第4章能源低碳转型与清洁能源《碳中和概论》
4.1能源消费与碳排放
4.1.1能源系统组成：能源系统一次能源系统一次能源是自然界现成的能源，如煤炭、石油、天然气，需开发加工成二次能源，再运输至终端能源消费用户使用。中国能源资源概况中国煤炭资源丰富，但油气资源不足，可再生能源装机量居世界前列，但人均资源量低于全球平均水平。能源分类与特点能源供应的定义一次能源为可再生能源和非可再生能源。可再生能源如风能、太阳能可持续补充，非可再生能源如化石能源难以短期再生，核聚变能潜力巨大，氘燃料大量存在与海水中。能源供应指矿物能源和可再生能源的开发，包括煤炭、原油等资源的勘探与生产。
4.1.1能源系统组成：能源运输、加工与转换氢能运输与电力输送氢能运输有管道、车运、船运三种模式，电力通过输配电系统长距离输送，管道专供能源。能源转换与绿氢应用能源转换包括热能、电能形态变化，绿氢通过电能转换实现零碳，应用于炼钢和重卡，助力低碳转型。能源运输方式与特点能源运输包括煤炭、石油、天然气，通过铁路、公路、水路和管道等方式，需考虑安全和效率。能源加工与形态转换能源加工通过物理变化实现形态转换，如原油炼成品油，煤炭洗选生成精煤，焦炭干馏制成，煤气化技术将煤炭转化为气态燃料。
4.1.1能源系统组成：能源平衡能源平衡是指在某一特定系统内在一定时期的能源供应与需求之间的平衡，受发展阶段、产业结构、资源和节能效率的影响。（1）能源平衡表是指以矩阵或数组形式，反映国家、地区、企业等对象的能源流入与流出、生产与加工转换，消费与库存等数量关系的统计表格。（2）中国能源平衡表分国家级、省级、市级、县级分级编制，从下到上逐级审核。国家统计局审定国家能源平衡表，确保数据完整性和逻辑闭环。（3）国内用煤耗法统计，国际用电热当量法，差异源于能源结构与核算目标适配性。（4）能源平衡定义能源平衡表我国能源平衡表核算方法对比
4.1.2能源消费与经济社会发展经社发展与能源消费经济增长和社会发展推动能源消费，形成与碳排放的正相关联动机制。能源转型的历史进程工业革命以来，能源转型经历了蒸汽机、石油主导到电力技术的演进，中国崛起进一步推动全球能源需求。未来能源需求与挑战21世纪中叶，全球人口可能增至100亿，亚非发展中国家将成为能源需求增长的主力，低碳技术的普及将有利于缓解碳排放带来的气候危机。可再生能源与转型挑战近十年可再生能源增长显著，转向低碳能源需要对自然资源、基础设施和电网存储进行投资，同时需要改变我们的能源消费习惯。
4.1.3能源与碳排放记录统计方法：基本的能源统计及其单位换算主要能源计量标准包括煤炭的吨或千克、石油的桶或升和吨、天然气的标准立方米主要能源计量标准电力以千瓦时计量，折标系数为0.1229kgce/(kW·h)，氢能以热值或体积单位计量。电力与氢能计量规范冷量以冷吨（RT）为单位，1RT等于3859W；铀热值依反应堆类型而异，普通堆约500GJ/kg。冷量与核能计量标准热值指燃料燃烧释放的热量，单位为焦耳每千克。热值定义与单位体系（1）（2）（3）（4）
4.1.3能源与碳排放记录统计方法：碳计量统计方法能源平衡表和碳流图是核算碳排放的重要工具，涵盖能源开发到消费全过程。能源平衡表与碳流图不同国家和地区、经济体即使采用同一种燃料，碳排放系数也存在明显的差异，部分国家甚至缺乏这些数据。排放系数差异与数据来源核算非CO2排放需考虑燃料成分、燃烧条件、排放控制技术等。非CO2排放核算方法
4.2能源革命中的机遇与挑战
4.2.1全球能源革命各国制定能源转型战略，推动可再生能源发展，加大减排力度。能源转型的全球趋势经历四次革命，从煤炭到石油，再到核能，现转向清洁能源为主。全球能源革命历程
4.2.1全球能源革命成立ARPA-E页岩革命与能源转型天然气出口美国推进能源转型成功促进能源结构调整各国能源结构差异欧盟日本提出能源革命战略能源生产与消费措施加强国际合作我国发展可再生能源构建综合能源混合体系
4.2.2能源转型与碳减排国际货币基金组织的QGI指数显示我国经济正转向高质量增长，伴随电气化水平提升，推动低碳发展。增长质量指数（QGI）发展中国家能耗与碳排放强度高，但下降趋势更为明显，发达国家下降较缓。能耗与碳排放强度分析我国可再生能源发电量显著增长，成本降低，有效减少一次能源需求。可再生能源发展现状低碳能源替代将减少GDP与碳排放的关联，我国需长期推进能源转型以实现经济增长与碳排放脱钩。能源转型长期趋势展望
4.3中国能源低碳转型的实现路径
1.能源生产现状中国能源储量居世界前列，煤炭消费量全球第一。能源储量与生产地位2023年新增石油储量12.7亿吨，天然气9812亿立方米，产量均有增长。油气资源开发进展华北、西南、西北是能源集中地，山西、内蒙古、陕