少占地）

分布式光伏成為新熱點

整縣（市、區）屋頂分布式光伏開發試點

2021年6月20日，國家能源局發布關于報送整縣（市、區）屋頂分布式光伏開發試點方案的通知。申報試點條件：具有比較豐富屋頂資源，有利于規模化開發屋頂分布式光伏；

具有較好的整縣（區）開發建設條件，較好的電力消納能力，開發建設積極性高，市場主體基本落實。

黨政機關屋頂面積可安裝光伏比例不低于50%，學校、醫院、村委會等公共建筑屋頂面積可安裝光伏比例不低于40%，工商業廠房屋頂面積可安裝光伏比例不低于30%，農村居民屋頂面積可安裝光伏比例不低于20%。

電網企業保證并網消納，通過財政補貼、整合鄉村振興各類項目資金等方式予以支持。

在7月15日報送國家能源局日期之前，已有福建、廣東、陜西、江西、甘肅、安徽、浙江等7省已經陸續下發了《關于開展分布式光伏整縣推進試點工作的通知》和《關于開展戶用光伏整縣集中推進試點工作的通知》文件。

隨著國家及各省落實擬在全國組織開展整縣推進屋頂分布式光伏和戶用光伏開發試點工作，國家電投旗下中國電力國際發展有限公司已經發布了《關于積極申報整縣屋頂分布式開發試點的通知》，已經計劃對22個地區進行屋頂分布式光伏開發試點，并形成重點申報清單等文件。

浙江省力度最大

浙江省政策：新建農村戶用屋頂安裝比例達到40%以上、新建公共基礎設施安裝比例達到100%左右。

車站、學校、醫院、黨政機關辦公用房等公共建筑屋頂安裝比例達到50%以上；商業建筑屋頂安裝比例達到40%以上；特色小鎮、開發區（園區）的建筑屋頂安裝比例達到60%以上；農村戶用屋頂安裝比例達到30%以上。自來水廠、污水處理廠等公共基礎設施的大型構筑物（建筑物）上空安裝比例達到90%以上。

新建工業廠房比例達到80%以上；新建民用建筑推廣建筑一體化光伏發電系統，安裝比例達到60%以上，其中未來社區安裝比例達到80%以上；新建農村戶用屋頂安裝比例要達到40%以上。新建（改建）大型停車場地等公共基礎設施安裝比例達到100%左右。

第三階段全省推進，2023年起，在全省省域范圍推廣，2025年年底前完成全省推廣工作。

BIPV--光伏建筑一體化

光伏建筑一體化，是太陽能光伏發電應用的一個新概念。

主要是將太陽能光伏發電方陣安裝在建筑的圍護結構外表面來提供電力。因其不占用額外的地面空間，是光伏發電系統在城市中廣泛應用的最佳安裝方式。

光伏建筑一體化可分為兩大類:

一類是光伏方陣與建筑的結合。是一種常用的形式，特別是與建筑屋面的結合。

一類是光伏方陣與建筑的集成。如光電瓦屋頂、光電幕墻和光電采光頂等。

光伏方陣與建筑的集成是BIPV的一種高級形式，它對光伏組件的要求較高。光伏組件不僅要滿足光伏發電的功能要求同時還要兼顧建筑的基本功能要求。

行業融合案例（特斯拉進軍屋頂光伏市場）

特斯拉布局BIPV（光伏建筑一體化）市場：2016年8月，特斯拉收購Solar City，并在10月發布第一代Solar Roof產品。2019年10月，特斯拉推出Solar Roof第三代產品。Solar Roof主要面向歐美住宅和其它市場的高端住宅市場。

行業融合案例（國內光伏企業進軍建筑市場）

2021年3月5日，隆基股份擬以現金方式受讓轉讓方持有的森特股份1.31億股股份，占其總股本的27.25%，成為森特股份的第二大股東。

本次收購的主要目的在于：充分發揮森特股份在建筑屋頂設計、維護上的優勢，同時結合隆基股份在BIPV產品（光伏建筑一體化）制造上的優勢，雙方共同開拓大型公共建筑市場的業務發展。

收購有助于隆基股份擴大分布式市場范圍，拓展光伏產品的應用場景。

第三代光伏技術--鈣鈦礦型光伏

是利用鈣鈦礦型的有機金屬鹵化物半導體作為吸光材料的太陽能電池；厚度只有結晶硅型光伏的1/100，可在薄玻璃或塑料等基材上涂上液體制成，成本很低。

2021年9月，日本企業實現700平方厘米轉換效率15%，目標是900平方厘米轉換效率20%；2017年2月，纖納光電以15.2%的轉換效率，首次打破長期由日本保持的效率紀錄。此后轉換效率提升至17.9%，穩態輸出效率達17.3%，但面積小。

鈣鈦礦型光伏和結晶硅型光伏電池比較

儲能等靈活性成本將持續上升

配套儲能將影響項目可行性（中能建核算）

全球及我國電動汽車增長趨勢

“十四五”電動汽車將進入爆發增長期，市場3-5%，年銷售量超過1000萬輛，季度銷售超過1000萬輛—市場進入成熟期。

全球動力主要電池企業市場占有狀況

電動汽車最新政策

2022年1月10日，國家發展改革委等部門聯合發布《關于進一步提升電動汽車充電基礎設施服務保障能力的實施意見》。

截至2021年底，全國充電設施規模達到261.7萬臺，換電站1298座，服務近800萬輛新能源汽車；目標到“十四五”末，我國電動汽車充電保障能力進一步提升，形成適度超前、布局均衡、智能高效的充電基礎設施體系，能夠滿足超過2000萬輛電動汽車充電需求；2021年12月新能源乘用車領域的市場滲透率達到20.6%；要充分發揮動力電池的儲能特性，探索推廣有序充電、V2G等形式，實現電動汽車與電網的協同互動。

新能源汽車產業發展規劃（2021－2035年）

2020年11月2日，國務院發布《新能源汽車產業發展規劃（2021－2035年）》，新能源汽車為世界經濟發展注入新動能。

當前，全球新一輪科技革命和產業變革蓬勃發展，汽車與能源、交通、信息通信等領域有關技術加速融合，電動化、網聯化、智能化成為汽車產業的發展潮流和趨勢。新能源汽車融匯新能源、新材料和互聯網、大數據、人工智能等多種變革性技術，推動汽車從單純交通工具向移動智能終端、儲能單元和數字空間轉變，帶動能源、交通、信息通信基礎設施改造升級，促進能源消費結構優化、交通體系和城市運行智能化水平提升，對建設清潔美麗世界、構建人類命運共同體具有重要意義。

2015年以來，新能源汽車產銷量、保有量連續五年居世界首位，具體細節可參考行業出臺的《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》等文件。

發展愿景：

到2025年，我國新能源汽車市場競爭力明顯增強，動力電池、驅動電機、車用操作系統等關鍵技術取得重大突破，安全水平全面提升。純電動乘用車新車平均電耗降至12.0千瓦時/百公里，新能源汽車新車銷售量達到汽車新車銷售總量的20%左右，高度自動駕駛汽車實現限定區域和特定場景商業化應用，充換電服務便利性顯著提高。

力爭經過15年的持續努力，我國新能源汽車核心技術達到國際先進水平，質量品牌具備較強國際競爭力。純電動汽車成為新銷售車輛的主流，公共領域用車全面電動化，燃料電池汽車實現商業化應用，高度自動駕駛汽車實現規模化應用，充換電服務網絡便捷高效，氫燃料供給體系建設穩步推進，有效促進節能減排水平和社會運行效率的提升。

推動新能源汽車與能源融合發展：

加強新能源汽車與電網（V2G）能量互動。加強高循環壽命動力電池技術攻關，推動小功率直流化技術應用。鼓勵地方開展V2G示范應用，統籌新能源汽車充放電、電力調度需求，綜合運用峰谷電價、新能源汽車充電優惠等政策，實現新能源汽車與電網能量高效互動，降低新能源汽車用電成本，提高電網調峰調頻、安全應急等響應能力。

促進新能源汽車與可再生能源高效協同。推動新能源汽車與氣象、可再生能源電力預測預報系統信息共享與融合，統籌新能源汽車能源利用與風力發電、光伏發電協同調度，提升可再生能源應用比例。鼓勵“光儲充放”（分布式光伏發電—儲能系統—充放電）多功能綜合一體站建設。支持有條件的地區開展燃料電池汽車商業化示范運行。

地方新能源汽車產業發展規劃

2018年6月，廣東省人民政府發布《關于加快新能源汽車產業創新發展的意見》，其中包括加快新能源汽車規模化生產，強化研發創新能力建設，加快新能源汽車充電、加氫基礎設施建設。

2020年9月，廣州市人民政府辦公廳發布關于促進汽車產業加快發展的意見，到2025年，全市汽車產業加快發展初見成效，力爭實現以下目標。

—產業集群：廣州市汽車產能突破500萬輛，規模以上汽車制造業產值力爭達到1萬億元。

—新能源汽車：開發出具有自主核心技術的氫燃料電池乘用車，實現氫燃料電池汽車初步商業化運營，新能源汽車年產能進入全國城市前三名，占全市汽車產能30%以上。

—智能網聯汽車：L3（含）以下級別自動駕駛汽車新車裝配率超過80%，L4級別自動駕駛汽車實現產業化。建成全國領先的5G車聯網標準體系和智能網聯汽車封閉測試區，基本建成國家級基于寬帶移動互聯網智能網聯汽車與智慧交通應用示范區。

—汽車零部件產業：打造智能網聯汽車關鍵核心零部件、核心技術產業高地，形成較完備的世界級汽車零部件產業供應體系，其中汽車電子集成系統銷售收入500億元，配套能力涵蓋內燃動力、混合動力、新能源和智能網聯汽車產業鏈條體系。

電池價格下降明顯，性能缺陷被逐步克服

主要國家禁燃時間表

全球一共有22個國家和地區宣布了“禁燃”時間表，歐洲國家就占了13個。挪威最早，為2025年。

英國：2030年新車市場禁售汽油和柴油車，保留2035年作為混合動力車的禁售時間。和英國一樣，在2030年前禁售燃油車的國家還有6個，為丹麥、德國、冰島、斯洛文尼亞、瑞典和荷蘭。

2019年10月，全球35個城市承諾到2030年使其城市中心的一個主要區域實現零排放。包括阿姆斯特丹、巴塞羅那、柏林、哥本哈根、曼徹斯特、馬德里和華沙在內的17個歐洲城市簽署了《C40無化石燃料街道宣言》，比如羅馬計劃到2030年前市中心交通實現零排放。

主要車企禁燃時間表

大眾：將在2033年至2035年間停止在歐洲銷售燃油車，轉而全面銷售電動汽車。

奧迪：2025年前停止研發汽油和柴油發動機，2026年起新款車都將是純電動，2033年后停止銷售燃油車。

沃爾沃：2025年停售燃油汽車；日產：2025年中國市場停售燃油汽車；本田：2040年停售燃油汽車；福特：2030年歐洲停售燃油汽車；通用：2035年開始停售燃油汽車；寶馬：2030年純電動占50%；奔馳：2030年插電式混合動力和純電動占50%。

“十四五”可再生能源爆發期，儲能是最大短板

風電、光伏將步入大規模商業化時期，電動汽車也將步入大規模商業化時期。最大短板是儲能調節技術。

全球儲能裝機構成（2019年）

抽水蓄能是絕對主力，占全球儲電裝機總規模的92.6%；我國儲能裝機排名全球第一，抽水蓄能占比90.5%；化學儲能裝機規模也居全球首位，在儲能中排名第二，占比8.2%。

4月21日，國家發改委、國家能源局發布《關于加快推動新型儲能發展的指導意見(征求意見稿)》。

我國抽水蓄能速發展

“十四五”規劃電力系統調節（儲能）項目

建設桐城、磐安、奉安二期、渾源、莊河、安化、貴陽、南寧等抽水蓄能電站；實施電化學、壓縮空氣、飛輪等儲能示范項目；開展黃河梯級電站大型儲能項目研究，如：青海省（大水電調蓄）。

在各種儲能技術中，目前只有抽水蓄能具備成本效益可行性；抽水蓄能電站規劃建設面臨生態環境方面的強力約束。

重力儲能

國內首個重力儲能技術應用示范項目——如東100MWh重力儲能項目計劃9月底并網發電。100MWh重力儲能項目總投資10億元，總裝機25MW，發電量10萬千瓦。

2022年2月,中國天楹股份有限公司與EnergyVault達成合作,簽訂新一代重力儲能產品EVx技術許可使用協議；并推動在江蘇如東縣建設100MWh的EVx重力儲能項目。中美關系緊張狀況下，能源領域為數不多的合作亮點。

液流儲能

液流儲能電池系統通常又被稱為氧化還原液流儲能電池；液流儲能電池系統的能量效率高，可達70－80%；蓄電容量大，可達百兆瓦時；在性能和成本上優勢明顯。

目前儲能技術無法適應對可再生能源調節要求

近三年，氣候波動較大帶來我國云南、四川缺水嚴重；對季節性儲能調節需求高；目前儲能技術無法解決上述問題；需要新的儲能方式。

氫能相關專利分布

氫能生產、儲運及利用

四大電解水技術

相比堿性電解槽，PEM的優勢明顯。近期研發重點：SOEC和AEM，前者耐久性、制造工藝有待提升，后者處在基礎材料研發階段。

中期目標：生物質（Biomass）制氫；長期戰略：太陽能光熱（光電催化）制氫。

美國：2030年電解水效率65%；德國：2030年電解水效率70%。

電解水制氫技術發展

我國的進展

2021年11月8日，中國石化首套質子交換膜（PEM）制氫示范站在所屬燕山石化啟動投運。

2021年11月30日，我國首個萬噸級光伏綠氫示范項目——中國石化新疆庫車綠氫示范項目正式啟動建設，總投資近30億元；項目主要包括光伏發電、輸變電、電解水制氫、儲氫、輸氫五大部分。

2021年12月28日，六安兆瓦級氫能綜合利用示范項目，我國首臺燃料電池發電機組成功并網發電；兆瓦級PEM純水電解制氫系統及燃料電池系統設備均為國內首臺首套。

1月10日《自然—通訊》刊發云南大學材料與能源學院文章，柳清菊團隊選用金屬銅（Cu）改性二氧化鈦（TiO2），使產氫的表觀量子效率達到56%。

氫運輸方式/特性/損耗/技術成熟度

日本三大車企轉向電動汽車

電動汽車具有明顯的成本優勢；電動汽車已逐步克服行駛里程短、充電時間長、電池容量密度過低等缺點；對自動駕駛和智能交通系統而言，電動汽車適應性更強；氫燃料電池汽車仍具有能量密度高等優點。

固態儲氫

3月25日，國家重點研發項目固態氫能發電并網率先在廣州和昆明同時實現，這也是我國首次將光伏發電制成固態氫能應用于電力系統；儲氫密度是高，儲氫的壓力是2~3兆帕，能夠儲存200立方米的氫氣。如果換成普通的常用的三個兆帕的儲氫罐，體積要增加20倍。

氫燃料的優缺點

氫：綠氫，藍氫，灰氫，褐氫

優點：常見燃料中熱之最高的，142千焦/克(10GJ/M3)，是石油的3倍左右，煤炭的4.5倍；

缺點：1）可再生能源電解水制氫效率低（成本高），美國2030年效率目標65%，德國70%，能否達到尚未可知；2）儲運成本高；

利用方向：

代替焦炭做高爐還原劑：用于水泥行業替代煤炭；用于儲能：與化學儲能之間是競爭關系；用于發電：氨等可替代之；用于燃料電池汽車，目前轉換效率50%左右，與電動汽車之間是競爭關系；商業和家庭用燃料電池供暖與供水。

從成本出發，氨已進入發電視野

氨液化溫度降-33攝氏度，遠低于氫；

便于運輸：目前全球八成以上的氨被用于生產化肥，已具有有著完備的貿易、運輸系統；

可再生能源制氫，氫轉化為氨，再運輸（氫和氨可以同時運輸）；

氨具有不易燃燒的缺陷：氨的燃燒速度低于氫，發熱量低于氫和天然氣；

氨燃燒的產物是水和氮，無碳排放，但會產生氮氧化物，且持續穩定燃燒比較困難。

主要研發國家日本的進展

由日本東北大學牽頭，大阪大學，產業技術綜合研究所（AIST），三菱重工，三菱日立電力，豐田等參與的課題組；實現了20%氨氣和80%天然氣在2000kW級燃氣輪機中的穩定混燒。

2019年開發出了一種將液態氨直接噴到燃燒器上以實現穩定燃燒的技術；2021年3月成功實現了70%的液氨在2000kW級燃氣輪機中的穩定燃燒，并能同時抑制氮氧化物的產生；2021年10月IHI公司啟動JERA氨能發電示范項目，有信心在2025年之前實現氨燃氣輪機商業化；三菱重工正開發4萬kW級的100%氨專燒燃氣輪機，計劃2025年以后實現商業化。

我國的進展

2022年1月20日，煙臺龍源電力技術股份有限公司研發的燃煤鍋爐混氨燃燒技術工業應用項目成功投運，實現40兆瓦等級燃煤鍋爐氨混燃比例為35%的中試驗證。該技術通過一體化混氨低氮煤粉燃燒器進行煤粉與氨混合物燃燒，并通過內燃耦合旋流射流和分層燃燒技術，實現了氨的穩燃及燃盡，同時有效抑制了氮氧化物的生成。

如在全國范圍內普遍應用，預計每年可實現二氧化碳減排9.5億噸，項目成果達到國際領先水平，為我國燃煤機組實現CO2減排提供了具有可行性的技術發展方向。

固碳及使用技術(CCU)

核電

截至2020年末，我國共有16座核電站投入運行，運行核電機組達49臺，總裝機容量達51027.16MWe，僅次于美國、法國，位列全球第三，“十四五”期間將保持每年300萬千瓦裝機量。

日本福島核事故后，核電安全成本明顯增大，單位發電量成本隨裝機容量加大而上升，2020年11月，華龍一號全球首堆——中核集團福清核電5號機組首次并網成功，我國正式進入核電技術先進國家行列。

高溫氣冷堆示范項目成功并網

2021年12月20日，全球首座具有第四代先進核能系統特征的“高溫氣冷堆”--華能青島石島灣核電站示范工程1號反應堆成功并網發電，示范工程由中國華能聯合清華大學、中核集團共同建設，裝機容量20萬千瓦。

該工程采用耐高溫包覆顆粒核燃料，反應堆冷卻劑的出口溫度達到750～950℃，采用傳熱性能較好、化學性能穩定、中子吸收截面小的氦氣作冷卻劑。安全性好：負溫系數大，堆芯熱容量大，事故工況下溫度上升緩慢。即使在失去氦氣冷卻的情況下堆芯結構也不至于熔化。不僅發電，在冷卻劑出口溫度提高到1000～1200℃時，還可將供熱直接應用于煉鋼、制氫等。因氣體冷卻劑密密度低，導熱能力差，循環時需消耗更大功率，還存在燃料后處理及再加工等問題。

小型堆

我國“玲龍一號”（ACP-100）全球首個陸上商用模塊化小堆目前正在海南昌江建設，“玲龍一號”發電功率為12.5萬千瓦，預計2026年建成發電，年發電量可達10億千瓦時。

“玲龍一號”是全球首個通過IAEA通用反應堆安全型（GRSR）的先進小堆，具有一體化反應堆技術、高效直流蒸汽發生器技術、屏蔽主泵技術、固有安全加非能動安全技術、模塊化技術等技術特征，具有技術先進及成熟、多用途、部署靈活、設備成熟度高、工程可實施性好等突出優勢。

釷基熔鹽堆

世界上第一座商業化運營的釷基熔鹽堆于2018年9月30日在甘肅武威開工建造，該反應堆屬于試驗性質，功率不大，可為1000戶普通家庭提供電能。

釷基熔巖堆安全系數高，基本不會出現熔堆問題，核廢料不到鈾和钚堆的1‰；熱轉換效率更高。可實現700℃常壓高溫，轉換效率可達到45%-50%（鈾堆33%）；節省水資源，環境兼容性大；釷礦資源遠比鈾和钚豐富。我國已探明蘊藏量在30萬噸以上，可以使用兩萬年。

核聚變反應堆

2021年5月28日，由中科院合肥研究院承建的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置——人造太陽，實現可重復的1.2億攝氏度101秒和1.6億攝氏度20秒等離子體運行。

新的核聚變堆項目正在建設中，大科學裝置主體完工。總用地面積約2140畝，共分為三期。2020年7月28日，國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃重大工程安裝啟動儀式在法國該組織總部舉行；2006年5月，中國草簽ITER計劃協定。

小結

風、光、儲能、氫、氨、高溫氣冷堆、小型堆、CCUS等未來技術不確定性很高；加強研發示范極為必要，但不宜遍地開花搞建設。不同階段具不同特點，須做統籌戰略考慮，要特別關注既有設備沉沒成本及人員轉崗等問題（不僅僅涉及成本市場競爭），相近行業早日轉型進入或并購是有利途徑。

碳匯--全國森林覆蓋率變化

“十四五”及2030碳匯目標

加大甲烷、氫氟碳化物、全氟化碳等其他溫室氣體控制力度。提升生態系統碳匯能力。錨定努力爭取2060年實現碳中和，采取更加有力的政策和措施。

2025年森林覆蓋率達到24.1%。

2014-2018年第九次全國森林普查：我國森林面積220萬平方公里，森林覆蓋率22.96%。2020年，我國森林覆蓋率達到23.04%，森林蓄積量175.6億立方米，森林植被總碳儲量已達92億噸，平均每年增加2億噸以上，折合碳匯7到8億噸，森林資產價值25.05萬億元，每年提供的主要生態服務價值增加到15.88萬億元。

到2050年，全國森林覆蓋率穩定在26%以上，森林蓄積達到230億立方米以上。森林植被總碳儲量達到130億噸以上，森林每年提供的主要生態服務價值達到31萬億元以上。

人類即將步入智能社會-日本超智能社會5.0

在德國工業4.0的基礎上，日本政府于2016年提出了“超智能社會5.0”的戰略構想，其認為以物聯網、人工智能、大數據、云計算、機器人等新興技術為核心的超智能社會，是繼狩獵社會、農耕社會、工業社會和信息社會之后的新的社會形態，是通過智能化技術解決相關經濟和社會課題的全新的概念模式。

基于物聯網的分布式可再生能源系統、智能交通體系、智慧樓宇和智能家居、智能工廠等為其重要組成部分，在5G即將步入商業應用階段、人工智能技術取得快速進展的情況下，超智能社會的構想正逐步成為現實。

人類即將步入智能社會-投資歐洲：建設智能城市與智能地區

歐盟在2017年出臺了“投資歐洲：構建智能城市與智能地區”，提出了智能歐洲的發展架構；其中提出的三大支撐系統包括：一是以5G、人工智能、大數據為基礎的新一代信息通信系統；二是以風能、太陽能等可再生能源及分布式能源網絡為基礎的新一代智慧能源系統；三是以電動汽車、燃料電池汽車、自動駕駛技術、智能道路等為基礎的新一代智能交通系統。

歐洲各國提出禁售燃油汽車時間表、德國提出去核電、煤炭時間表等已成為構建以可再生能源為基礎的智能社會建設的重要基礎。

能源物聯網—全球能源發展潮流

總體上，用智能技術把發電、儲能、配電、用能和控制結合起來構建一個新的能源互聯網體系即“能源物聯網”。從能源生產與消費革命角度看，能源物聯網既要涵蓋風能、太陽能、氫能等多種新興能源生產與供應，還需要涵蓋智慧建筑，智能家居，以新能源和自動駕駛技術為核心的智慧交通體系，以智能制造為核心、以增材制造為驅動的個性化定制、柔性化生產體系，同時需要輔以高效儲能技術、智能電網、環境智能監測、氣象信息動態響應等多方面的重要支撐。

技術層面，能源物聯網是以大數據、云計算、人工智能、邊緣計算、區塊鏈等技術為核心，彼此相互深度融合的高度數字化、網絡化、智能化的綜合性能源生產、利用和管理平臺。