第一章 能源科學技術現(xiàn)狀與發(fā)展戰(zhàn)略

1.1全人類共同的挑戰(zhàn)6

1.1.1能源與環(huán)境的挑戰(zhàn)6

1.1.2發(fā)展與減排之間的平衡7

1.1.3能源可持續(xù)供應形勢嚴峻8

1.1.4化石能源清潔利用是近中期的重點10

1.1.5電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行面臨新的挑戰(zhàn)19

1.1.6提高能源利用效率是一致的選擇22

1.2世界能源技術發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢26

1.2.1能源結構和利用技術向低碳和近零排放演化26

1.2.2新能源技術正在降低對化石能源的依賴29

1.2.3提高能效在能源科學技術發(fā)展中地位凸現(xiàn)32

1.2.4電能存儲與輸配電技術發(fā)展迅速33

1.2.5碳捕獲與封存是化石能源減排技術的新的發(fā)展方向36

1.2.6能源科技投入近年來持續(xù)增加40

1.2.7能源新技術的轉化應用日益廣泛45

1.3我國能源科學技術現(xiàn)狀與基礎47

1.3.1節(jié)能減排領域47

（一）發(fā)電領域50

(二)交通領域

(三)建筑領域50

(三)建筑領域50

(四)工業(yè)領域50

1.3.2化石能源領域50

(一)潔凈煤能源利用與轉換51

（二）煤能源資源化工52

（三）清潔石油資源化工與能源轉化利用52

（四）燃油動力節(jié)約與潔凈轉換53

（五）天然氣資源化工與能源利用53

1.3.3可再生能源與新能源領域54

1.3.4電能領域56

1.3.5氣候變化領域58

1.4能源科學發(fā)展思路60

1.4.1能源科學的學科領域60

1.4.2指導思想與發(fā)展目標61

（一）節(jié)能減排62

（二）煤的清潔高效綜合利用62

（三）可再生能源低成本規(guī)?；_發(fā)利用63

（四）超大規(guī)模輸配電和電網(wǎng)安全保障64

（五）核能開發(fā)與利用63

（六）研發(fā)碳捕獲與封存（CC S）技術63

（七）能源科學交叉前沿研究63

1.4.3能源科學發(fā)展重點的遴選原則63

第二章 節(jié)能減排，提高能效119

2.1節(jié)能減排科技發(fā)展概述119

2.2高能耗行業(yè)節(jié)能12 3

2.2.1基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位12 3

2.2.2發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢12 7

2.2.3發(fā)展現(xiàn)狀與研究前沿13 2

（一）鋼鐵行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀13 2

（二）石油化工行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀13 4

（三）燃煤發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀13 6

2.2.4總體發(fā)展現(xiàn)狀及研究前沿13 9

（一）超（超）臨界燃煤發(fā)電技術研究14 1

（二）整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)技術研究14 6

2.2.5近中期支持原則與重點15 2

（一）冶金工藝過程中節(jié)能基礎理論和關鍵技術15 3

（二）余熱余壓發(fā)電基礎理論和關鍵技術15 3

（三）余熱現(xiàn)顯熱回收基礎理論和技術15 3

（四）余熱回收高效換熱設備及強化傳熱的理論與開發(fā)15 3

（五）石油化工過程用能和系統(tǒng)用能優(yōu)化理論與技術研究15 4

（六）石油化工行業(yè)節(jié)能基礎理論和關鍵技術研究15 4

（七）石油天然氣開采節(jié)能基礎理論和關鍵技術研究15 4

（八）信息技術在石油化工節(jié)能降耗中的應用研究15 4

（九）燃煤發(fā)電科學研究的重點15 4

（十）其他流體機械技術科學研究的重點15 5

2.3工業(yè)節(jié)能與污染物控制16 9

2.3.1基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位16 9

2.3.2發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢17 3

2.3.3發(fā)展現(xiàn)狀與研究前沿17 9

2.3.4近中期支持原則與重點18 1

（一）工業(yè)節(jié)能減排監(jiān)管和評估軟科學體系的發(fā)展和完善18 2

（二）能量轉換和傳遞過程基礎理論和關鍵技術研究18 2

（三）能量梯級綜合利用和系統(tǒng)集成技術研究18 3

（四）先進動力循環(huán)技術研究18 3

（五）動力系統(tǒng)節(jié)能技術研究18 4

（六）新能源和綠色可替代能源研究18 4

（七）節(jié)能新產品和新技術研究18 4

（八）煤的高效清潔燃燒技術18 4

（九）工業(yè)大氣污染治理技術研究18 4

（十）工業(yè)固體廢棄物處理技術研究18 4

（十一）工業(yè)廢水處理技術研究18 5

（十二）工業(yè)噪聲治理技術研究18 5

2.4建筑節(jié)能18 5

2.4.1.基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位18 5

2.4.2發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢18 7

2.4.3發(fā)展現(xiàn)狀與研究前沿19 0

2.4.4近中期支持原則與重點19 3

（一）綠色建筑及資源評估軟科學體系的發(fā)展和完善19 3

（二）建筑物本體的關鍵節(jié)能基本理論與制備技術研究19 3

（三）建筑設備的節(jié)能基礎理論與關鍵技術研究19 4

（四）建筑熱環(huán)境控制理論與關鍵技術研究19 4

（五）生態(tài)建筑新理念與建筑微氣候的控制新機理研究19 4

（六）建筑節(jié)能與新能源、新材料學科交叉基礎問題的研究19 5

2.5交通運輸節(jié)能19 5

2.5.1基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位19 5

2.5.2發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢19 7

2.5.3發(fā)展現(xiàn)狀與研究前沿19 8

（一）內燃機動力技術發(fā)展現(xiàn)狀19 8

（二）汽車輔助設備的節(jié)能20 0

（三）新能源動力系統(tǒng)研究現(xiàn)狀20 1

（四）航空動力發(fā)展現(xiàn)狀20 3

2.5.4近中期支持原則與重點20 4

（一）高效清潔內燃機燃燒理論與燃燒控制20 4

（二）替代燃料、混合燃料發(fā)動機燃燒與排放基礎理論和關鍵技術20 4

（三）生物質能制備技術及對生態(tài)環(huán)境環(huán)境的影響20 4

（四）新能源交通動力系統(tǒng)共性關鍵技術20 5

（五）燃料電池基礎理論與關鍵技術研究20 5

（六）航空發(fā)動機燃燒基礎理論與關鍵技術20 5

（七）鐵路運輸節(jié)能技術研究20 5

2.6新型節(jié)能技術(電器與照明節(jié)能)20 5

2.6.1基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位20 5

2.6.2發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢20 6

（一）家用電器節(jié)能20 7

（二）照明節(jié)能20 7

（三）電子器件節(jié)能20 8

2.6.3發(fā)展現(xiàn)狀與研究前沿20 9

（一）冰箱20 9

（二）空調21 0

（三）熱水器21 1

（四）照明節(jié)能21 1

（五）電子器件節(jié)能21 2

2.6.4近中期支持原則與重點21 4

（一）新型替代工質制冷技術21 5

（二）熱驅動制冷技術21 5

（三）熱泵技術21 5

第三章 煤與化石能源22 3

3.1潔凈煤能源利用與轉換22 3

3.1.1基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位22 4

3.1.2發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢22 5

3.1.3發(fā)展現(xiàn)狀與研究前沿23 4

3.1.4近中期支持原則與重點23 8

（一）燃煤污染物的形成機理和控制技術23 8

（二）基于煤炭的高效清潔利用技術23 8

3.2清潔石油資源化工與能源轉化利用23 9

3.2.1基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位23 9

（一）石油化工缺乏持續(xù)發(fā)展的有力保障24 0

（二）迫切需要提高對能源的綜合利用和清潔利用24 1

（三）對清潔能源轉化利用與石油資源化工技術進步提出了更高的要求24 2

（四）石油化工原料供需矛盾突出，急需發(fā)展煉化一體化技術24 3

3.2.2發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢24 4

（一）產品清潔化、高性能化與生產過程清潔化24 4

（二）一體化綜合利用24 4

（三）高效利用劣質資源和拓展原料范圍24 5

（四）二次能源與化工資源接替24 6

3.2.3發(fā)展現(xiàn)狀與研究前沿24 6

（一）與國家石油安全戰(zhàn)略相適應24 7

（二）與建設節(jié)約型經(jīng)濟相適應24 7

（三）與可持續(xù)發(fā)展相適應24 8

3.2.4近中期支持原則與重點24 8

（一）重油高效潔凈轉化利用的基礎研究24 9

（二）非常規(guī)石油資源開發(fā)利用的基礎科學問題研究24 9

（三）清潔和超清潔車用燃料生產的基礎科學問題研究24 9

（四）支撐石油加工-石油化工一體化發(fā)展的基礎科學問題研究24 9

3.3燃油動力節(jié)約與潔凈轉換24 9

3.3.1基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位24 9

3.3.2發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢25 0

3.3.3發(fā)展現(xiàn)狀與研究前沿25 2

3.3.4近中期支持重點與原則26 2

3.4天然氣資源化工與能源利用26 2

3.4.1基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位26 2

3.4.2發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢26 5

3.4.3發(fā)展現(xiàn)狀與研究前沿26 6

3.4.4近中期支持原則與重點26 8

（一）擬解決的關鍵科學問題26 8

（二）優(yōu)先發(fā)展領域26 9

（三）主要研究方向27 0

第四章 可再生能源與新能源282

4.1太陽能28 2

4.1.1基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位2 2

4.1.發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢28 4

（一）太陽能光熱利用28 5

（二）太陽能熱發(fā)電28 9

（三）太陽能光伏發(fā)電29 4

（四）太陽能制氫29 9

4.1.3太陽能利用前沿30 0

（一）太陽能光熱利用30 1

（二）太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)特性及其運行優(yōu)化30 1

（三）太陽能光伏發(fā)電材料、器件、系統(tǒng)特性及其運行優(yōu)化30 1

（四）太陽能－氫能轉化過程的熱物理問題30 1

4.1.4近中期支持重點30 1

（一）太陽能光熱利用的基礎問題30 1

（二）太陽能熱發(fā)電30 2

（三）太陽能光伏發(fā)電30 3

4.2生物質能30 6

4.2.1基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位30 6

4.2.2發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢30 7

4.2.3發(fā)展現(xiàn)狀與研究前沿30 9

（一）熱化學轉化技術30 9

（二）生物化學轉化技術31 4

4.2.4近中期支持原則與重點31 7

（一）生物質熱解液化技術及基礎31 7

（二）生物質高效氣化工藝31 8

（三）先進生物質氣化發(fā)電技術和系統(tǒng)31 8

（四）生物質燃氣和燃油精制技術及相關基礎31 8

（五）秸稈先進燃燒發(fā)電、生物質混燒技術及相關基礎31 8

（六）沼氣發(fā)電技術及相關基礎31 9

（七）纖維素轉化乙醇相關基礎問題31 9

（八）微生物制氫技術基礎31 9

（九）微生物燃料電池以及水生植物利用相關基礎問題31 9

4.3氫能32 1

4.3.1基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位32 1

4.3.2發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢32 2

（一）國際能源署（I EA ）的氫能戰(zhàn)略32 3

（二）美國的氫能發(fā)展戰(zhàn)略32 5

（三）歐盟的氫能發(fā)展戰(zhàn)略32 8

（四）日本的氫能發(fā)展戰(zhàn)略32 9

（五）其它發(fā)達國家的氫能發(fā)展33 0

（六）國際最新態(tài)勢33 1 （七）中國的氫能發(fā)展33 4

4.3.3氫能發(fā)展現(xiàn)狀與研究前沿33 7

（一）氫能制備技術的現(xiàn)狀與前沿33 7

（二）儲氫技術的現(xiàn)狀與前沿34 0

（三）燃料電池技術及其它氫能利用技術的研究現(xiàn)狀與前沿34 2

4.3.4氫能近中期支持原則與重點34 3

（一）在氫能制備領域34 3

（二）在氫能存儲與輸運領域34 4

（三）在氫能轉化與利用領域34 4

4.3.5規(guī)劃戰(zhàn)略34 5

（一）制氫研究方面34 5

（二）儲氫及輸運研究方面34 6

（三）燃料電池及氫能利用技術研究方面34 6

4.4風能34 8

4.4.1基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位34 8

4.4.2發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢34 8

（一）風資源評估研究方面34 8

（二）風電機組研究方面34 9

（三）風電并網(wǎng)研究方面35 0

（四）近海風電方面研究35 1

4.4.3發(fā)展現(xiàn)狀與研究前沿35 1

（一）發(fā)展現(xiàn)狀35 1

（二）研究前沿35 4

4.4.4近中期支持重點與原則35 7

（一）近中期支持原則35 7

（二）反映中國復雜地形特點的風電場模擬研究35 8

（三）適合中國風電場實際工況特點的風電葉片氣動優(yōu)化設計研究35 8

（四）風電機組空氣動力與結構動力特性及優(yōu)化設計理論研究35 8

（五）大型風電機組優(yōu)化控制研究35 8

（六）大型風電場同電力系統(tǒng)相互影響的分析研究35 9

（七）近海風電機組關鍵技術研究35 9

4.4.5規(guī)劃與戰(zhàn)略35 9

4.5水能科學36 0

4.5.1基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位36 0

4.5.2發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢36 1

（一）流域及跨流域水能綜合規(guī)劃36 1

（二）復雜環(huán)境下水電能源優(yōu)化運行36 1

（三）水電機組安全穩(wěn)定運行36 2

（四）巨型水力發(fā)電機組與大型抽水蓄能機組36 2

4.5.3發(fā)展現(xiàn)狀與研究前沿36 3

（一）氣候變化條件下流域水能開發(fā)的長期生態(tài)學效應36 3

（二）復雜水電能源多維廣義耦合系統(tǒng)優(yōu)化決策理論與方法36 3

（三）巨型水力發(fā)電機組的在線狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷36 4

（四）巨型水力發(fā)電機組設計與制造36 4

4.5.4近中期支持原則與重點36 4

（一）優(yōu)先資助領域36 5

（二）重點研究方向36 5

4.6海洋能及其利用36 8

4.6.1基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位36 8

4.6.2研究現(xiàn)狀與發(fā)展態(tài)勢36 8

（一）波浪能36 8

（二）潮汐能37 0

（三）海流能37 0

（四）溫差能37 1

4.6.3發(fā)展趨勢與研究前沿37 1

（一）發(fā)展趨勢37 2

（二）研究前沿37 2

4.6.4近中期支持原則與重點37 4

（一）重點支持的原則37 4

（二）近期支持的重點37 4

（三）中期支持的重點37 4

（四）重點研究方向37 4

4.7核能37 6

4.7.1基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位37 6

4.7.2發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢37 6

4.7.3發(fā)展現(xiàn)狀與研究前沿37 8

4.7.4近中期支持原則與重點38 1

（一）大型先進壓水堆38 1

（二）快堆技術38 1

（三）第四代先進核能技術38 2

（四）核聚變堆38 5

4.7.5規(guī)劃與戰(zhàn)略38 7

4.8天然氣水合物38 8

4.8.1天然氣水合物能源基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位38 8

4.8.2天然氣水合物能源發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢38 8

（一）經(jīng)濟、高效、安全的NG H 資源開采方法38 9

（二）全面、綜合的NG H 環(huán)境影響評估38 9

（三）清潔、高效的NG H 應用技術38 9

4.8.3天然氣水合物能源發(fā)展現(xiàn)狀與研究前沿39 0

（一）NG H 資源開采39 0

（二）NG H 環(huán)境影響39 2

（三）NG H 資源應用39 3

4.8.4天然氣水合物能源近中期支持原則與重點39 5

（一）NG H 開采方法39 5

（二）NG H 開采實驗模擬39 5

（三）NG H 環(huán)境影響評價39 5

（四）NG H 應用技術39 6

4.8.5規(guī)劃與戰(zhàn)略39 6

4.9地熱與其它39 7

4.9.1基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位39 7

4.9.2發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢39 7

4.9.3發(fā)展現(xiàn)狀與研究前沿39 8

（一）地熱發(fā)電技術發(fā)展現(xiàn)狀39 8

（二）地熱直接利用技術發(fā)展現(xiàn)狀39 9

（三）增強型地熱系統(tǒng)技術發(fā)展現(xiàn)狀39 9

（四）地熱能學科研究前沿40 0

4.9.4近中期支持原則與重點40 1

（一）近期（十二五）支持重點領域40 1

（二）中期（十三五）支持重點領域40 1

4.9.5規(guī)劃與戰(zhàn)略40 2

4.10可再生能源儲存、轉換與多能互補系統(tǒng)40 3

4.10.1基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位40 3

4.10.2可再生能源儲存及轉換發(fā)展態(tài)勢、現(xiàn)狀與研究前沿40 3

（一）可再生能源儲能技術的發(fā)展態(tài)勢、發(fā)展現(xiàn)狀40 3

（二）可再生能源熱（冷）能存儲的研究前沿40 6

（三）可再生能源用于電力系統(tǒng)儲能的研究前沿40 7

（四）可再生能源化學存儲的研究前沿40 8

4.10.3多能互補系統(tǒng)的發(fā)展態(tài)勢、現(xiàn)狀與研究前沿40 9

（一）多能互補類型40 9

（二）多能互補的運行和控制41 0

（三）多能互補的研究前沿41 1

（四）多能互補的發(fā)展趨勢41 2

4.10.4近中期支持原則與重點建議41 2

（一）儲能技術41 2

（二）多能互補41 3

4.11可再生能源近中期重點支持方向41 5

4.11.1太陽能近中期重點支持方向41 5

（一）光熱利用的基礎問題41 5

（二）太陽能熱發(fā)電方面41 5

（三）太陽能光伏發(fā)電方面41 5

4.11.2生物質能轉換利用中的重點研究方向及內容41 6

（一）重大交叉領域建議41 6

（二）生物質熱解液化、高效氣化工藝技術基礎41 6

（三）生物質燃氣和燃油精制技術及相關基礎41 6

（四）纖維素轉化乙醇相關基礎問題41 6

4.11.3氫能領域41 7

（一）以化石燃料為基礎的氫能集成系統(tǒng)41 7

（二）太陽能光解水制氫41 7

（三）核能制氫41 7

（四）生物質制氫41 7

4.11.4風能研究近中期支持重點41 8

（一）反映中國復雜地形特點的風電場模擬研究41 8

（二）適合中國風電場實際工況特點的風電葉片氣動優(yōu)化設計研究41 8

（三）風電機組空氣動力與結構動力特性及優(yōu)化設計理論研究41 8

（四）大型風電機組優(yōu)化控制研究41 8

（五）大型風電場同電力系統(tǒng)相互影響的分析研究41 9

（六）近海風電機組關鍵技術研究41 9

4.11.5核能方面重點研究方向包括41 9

（一）燃料循環(huán)技術41 9

（二）核能的綜合利用42 0

（三）超臨界水堆42 0

（四）Z箍縮驅動聚變能源堆42 0

（五）Z箍縮聚變能的基礎問題研究42 0

4.11.6天然氣水合物能源近中期支持重點42 1

（一）NG H 環(huán)境影響評價42 1

（二）NG H應用技術42 1

第五章 電能轉換、輸配、儲存及利用44 0

5.1大規(guī)?？稍偕茉措娏斔图敖尤?/SPAN>44 0

5.1.1基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位44 0

5.1.2發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢44 2

（一）發(fā)展規(guī)律44 2

（二）主要發(fā)展趨勢44 3

5.1.3發(fā)展現(xiàn)狀分析與前沿44 5

5.1.4近中期支持重點與原則44 7

（一）風能和太陽能預測44 7

（二）大型風電場和光伏發(fā)電站動態(tài)等值模型和參數(shù)44 8

（三）大規(guī)模風電和光伏發(fā)電輸電方式及接入44 8

（四）大規(guī)模風電場和光伏電站隨機功率波動特性的研究44 8

（五）大規(guī)模可再生能源電力并網(wǎng)準則與檢測技術44 8

5.2智能電網(wǎng)44 9

5.2.1基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位44 9

5.2.2發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢45 0

5.2.3發(fā)展現(xiàn)狀與研究前沿45 1

5.2.4近中期支持原則與重點45 5

（一）智能電網(wǎng)自愈及其支撐技術的理論與方法45 5

（二）智能電網(wǎng)互動及其支撐技術的理論與方法45 6

（三）智能電網(wǎng)安全及其支撐技術的理論與方法45 6

（四）智能電網(wǎng)高質量及其支撐技術的理論與方法45 8

（五）智能電網(wǎng)兼容及其支撐技術的理論與方法45 8

（六）智能電網(wǎng)市場化及其支撐技術的理論與方法45 9

（七）智能電網(wǎng)資產優(yōu)化及高效運行的理論與方法46 0

5.3特高壓輸變電46 1

5.3.1基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位46 1

5.3.2發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢46 2

（一）特高壓輸電線路電暈特性46 4

（二）特高壓輸電線路電磁環(huán)境特性46 4

（三）特高壓輸電線路長空氣間隙放電特性46 4

（四）特高壓輸電線路和設備外絕緣特性46 4

（五）特高壓輸電線路潛供電弧特性與抑制技術46 4

（六）特高壓輸電線路對鄰近電磁敏感系統(tǒng)的電磁影響與防護技術46 4

（七）特高壓輸電線路導線舞動及其抑制方法46 5

（八）特高壓輸變電設備電工材料的參數(shù)特性46 5

（九）特高壓輸變電設備絕緣材料的老化與壽命評估46 5

（十）特高壓直流換流閥電壓分布特性與多物理場耦合特性46 5

（十一）特高壓GI S系統(tǒng)極快速瞬態(tài)過電壓以及絕緣系統(tǒng)的響應特性46 5

（十二）特高壓GI S斷路器的開斷性能及其關鍵技術46 6

（十三）特高壓換流變壓器復合電場分布以及絕緣系統(tǒng)的響應特性46 6

（十四）特高壓換流變壓器電磁振動特性與噪聲抑制方法46 6

（十五）特高壓輸電線路與設備運行狀態(tài)檢測與評估技術46 6

（十六）特高壓輸變電系統(tǒng)的可靠性與風險評估46 6

（十七）災害空間天氣對特高壓輸變電系統(tǒng)的影響分析46 6

（十八）先進輸電技術46 7

5.3.3發(fā)展現(xiàn)狀與研究前沿46 7

5.3.4近中期支持原則與重點46 9

（一）特高壓輸電線路電暈特性46 9

（二）特高壓輸電線路電磁環(huán)境特性46 9

（三）特高壓輸電線路長空氣間隙放電特性46 9

（四）特高壓輸電線路和設備外絕緣特性47 0

（五）特高壓輸電線路潛供電弧特性與抑制技術47 0

（六）特高壓輸電線路對鄰近電磁敏感系統(tǒng)的電磁影響與防護技術47 0

（七）特高壓輸電線路導線舞動及其抑制方法47 0

（八）特高壓輸變電設備電工材料的參數(shù)特性47 0

（九）特高壓輸變電設備絕緣材料的老化與壽命評估47 0

（十）特高壓直流換流閥電壓分布特性與多物理場耦合特性47 0

（十一）特高壓GI S系統(tǒng)極快速瞬態(tài)過電壓以及絕緣系統(tǒng)的響應特性47 1

（十二）特高壓GI S斷路器的開斷性能及其關鍵技術47 1

（十三）特高壓換流變壓器復合電場分布以及絕緣系統(tǒng)的響應特性47 1

（十四）特高壓換流變壓器電磁振動特性與噪聲抑制方法47 1

（十五）特高壓輸電線路與設備運行狀態(tài)檢測與評估技術47 1

（十六）特高壓輸變電系統(tǒng)的可靠性與風險評估47 1

（十七）災害空間天氣對特高壓輸變電系統(tǒng)的影響分析47 2

（十八）先進輸電技術47 2

5.4儲能儲電系統(tǒng)47 3

5.4.1基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位47 3

5.4.2發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢47 4

5.4.3發(fā)展現(xiàn)狀與研究前沿47 4

（一）抽水蓄能47 4

（二）壓縮空氣儲能47 5

（三）慣性儲能47 5

（四）超導磁儲能47 6

（五）超級電容器儲能47 7

（六）電池儲能47 8

5.4.4近中期支持原則與重點48 0

（一）儲能技術自身的發(fā)展48 0

（二）儲能技術的應用研究48 1

5.5智能高壓電力裝備48 3

5.5.1基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位48 3

5.5.2發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢48 4

（一）發(fā)展規(guī)律48 4

（二）主要發(fā)展趨勢48 5

5.5.3發(fā)展現(xiàn)狀與研究前沿48 7

5.5.4近中期支持原則與重點49 0

（一）高壓電力裝備故障產生機理及故障特征信息49 0

（二）高壓電力裝備故障信息傳感理論和傳感器研究49 0

（三）高壓電力裝備故障辨識與定位理論及技術49 1

（四）高壓電力裝備狀態(tài)評估及壽命管理49 1

（五）高壓開關電器智能操作理論及技術49 1

（六）高壓電力裝備的通訊與信息平臺技術49 1

5.6電力電子器件和系統(tǒng)49 2

5.6.1基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位49 2

5.6.2發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢49 3

（一）高壓、大電流功率器件49 4

（二）高壓、大電流功率器件系統(tǒng)工作可靠性49 5

（三）中小功率電力電子器件49 5

（四）基于新材料的電力電子器件49 6

（五）高頻功率無源元件49 6

5.6.3發(fā)展現(xiàn)狀與研究前沿49 7

（一）高壓大電流功率器件49 7

（二）高壓、大電流功率器件系統(tǒng)工作可靠性49 7

（三）中小功率器件49 8

（四）新材料電力電子器件49 9

（五）高頻功率無源元件50 1

5.6.4近中期支持原則與重點50 1

（一）以I GB T為核心的高壓大電流功率器件及集成技術研究50 2

（二）寬帶隙半導體功率器件核心技術研究50 2

（三）高性能、集成化中小功率電力電子器件及系統(tǒng)技術研究50 2

（四）高頻功率無源元件研究50 3

5.7電能高效利用與節(jié)電50 4

5.7.1基本范疇、現(xiàn)狀和戰(zhàn)略地位50 4

5.7.2發(fā)展趨勢與研究前沿50 6

（一）節(jié)電調度50 6

（二）電能質量控制50 7

（三）終端用戶能源消費管理50 7

（四）變壓器節(jié)電50 7

（五）電機節(jié)電50 7

（六）高耗能電氣設備節(jié)電50 8

（七）電梯節(jié)電50 8

（八）空調節(jié)電50 8

（九）照明節(jié)電50 8

5.7.3近中期支持方向、重點及交叉研究方向50 9

（一）考慮多能源情況下的節(jié)電調度50 9

（二）動態(tài)電能質量控制技術與設備50 9

（三）電能供給側與消費側的最優(yōu)配合50 9

（四）大功率工業(yè)負載的開關電源技術及其非線性電能計量51 0

（五）空調控制技術及新型節(jié)電空調51 0

5.8電氣交通與運載系統(tǒng)51 1

5.8.1基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位51 1

5.8.2發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢51 3

（一）電氣化51 3

（二）均應用綜合能源管理技術優(yōu)化組合51 3

（三）朝著高速、高效、低排放的方向發(fā)展51 3

（四）大量應用高效節(jié)能的新材料和新型器件51 4

5.8.3發(fā)展現(xiàn)狀分析與前沿51 4

（一）電動汽車51 4

（二）軌道交通51 5

（三）船舶交通51 6

（四）多電飛機與空間飛行器51 7

5.8.4近中期支持原則與重點建議51 7

（一）近中期支持原則51 7

（二）近中期期支持重點51 7

5.9超導電力技術51 9

5.9.1基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位51 9

（一）超導電力技術的基本范疇51 9

（二）超導電力技術的內涵51 9

（三）超導電力技術的戰(zhàn)略地位52 1

5.9.2發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢52 1

（一）向更高電壓等級或更大容量方向發(fā)展52 1

（二）向原理多樣化和功能集成化方向發(fā)展52 1

（三）與智能電網(wǎng)技術的發(fā)展需求相結合52 1

（四）為新能源的發(fā)展服務52 2

5.9.3發(fā)展現(xiàn)狀分析與前沿52 2

（一）超導材料52 2

（二）超導電力應用基礎52 2

（三）超導電力技術應用52 3

5.9.4近中期支持原則與重點建議52 4

（一）近中期支持的原則52 4

（二）近中期支持的重點52 4

（一）大規(guī)?？稍偕茉措娏斔图敖尤?yún)⒖嘉墨I52 5

（二）智能電網(wǎng)參考文獻52 5

（三）特高壓輸變電參考文獻52 6

（四）儲能儲電系統(tǒng)主要參考文獻52 6

（五）高壓電力裝備參考文獻52 7

（六）電力電子器件和系統(tǒng)參考文獻52 7

（七）電能高效利用與節(jié)電參考文獻52 8

（八）電氣交通與運載系統(tǒng)參考文獻52 8

（九）超導電力技術參考文獻52 9

第六章 溫室氣體控制與無碳-低碳系統(tǒng)53 3

6.1溫室氣體控制的領域范疇與現(xiàn)狀53 3

6.1.1溫室氣體控制的領域范疇53 3

（一）氣候變化事實、影響及原因53 3

（二）各國對溫室氣體控制問題的態(tài)度及相應對策53 4

（三）我國溫室氣體排放狀況53 6

（四）溫室氣體減排和控制措施和技術53 7

6.1.2溫室氣體控制的現(xiàn)狀54 0

（一）溫室氣體控制系統(tǒng)54 0

（二）二氧化碳輸送54 0

（三）二氧化碳封存54 0

（四）二氧化碳利用54 1

（五）溫室氣體控制研究的現(xiàn)狀分析54 2

6.2能源動力系統(tǒng)的減排科學與技術54 4

6.2.1基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位54 4

6.2.2發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢54 4

6.2.3發(fā)展現(xiàn)狀與研究前沿54 5

（一）燃燒后分離二氧化碳54 6

（二）燃燒前分離二氧化碳54 7

（三）純氧/二氧化碳（O 2/C O2 ）循環(huán)54 9

6.2.4近中期支持原則與重點55 1

（一）溫室氣體控制研究的近中期支持原則55 1

（二）近中期支持重點55 2

6.3無碳-低碳能源科學與技術55 4

6.3.1基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位55 4

6.3.2發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢55 5

（一）低碳產品合成技術55 5

（二）新型清潔煤燃燒技術55 6

（三）劣質煤利用55 6

（四）弱還原性煤的綜合利用生產技術55 6

6.3.3發(fā)展現(xiàn)狀與研究前沿55 6

（一）發(fā)展現(xiàn)狀55 6

（二）研究前沿55 8

6.3.4近中期支持原則與重點56 0

（一）重點支持技術的原則56 0

（二）2010 -2020 年重點支持的技術56 0

6.4無碳-低碳能源化工與工業(yè)56 2

6.4.1基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位56 2

6.4.2發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢56 2

（一）發(fā)展規(guī)律56 3

（二）發(fā)展趨勢56 4

6.4.3發(fā)展現(xiàn)狀與研究前沿56 6

（一）二氧化碳吸收法捕集技術56 6

（二）二氧化碳吸附捕集技術56 7

（三）二氧化碳膜分離捕集技術56 8

（四）二氧化碳耦合捕集技術57 0

（五）能源化工與工業(yè)的二氧化碳捕集集成技術57 0

6.4.4近中期支持原則與重點57 0

（一）二氧化碳吸收法捕集技術57 1

（二）二氧化碳吸附法捕集技術57 1

（三）二氧化碳膜分離法捕集技術57 1

（四）二氧化碳耦合捕集技術57 1

（五）能源化工與工業(yè)與二氧化碳捕集集成技術57 1

6.5低碳型生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)57 2

6.5.1基本范疇、內涵和戰(zhàn)略地位57 2

6.5.2發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢57 3

（一）發(fā)展規(guī)律57 3

（二）發(fā)展趨勢57 4

6.5.3發(fā)展現(xiàn)狀與研究前沿57 6

（一）循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展模式57 7

（二）二氧化碳分離與資源化利用57 7

（三）多技術集成57 8

6.5.4近中期支持原則與重點57 8

（一）清潔生產替代與能量梯級利用技術研究57 9

（二）碳資源生態(tài)化循環(huán)利用關鍵技術研究57 9

（三）生物固碳技術的開發(fā)與應用研究57 9

（四）低碳循環(huán)經(jīng)濟生態(tài)工業(yè)大系統(tǒng)集成技術研究57 9

（五）低碳型循環(huán)經(jīng)濟生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)決策與支撐研究57 9

6.6研究建議58 0

6.6.1控制二氧化碳排放的潔凈煤技術58 0

6.6.2燃燒與二氧化碳分離一體化系統(tǒng)集成創(chuàng)新58 0

6.6.3煤基液體燃料生產與二氧化碳分離一體化系統(tǒng)創(chuàng)新58 0

6.6.4加快發(fā)展先進的二氧化碳捕集分離技術58 0

6.6.5加強C O2 儲存和利用的研究58 1

6.6.6低碳排放型工業(yè)系統(tǒng)研究58 2

第七章 能源科學優(yōu)先發(fā)展與交叉領域

7.1節(jié)能減排、提高能效研究58 8

7.2煤與化石燃料59 0

7.2.1優(yōu)先領域59 0

7.2.2重大交叉領域59 0

7.3可再生能源59 0

7.3.1太陽能利用與建筑節(jié)能59 0

7.3.2太陽能利用與環(huán)境保護59 1

7.3.3多能源供應體系下的能量利用系統(tǒng)優(yōu)化59 1

7.3.4太陽－植物光合作用59 1

7.3.5太陽能化學與生物轉化的基礎科學問題研究59 1

7.3.6太陽能規(guī)模制氫與燃料電池耦合系統(tǒng)關鍵技術研究59 3

7.3.7燃料電池多尺度復雜結構中耦合的基本問題59 4

7.3.8高效低成本規(guī)?；亩嘞嘟缑婕岸嘞嗔鲀潴w系的理論與技術59 4

7.3.9微生物燃料電池以及水生植物利用相關基礎問題59 5

7.3.10風、水、光互補系統(tǒng)設計、運行與控制59 5

7.3.11基于生物質能-太陽能的農村多能互補系統(tǒng)設計、運行與控制59 5

7.3.12多能互補網(wǎng)絡59 6

7.4電能59 6

7.4.1本領域重點支持方向59 6

（一）大規(guī)?？稍偕茉吹碾娏斔团c接入59 6

（二）智能電網(wǎng)的關鍵科學技術問題59 7

（三）多元復合儲能系統(tǒng)及其應用59 8

（四）特高壓絕緣技術與環(huán)境特性59 8

（五）高壓大電流電力電子元器件和集成技術59 9

（六）復雜電力電子系統(tǒng)59 9

（七）先進電機系統(tǒng)-工業(yè)節(jié)能60 0

（八）電氣交通與運載系統(tǒng)學科布局、重點交叉領域建議60 1

（九）超導裝置中的基礎問題60 2

（十）多場作用下電介質的性能及環(huán)境友好的電工材料60 2

（十一）環(huán)境友好的電介質材料60 3

7.4.2本領域重點交叉支持方向60 3

（一）智能電網(wǎng)的信息平臺（與信息交叉）60 3

（二）風能與太陽能的短期預測與電力調度（與氣象交叉）60 4

（三）大容量高密度儲能技術（與化學、材料交叉）60 4

（四）新型電工材料（與材料交叉）60 5

（五）高效節(jié)能的照明技術（與光電、微電子、半導體交叉）、60 5

7.5溫室氣體控制與無碳-低碳系統(tǒng)60 5

7.5.1控制C O2 排放的潔凈煤技術60 6

（一）燃燒與C O2 分離一體化系統(tǒng)集成創(chuàng)新60 6

（二）煤基液體燃料生產與C O2 分離一體化系統(tǒng)創(chuàng)新60 6

7.5.2加快發(fā)展先進的C O2 捕集分離技術60 6 （一）吸收法60 6

（二）膜分離法60 7

（三）吸附法60 7

7.5.3加強C O2 儲存和利用的研究60 7

（一）C O2 儲存60 7

（二）C O2 的化學利用60 7

7.5.4低碳排放型工業(yè)系統(tǒng)研究60 8

第八章 發(fā)展建議61 1

8.1節(jié)能減排、提高能效研究建議61 1

8.1.1高能耗行業(yè)節(jié)能研究建議61 1

8.1.2工業(yè)領域節(jié)能研究建議61 1

8.1.3建筑節(jié)能領域建議61 2

8.1.4交通領域節(jié)能研究建議61 3

8.2煤與石油研究發(fā)展建議61 3

8.2.1科研平臺及條件建設61 3

（一）建立潔凈煤轉化及利用科研平臺61 3

（二）建設煤分級轉換多聯(lián)產研究平臺61 4

（三）建設多種污染物協(xié)同脫除研究平臺61 5

（四）建立完善的催化研究平臺61 5

（五）建立創(chuàng)新的化工技術和過程平臺61 6

8.2.2其它建議61 6

8.3可再生能源61 7

8.3.1加大在可再生能源領域的經(jīng)費支持力度61 7

8.3.2加大培養(yǎng)多學科交叉綜合性人才的力度61 7

8.3.3建立國家級可再生能源研究平臺61 8

8.3.4加強國際交流與合作61 8

8.3.5鼓勵主要學術雜志開設可再生能源專刊或特刊61 8

8.4電能轉換、輸配、儲存及利用61 9

8.4.1智能電網(wǎng)研究建議61 9

8.4.2特高壓輸變電技術建議62 0

8.4.3儲能儲電系統(tǒng)建議62 0

8.4.4高壓電力裝備建議62 1

8.4.5電力電子器件和系統(tǒng)建議62 1

8.4.6超導電力技術建議62 2

第九章 我國能源與經(jīng)濟展望

9.1 2014年中國能源消費概況

9.2 2014年全年能源消費總量統(tǒng)計

9.3 1995-2014年中國能源消費總量統(tǒng)計

9.4 2013年中國能源消費情況

9.5 2014年中國經(jīng)濟展望

9.5.1 2013年中國經(jīng)濟回顧

9.5.2 2014年中國經(jīng)濟展望

圖表目錄

圖1-1部分國家人均能源消費量與人均GD P比較56

圖1-2中國化石能源使用產生的二氧化碳排放量57

圖1-3 2008-2014中國電力生產量58

圖1-4 2008-2014年中國能源消費總量及構成58

圖1-5 2008-2014年中國石油對外依存度61

圖1-6 2008-2014年中國煤炭進出口變化情況62

圖1-7 2008-2014年年世界能源消費結構63

圖1-8 2008-2014年年我國能源消費結構64

圖1-9 2008-2014年年我國煤炭消費量及增速64

圖1-10 2008-2014年年中國石油產量及增速65

圖1-112008-2014年年我國電力消費量變化情況68

圖1-12 2008-2014年年中國電力投資構成70

圖1-13按GDP指數(shù)計算的我國單位GD P 能耗72

圖1-14 世界主要國家的平均風機規(guī)模75

圖1-15利用纖維生物質提取第二代生物燃料的過程78

圖1-16通過氣化利用纖維質生物質生產第二代生物燃料79

圖1-17不同電能存儲技術的存儲效率和額定功率82

圖1-18 C C S技術示意圖85

圖1-19 捕獲系統(tǒng)示意圖86

圖1-2 0主要OEC D國家19 74 ~2 0 0 8年能源R&D預算變化情況89

圖1-21 主要OEC D國家能源R&D預算對比90

圖1-2 2不同能源科技占OE CD國家總能源R&D投入比例90

圖1-2 3不同核能科技占主要OE CD國家核能R&D投入比例91

圖1-2 4主要OEC D國家不同化石能源科技R&D投入91

圖1-25 不同可再生能源科技占主要OE CD國家可再生能源R&D投入92

圖1-2 6世界范圍內新能源和可再生能源科學技術投資構成93

圖1-2 7不同發(fā)電技術所處的發(fā)展階段及減排潛力94

圖1-2 8工業(yè)能源技術所處的發(fā)展階段及減排潛力94

圖1-29 建筑和電器用品方面技術所處的發(fā)展階段及減排潛力95

圖1-3 0交通運輸能源技術所處的發(fā)展階段及減排潛力95

圖2-1我國一次性能源消費的行業(yè)結構（數(shù)據(jù)來源國家統(tǒng)計局，國家發(fā)改委）12 3

圖2-2 2005 -2030年世界一次能源消費及預測12 4

圖2-3各類發(fā)電技術的投資比較(圖中英文需要用中文表示)12 5

圖2-4幾類典型發(fā)電技術的熱力學第一效率比較(圖中英文需要用中文表示)12 5

圖2-5中國的重工業(yè)比例的變化17 0

圖2-6一次能源總供應中各類能源所占比例17 1

圖2-7中美兩國的能源消耗對比圖18 6

圖2-8 2020 年我國建筑能耗預測圖18 7

圖2-9中國期刊論文數(shù)目的變化趨勢19 2

圖3-1世界一次能源消費構成22 3

圖3-2中國一次能源消費構成22 3

圖33天然氣相關研究的的總體思路26 9

圖4-1太陽能利用與建筑一體化28 6

圖4-2太陽能復合空調系統(tǒng)28 7

圖4-3太陽能發(fā)電的技術途徑29 0

圖4-4太陽能制氫的途徑30 0

圖4-5生物質利用過程的碳循環(huán)30 6

圖4-6生物質能利用途徑示意圖30 8

圖4-7秸稈直燃發(fā)電方面自有新技術示范項目31 0

圖4-8江蘇興化55M W生物質氣化—蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠31 1

圖4-9英國W e l l m an 的25 0k g/h生物質熱解液化裝置31 2

圖4-10 厭氧消化器31 5

圖4-1 1日本厭氧發(fā)酵制氫工廠以及光生物制氫工廠31 7

圖5-1世界風電裝機容量44 0

圖5-2我國有效風功率密度分布圖44 1

圖5-3電力電子器件分類49 3

圖5-4功率半導體器件的功率頻率乘積49 4

圖5-5全國電能消耗分布50 4

圖6-1“V i s i o n 21 ”遠景計劃53 5

圖6-2歐洲“未來能源計劃”53 5

圖6-3地質封存方案概覽54 1

圖6-4 I GCC或天然氣重整發(fā)電系統(tǒng)回收C O2 54 8

圖6-5天然氣發(fā)電系統(tǒng)回收C O2 54 8

圖6-6超臨界發(fā)電系統(tǒng)回收C O2 54 9

圖6-7煤粉燃燒O2 /C O2 循環(huán)系統(tǒng)54 9

圖6-8具有O 2/C O2 的M A T I A NT 循環(huán)系統(tǒng)55 0

圖8-1催化科學和技術研究平臺涉及的關鍵單元61 6

表1-1溫室氣體排放與氣候變化的關系55

表1-2 1993 年以來我國能源消費缺口60

表1-3 2002 ~2014 年我國電源結構變化情況66

表1-4我國可再生能源裝機容量及目標66

表1-5近年來發(fā)電設備平均利用小時數(shù)變化情況（單位：小時）69

表1-6我國歷年單位GD P能耗72

表1-7近幾年我國能源利用效率變化情況73

表1-8海洋可再生能源利用技術發(fā)展狀態(tài)77

表1-9不同國家電力生產的電廠直接使用及輸配電損失83

表1-10 C C S系統(tǒng)構成部分的技術發(fā)展現(xiàn)狀88

表1-1 0部分關鍵能源技術的相關學科基礎10 9

表2-1煤/天然氣為燃料的能源動力系統(tǒng)發(fā)展13 7

表４-1 I EA 氫能項目32 3

表4-2氫能燃料倡議計劃33 1

表4-3核能領域代表性學術期刊的影響因子的變化情況（2007-2012 ）37 9

表4-4核工程領域代表性學術期刊發(fā)表論文數(shù)量變化表（2007-2012 ）37 9

表4-5中國學者歷年發(fā)表論文數(shù)量38 0

表5-1近年國際超導電力技術研發(fā)的典型事例52 3

表6-1溫室氣體控制研究的現(xiàn)狀分析54 2

表6-2不同發(fā)電系統(tǒng)中用傳統(tǒng)方法從尾氣分離C O2 的比較54 7

表6-3天然氣與煤發(fā)電系統(tǒng)回收C O2 比較(煤價格15$/GJ ，天然氣價格2$/GJ )54 8

表9-1 1995-2012年中國能源消費總量統(tǒng)計

表9-2 1995-2012年中國能源消費構成

表9-3 2012年中國煤炭消費

表9-4中國 GDP季度增速（單位：%）

表9-5月度社會消費品零售總額同比增速（單位：%）

表9-6 2005-2014年三大需求對中國 GDP貢獻度

表9-7中國對外貿易月度變化情況（單位：百萬美元，%

表9-8 2009-2014年中國經(jīng)濟指標