碳中和概论

本书针对碳中和推动经济社会发展的系统性变革，概述能源碳中和，氢能绿色制造、储运与利用，资源碳中和，信息碳中和，碳汇强化和负排放，碳市场，碳中和管理，碳中和工程及碳中和社会等，共十章。

本书可用作高等学校环境、能源、资源、化工、信息、经济、管理、社会等相关专业本科生及研究生教材，也可供从事碳中和工作的相关人员参考。

目录
- 前辅文
- 绪论
  - 第一节碳中和的由来
    - 一、联合国政府间气候变化专门委员会评估报告——为应对气候变化呐喊
    - 二、《联合国气候变化框架公约》——奠定气候变化应对的法律基础
    - 三、《京都议定书》及其修正案——气候变化应对的先行者
    - 四、《巴黎协定》——全球应对气候变化的里程碑
    - 五、碳中和——纳入我国生态文明建设整体布局
  - 第二节净零排放挑战
    - 一、中国二氧化碳减排——全球碳中和的重点
    - 二、非二氧化碳温室气体减排——全球碳中和的难点
      - （一）中国甲烷排放控制
      - （二）中国含氟温室气体排放控制
      - （三）中国氧化亚氮排放控制
    - 三、中国节能减排贡献——全球碳中和的亮点
  - 第三节碳中和战略机遇
    - 一、翻转极限——生态文明的觉醒之路
      - （一）当前的趋势是不可持续的
      - （二）碳中和目标下的“五碳并举”措施
      - （三）加快“五倍好技术”创新
    - 二、碳中和战略——统筹科技、教育和人才工作
    - 三、实现碳中和——经济社会系统性变革
      - （一）碳中和将带来深刻的产业变革
      - （二）碳中和推动社会经济的深刻变革
      - （三）实现碳中和是推动构建人类命运共同体的选择
  - 本章总结
  - 思考题
  - 参考文献
- 第一章能源碳中和
  - 第一节化石能源低碳利用
    - 一、煤炭清洁高效利用
      - （一）超超临界燃煤发电
      - （二）煤炭直接液化制油
      - （三）煤炭间接液化制油
    - 二、石油高质化利用
      - （一）汽柴油质量升级
      - （二）航空煤油质量升级
      - （三）润滑油和沥青生产
    - 三、燃气扩大化利用
      - （一）天然气
      - （二）天然气水合物
      - （三）三气合采（常规气、浅层气、天然气水合物）
  - 第二节核能利用
    - 一、核聚变能
      - （一）核聚变能开发利用
      - （二）磁约束核聚变
      - （三）惯性约束核聚变
    - 二、固有安全的核反应堆
      - （一）钠冷快堆
      - （二）高温气冷堆
      - （三）钍基熔盐堆
    - 三、核堆小微化
      - （一）小型化核电站
      - （二）微型化核电站
      - （三）Z-箍缩聚变裂变混合堆
  - 第三节可再生能源
    - 一、可再生能源发电规模化
      - （一）太阳能发电
      - （二）风力发电
      - （三）水力发电
      - （四）生物质发电
      - （五）海洋能发电
      - （六）地热发电
      - （七）可再生电力的优势与挑战
    - 二、储能
      - （一）机械储能
      - （二）电磁储能
      - （三）电化学储能
      - （四）化学储能
      - （五）热储能
    - 三、新型电网与特高压输配电
      - （一）高比例可再生电力并网
      - （二）交直流混联电网安全高效运行
      - （三）先进电力装备
  - 本章总结
  - 思考题
  - 参考文献
- 第二章氢能绿色制造、储运与利用
  - 第一节氢能绿色制造
    - 一、灰氢
      - （一）煤炭制氢
      - （二）石油制氢
      - （三）天然气制氢
    - 二、蓝氢
      - （一）灰氢耦合CCUS
      - （二）石化副产氢
      - （三）焦化副产氢
    - 三、绿氢
      - （一）电解水制氢
      - （二）光解水制氢
      - （三）生物质制氢
  - 第二节氢能储运
    - 一、物理储氢
      - （一）高压气态储氢
      - （二）低温液态储氢
    - 二、化学储氢
      - （一）金属氢化物储氢
      - （二）液态有机氢载体储氢
      - （三）液氨储氢
    - 三、运氢
      - （一）气氢输送
      - （二）液氢输送
      - （三）固氢输送
  - 第三节氢能利用
    - 一、氢能化工
    - 二、氢能冶炼
    - 三、氢燃料电池
      - （一）氢燃料电池汽车
      - （二）氢燃料电池公交车
      - （三）氢燃料电池重型卡车
      - （四）其他应用
    - 四、氢燃气轮机
  - 本章总结
  - 思考题
  - 参考文献
- 第三章资源碳中和
  - 第一节煤炭、石油和天然气资源碳中和
    - 一、煤炭、石油和天然气资源效率提升
      - （一）产品结构调整
      - （二）装置大型化与基地化
      - （三）原料低碳化
    - 二、废塑料循环利用
      - （一）废塑料监测
      - （二）废塑料物理回收
      - （三）废塑料化学利用
    - 三、生物质原料替代
      - （一）生物质基汽柴航油
      - （二）生物质基塑料
      - （三）生物质基大宗化学品
  - 第二节金属资源碳中和
    - 一、金属资源效率提升
      - （一）高炉效率提升技术
      - （二）近终形连铸技术
      - （三）低压电解铝技术
    - 二、金属循环与流程再造
      - （一）废钢铁循环及流程再造
      - （二）有色金属循环及流程再造
      - （三）稀土金属循环及流程再造
    - 三、低碳/零碳原料替代
      - （一）氢气替代焦炭炼钢
      - （二）生物炭替煤代焦
      - （三）合成气替代焦炭炼钢
  - 第三节水泥资源碳中和
    - 一、新型低碳水泥产品
      - （一）硫铝酸盐水泥
      - （二）磷酸镁水泥
      - （三）铝酸盐水泥
    - 二、资源循环替代原料
      - （一）磷石膏替代
      - （二）钢渣替代
      - （三）粉煤灰替代
    - 三、工艺和新材料替代
      - （一）燃料工艺替代
      - （二）生产工艺替代
      - （三）生物质替代水泥
  - 本章总结
  - 思考题
  - 参考文献
- 第四章信息碳中和
  - 第一节集成耦合与优化
    - 一、系统节能降碳
      - （一）数字化节能降碳
      - （二）钢铁行业低碳集成与耦合优化
      - （三）石化行业低碳集成与耦合优化
    - 二、能源互联与智慧能源
      - （一）多能协同发电
      - （二）多能互补耦合应用
      - （三）互联网+智慧能源
    - 三、数字化减污降碳协同
      - （一）数字化碳减排与水污染物协同治理
      - （二）数字化碳减排与大气污染物协同治理
      - （三）数字化碳减排与固体废物污染物协同治理
  - 第二节数据计算与存储低碳化
    - 一、新型基础设施
      - （一）新基建的内涵
      - （二）新基建体系建设
      - （三）新基建节能降碳
    - 二、算力基础设施节能
      - （一）绿色数据中心
      - （二）数据中心高效制冷
      - （三）数据中心支撑数字经济
    - 三、国家“东数西算”工程
      - （一）“东数西算”的战略意义
      - （二）“东数西算”新能源产业
      - （三）“东数西算”数据中心产业链
  - 第三节数据传输低碳化
    - 一、数据传输节能
      - （一）数据传输方式
      - （二）数据传输安全
      - （三）数据传输节能降碳
    - 二、无线传感器网络节能
      - （一）无线传感器网络
      - （二）无线传感器网络特点
      - （三）无线传感器网络节能降碳
    - 三、移动通信基站节能
      - （一）移动通信技术的发展历程
      - （二）移动通信基站能耗及节能分析
      - （三）5G基站及能耗分析
      - （四）5G基站节能技术
  - 本章总结
  - 思考题
  - 参考文献
- 第五章碳汇强化和负排放
  - 第一节非二氧化碳温室气体消减
    - 一、甲烷控制与消减
      - （一）畜牧业和种植业
      - （二）能源系统甲烷减排
      - （三）垃圾填埋甲烷减排
    - 二、氧化亚氮控制与消减
      - （一）农业种植
      - （二）废物及污水处理
      - （三）燃烧及其他工业领域
    - 三、含氟气体控制与消减
      - （一）氢氟碳化物（HFCs）减排
      - （二）全氟碳化物（PFCs）减排
      - （三）六氟化硫（SF6）减排
  - 第二节生态碳汇强化
    - 一、生态修复增汇
      - （一）陆地生态系统修复
      - （二）海洋生态系统修复
      - （三）海岸带增汇
      - （四）海水养殖增汇
    - 二、土壤增汇
      - （一）森林土壤碳汇强化
      - （二）场地土壤改良
      - （三）农田土壤碳汇强化
    - 三、化肥、农药强化种植业碳汇
      - （一）化肥碳减排
      - （二）绿色农药碳减排
      - （三）现代种植业
  - 第三节二氧化碳捕集、利用与封存
    - 一、二氧化碳捕集、压缩与运输
      - （一）二氧化碳捕集
      - （二）二氧化碳压缩
      - （三）二氧化碳运输
    - 二、二氧化碳封存与利用
      - （一）二氧化碳封存
      - （二）二氧化碳利用
    - 三、负排放技术
      - （一）生物质能- 碳捕集与封存
      - （二）直接空气捕集
  - 本章总结
  - 思考题
  - 参考文献
- 第六章碳市场
  - 第一节碳源与碳汇监测
    - 一、天空地一体碳源监测体系
      - （一）陆地固定点碳源监测
      - （二）车载走航和无人机碳源监测
      - （三）空间碳源监测
    - 二、碳汇监测计量体系
      - （一）陆地林草碳汇
      - （二）海洋碳汇
      - （三）海岸带碳汇
  - 第二节碳源与碳汇核算
    - 一、碳排放核算方法
      - （一）碳排放核算方法概述
      - （二）区域碳排放核算方法
      - （三）行业碳排放核算方法
      - （四）社区碳排放核算方法
    - 二、碳汇核算方法
      - （一）陆地碳汇核算方法
      - （二）海洋碳汇核算方法
    - 三、绿色溢价
      - （一）绿色溢价的特点
      - （二）不同行业的绿色溢价
      - （三）绿色溢价的影响因素
  - 第三节碳市场运行
    - 一、碳市场交易
      - （一）碳排放权
      - （二）交易原理和交易标的
      - （三）交易参与者
      - （四）世界主要碳市场和交易所
      - 专栏6-1 碳税VS 碳价
    - 二、碳市场配额与抵消
      - （一）碳配额的总量限制
      - （二）碳配额的初始分配
      - （三）主要抵消机制
      - （四）抵消机制的项目类型
    - 三、碳市场监管
      - （一）监测报告核证机制
      - （二）履约机制
    - 四、碳金融
      - （一）碳现货
      - （二）碳基金
  - 本章总结
  - 思考题
  - 参考文献
- 第七章碳中和管理
  - 第一节碳中和规划与评估
    - 一、国家层面碳中和综合规划
      - （一）总体要求与规划目标
      - （二）重点任务
    - 二、科教领域碳中和专项规划
      - （一）《科技支撑碳达峰碳中和实施方案（2022—2030年）》
      - （二）《高等学校碳中和科技创新行动计划》
    - 三、碳中和相关评估方法
      - （一）生命周期评价
      - （二）技术经济分析
  - 第二节碳中和标准与认证实践
    - 一、温室气体量化标准
      - （一）温室气体核算体系
      - （二）ISO14064（GHG）系列标准
      - （三）PAS2050规范
      - （四）ISO14067标准
    - 二、碳中和标准
      - （一）PAS2060标准
      - （二）ISO14068标准（碳中和）
      - （三）《大型活动碳中和实施指南（试行）》
    - 三、认证实践
      - （一）国内相关认证实践
      - （二）国外相关认证实践
  - 第三节碳中和措施与政策
    - 一、能源政策
      - （一）传统化石能源政策
      - （二）可再生能源政策
      - （三）终端电气化政策
    - 二、资源政策
    - 三、信息政策
      - （一）能源互联网和虚拟电厂政策
      - （二）信用政策
      - （三）虚拟货币管理政策
    - 四、碳汇强化政策
  - 本章总结
  - 课后作业——案例分析
  - 思考题
  - 参考文献
- 第八章碳中和工程
  - 第一节效率提升
    - 一、创新基础设施高效化
      - （一）重大科技基础设施
      - （二）科教融汇基础设施
      - （三）产教融合创新基础设施
    - 二、过程绿色化
      - （一）绿色化学技术
      - （二）高效物理分离技术
      - （三）绿色生物制造
    - 三、终端电气化
      - （一）建筑电气化
      - （二）交通电气化
      - （三）工业和农业电气化
  - 第二节园区碳中和
    - 一、零碳社区创建
      - （一）零碳社区工程研究
      - （二）零碳社区工程开发
      - （三）零碳社区工程设计
    - 二、“碳中和”北京冬奥会
      - （一）能源碳中和
      - （二）资源碳中和
      - （三）信息碳中和
      - （四）碳汇市场交易
    - 三、零碳产业园创建
      - （一）全球首个零碳产业园
      - （二）碳中和原油
      - （三）绿色低碳炼化一体化标杆
  - 第三节区域碳中和
    - 一、零碳电力模式
      - （一）水电工程
      - （二）光伏工程
      - （三）储能工程
    - 二、碳汇强化模式
      - （一）沙海先锋
      - （二）绿色长城
      - （三）江河湖海
    - 三、资源循环模式
      - （一）再生建筑工程
      - （二）污染物资源化工程
      - （三）无废城市工程
  - 本章总结
  - 思考题
  - 参考文献
- 第九章碳中和社会
  - 第一节碳中和社会的理论视角
    - 一、碳中和社会概览
      - （一）碳中和概念在社会上的发展
      - （二）碳中和社会基本特征
      - （三）碳中和社会发展指数
    - 二、环境与社会
      - （一）代谢断层理论
      - （二）环境气候问题的社会学
      - （三）生态思想的发展
    - 三、碳中和社会建设
      - （一）气候变化- 社会耦合系统
      - （二）物候变化- 社会耦合系统
      - （三）碳中和教育
  - 第二节碳中和与经济社会发展——IPATD 模型
    - 一、碳排放与人口
      - （一）人口受教育程度
      - （二）人口聚集度
      - （三）人口生活水平
    - 二、碳排放与经济
      - （一）经济发展与碳排放脱钩
      - （二）循环经济
      - （三）数字经济
    - 三、碳中和技术进步
      - （一）能源技术进步
      - （二）资源技术进步
      - （三）信息技术进步
      - （四）碳汇与生态修复技术进步
    - 四、碳中和数据
  - 第三节碳中和社会生活方式变革
    - 一、低碳出行
      - （一）高铁网及地铁
      - （二）新能源汽车与低碳航空
      - （三）共享单车
    - 二、低碳居住
      - （一）低碳制冷取暖与家庭绿电
      - （二）零碳建筑
      - （三）低碳信息通信产品与智能居住
    - 三、低碳饮食
      - （一）减少食物浪费
      - （二）选择简装及本地食物
      - （三）低碳食品外卖
      - （四）减少肉类消费带来的温室气体排放
  - 本章总结
  - 展望
  - 思考题
  - 参考文献

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