本報告聚焦全球碳中和之路研究，從戰(zhàn)略全局認識和把握全球碳中和目標，結合自身在全球能源轉型、清潔發(fā)展、電力規(guī)劃、氣候環(huán)境領域的研究成果，對全球碳達峰碳中和問題的重大意義、形勢任務、思路目標、重點舉措、綜合路徑、行業(yè)判斷、區(qū)域特征等進行了深入研究，編制形成《全球碳中和之路》。
本報告共分為18章。第1章介紹全球氣候變化與碳中和的形勢與挑戰(zhàn)。第2章提出全球碳中和的必由之路，即以全球能源互聯網為基礎平臺，包括五大部門、六大洲、六大關鍵技術、市場與基礎設施支撐的全球碳中和之路綜合方案。第3章介紹全社會凈零路徑與全球能源互聯網方案特征。第4～8章，分別對能源行業(yè)凈零路線圖、工業(yè)行業(yè)凈零路線圖、交通領域凈零路線圖、建筑及生活領域凈零路線圖和農業(yè)及土地利用增匯路線圖進行了全面詳細的介紹。第9～14章分別介紹亞洲、歐洲、非洲、北美洲、中南美洲、大洋洲碳中和實現路徑，從發(fā)展現狀、減排路徑、能源轉型、清潔能源、配置網絡等多個維度，結合各洲發(fā)展實際，系統論述了各洲的碳中和路徑。第15章介紹清潔替代、電能替代、能源互聯、能源存儲、氫能與電制、碳捕集封存與利用等六大零碳負碳關鍵技術。第16章介紹建立全球電碳市場的市場保障機制。第17章介紹促進三網融合發(fā)展的基礎實施保障機制。第18章介紹綜合效益與政策機制。
本報告分析氣候變化的緊迫形勢和深遠影響，全面介紹全球能源互聯網方案，包括能源生產、能源消費、能源互聯、工業(yè)零碳、交通零碳、建筑及居民零碳、農林業(yè)增匯等多個維度的行動路線圖，系統回答全球如何實現碳中和。報告兼顧科普性、通識性以及專業(yè)性，滿足不同讀者的信息獲取需求。
氣候變化是世界各國共同面臨的重大挑戰(zhàn)，嚴重威脅人類生存和發(fā)展。目前全球平均氣溫相對于工業(yè)革命前水平已升高接近1.2℃，《巴黎協定》溫控目標加速逼近，人類正站在事關生死存亡的十字路口。聯合國秘書長古特雷斯發(fā)出鄭重警告，呼吁各國進入氣候緊急狀態(tài)，攜手努力盡早實現全球碳中和，采取切實行動應對氣候變化。實現全球碳中和是破解氣候環(huán)境危機的必然要求，是實現全球可持續(xù)發(fā)展的重要保障，為促進全球經濟社會綠色轉型、建設人類命運共同體提供強大動力。
全球碳中和是一項極其復雜艱巨的系統工程。目前全世界120多個國家陸續(xù)宣布碳中和目標，為全球在本世紀中葉實現碳中和、落實《聯合國氣候變化框架公約》及其《巴黎協定》奠定了堅實基礎。但與實現全球碳中和目標要求相比，各國碳減排實際進展仍存在較大差距，關鍵是缺少切實可行的系統方案。為此，有關組織和機構深入開展研究和國際合作，積極推動世界各國應對氣候變化政策制定與減排行動。
化石能源過度使用是造成氣候變化的根源。實現全球碳中和關鍵要抓住能源這個牛鼻子，加快能源電力革命，大力實施兩個替代，即能源開發(fā)實施清潔替代，能源消費實施電能替代。全球能源互聯網是能源生產清潔化、配置廣域化、消費電氣化的新型能源系統，是清潔能源在全球范圍大規(guī)模開發(fā)、輸送和使用的重要平臺，為實現《巴黎協定》溫控目標提供技術先進、經濟高效、合作共贏的系統方案，能夠保障全球在本世紀中葉實現碳中和，有效破解氣候環(huán)境危機，推動經濟高質量發(fā)展，促進全人類可持續(xù)發(fā)展。全球能源互聯網發(fā)展合作組織致力于構建全球能源互聯網，以清潔和綠色方式滿足全球電力需求，推動人類可持續(xù)發(fā)展，持續(xù)深化全球碳中和理論、技術、方案、機制研究，面向全球發(fā)布《破解危機》《中國碳中和之路》和全球及各大洲能源互聯網發(fā)展與展望、清潔能源開發(fā)與投資等創(chuàng)新成果，為全球落實《巴黎協定》提供可復制、可推廣、可實施的系統性減排方案。聯合國秘書長古特雷斯指出，構建全球能源互聯網是實現人類可持續(xù)發(fā)展的核心和全球包容性增長的關鍵，對落實聯合國2030議程和《巴黎協定》至關重要。聯合國氣候變化框架公約秘書處表示，構建全球能源互聯網是實現《巴黎協定》目標的極佳工具。
本書秉承綠色、低碳、可持續(xù)發(fā)展理念，立足人類經濟社會發(fā)展需要，揭示氣候環(huán)境危機現狀，分析實現碳中和的重大意義與挑戰(zhàn)，提出以兩個替代、一個提高、一個回歸、一個轉化為發(fā)展方向、以構建全球能源互聯網實現碳中和的總體思路和發(fā)展路徑，系統闡述重點領域凈零路線圖、各大洲碳中和路徑、關鍵技術創(chuàng)新和市場機制建設等內容，表明全球能源互聯網碳中和綜合方案對于促進全球經濟、社會、環(huán)境協調發(fā)展的巨大綜合價值。
全書分為上、下兩冊，共17章。上冊分8章：第1章介紹全球氣候變化形勢及實現碳中和面臨的挑戰(zhàn)和重大意義；第2章闡述全球能源互聯網實現全球碳中和的科學機理和思想體系；第3章剖析全球能源互聯網實現碳中和路徑下的能源電力轉型格局、核心特征和主要優(yōu)勢；第4章圍繞化石能源、清潔能源和能源配置三個方面系統分析能源領域凈零路線圖；第58章分別圍繞工業(yè)、交通、建筑、農林土地利用和非二氧化碳溫室氣體等方面闡述重點領域的凈零路線圖。下冊分9章：第9章闡述全球電碳市場建設對碳中和的重要保障作用；第10章圍繞重大零碳負碳關鍵技術開展分析與展望；第1116章針對亞洲、歐洲、非洲、北美洲、中南美洲和大洋洲六大洲發(fā)展階段和區(qū)域特點，剖析各洲實現碳中和的減排路徑、能源轉型格局和能源互聯網規(guī)劃方案；第17章闡述全球能源互聯網實現碳中和的綜合價值、發(fā)展機制，并展望基礎設施三網融合、經濟社會可持續(xù)發(fā)展的未來愿景。后是全書附錄，介紹了研究相關的數據、工具和模型。
本書對實現全球碳中和提出了具有創(chuàng)新性、系統性、戰(zhàn)略性、科學性和可操作性的解決方案，對于加快全球能源綠色轉型、應對氣候變化、實現人類可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。希望本書能為有關國際組織、各國政府制定全社會碳中和行動方案、能源電力等行業(yè)發(fā)展規(guī)劃與政策提供參考，為企業(yè)和機構參與全球減排行動提供借鑒。全球能源互聯網發(fā)展合作組織愿與社會各界一道，攜手共促全球碳中和，為實現《巴黎協定》溫控目標和聯合國可持續(xù)發(fā)展目標不懈努力！
全球能源互聯網發(fā)展合作組織（簡稱合作組織），是由致力于推動世界能源可持續(xù)發(fā)展的相關企業(yè)、組織、機構和個人等自愿組成的國際組織。注冊地設在北京。合作組織的宗旨是推動構建全球能源互聯網，以清潔和綠色方式滿足全球電力需求，推動實現聯合國人人享有可持續(xù)能源和應對氣候變化目標，服務人類社會可持續(xù)發(fā)展。合作組織將積極推廣全球能源互聯網理念，組織制定全球能源互聯網發(fā)展規(guī)劃，建立技術標準體系，開展聯合技術創(chuàng)新、重大問題研究和國際交流合作，推動工程項目實施，提供咨詢服務，引領全球能源互聯網發(fā)展。
前言
1 氣候變化與碳中和?001
11 全球氣候變化形勢?002
111 氣候變化成因?002
112 氣候變化影響?008
113 氣候環(huán)境危機?014
12 全球減排行動成效?016
121 全球治理行動?017
122 各國減排進展?021
123 國際機構工作?024
13 碳中和重大意義?027
131 破解氣候環(huán)境危機?027
132 推動經濟高質量發(fā)展?027
133 實現全球可持續(xù)發(fā)展?028
134 構建人類命運共同體?028
14 碳中和嚴峻挑戰(zhàn)?029
141 減排目標差距大?029
142 傳統路徑依賴強?031
143 缺乏系統性方案?032
144 全球合作挑戰(zhàn)多?034
15 小結?035
2 全球碳中和必由之路?037
21 減排機理?038
211 影響因素?040
212 減碳方向?041
22 理論體系?043
221 發(fā)展理念?044
222 發(fā)展方向?046
223 系統構成?050
224 條件具備?052
23 發(fā)展趨勢?054
231 清潔發(fā)展趨勢?054
232 網絡互聯的必然趨勢?057
233 特高壓關鍵作用?057
24 綜合方案?060
25 小結?061
3 全球能源互聯網碳中和實現路徑?063
31 總體模型方法?064
311 研究方法?064
312 分析模型?065
32 全球發(fā)展預測?070
321 經濟與產業(yè)?071
322 人口與社會?075
323 能源與排放?079
33 全球凈零排放路徑?084
331 全社會凈零排放路徑?084
332 分行業(yè)凈零排放路徑?086
34 能源轉型格局?090
341 能源供應清潔零碳?090
342 能源消費電為中心?094
343 能源配置廣域互聯?098
344 能源運行智能靈活?100
35 方案綜合比較?105
351 核心特征?105
352 技術優(yōu)勢?108
353 經濟優(yōu)勢?110
354 減排成效?112
355 互聯價值?115
36 小結?119
4 能源領域凈零路線圖?121
41 化石能源退出?122
411 煤炭?122
412 石油?136
413 天然氣?144
42 清潔能源發(fā)展?153
421 太陽能?153
422 風能?159
423 水能?164
424 核能?169
425 生物質能?170
43 能源全球配置?172
431 電力骨干網架?173
432 綠氫配置系統?182
44 小結?189
5 工業(yè)凈零路線圖?191
51 鋼鐵行業(yè)?192
511 發(fā)展現狀與趨勢?192
512 脫碳目標與路徑?196
513 脫碳方向與重點?198
52 化工行業(yè)?207
521 發(fā)展現狀與趨勢?207
522 脫碳目標與路徑?212
523 脫碳方向與重點?214
53 建材行業(yè)?221
531 發(fā)展現狀與趨勢?221
532 脫碳目標與路徑?226
533 脫碳方向與重點?228
54 其他工業(yè)?233
541 提升電氣化水平?234
542 全面利用清潔能源?235
543 促進節(jié)能與能效提升?238
55 小結?241
6 交通凈零路線圖?243
61 公路?244
611 發(fā)展現狀與趨勢?244
612 脫碳目標與路徑?251
613 脫碳方向與重點?253
62 航運與航空?264
621 發(fā)展現狀與趨勢?264
622 脫碳目標與路徑?268
623 脫碳方向與重點?270
63 小結?273
7 建筑凈零路線圖?275
71 發(fā)展現狀與趨勢?276
711 能源消費與碳排放?277
712 發(fā)展趨勢?279
713 發(fā)展挑戰(zhàn)?281
72 脫碳目標與路徑?281
73 脫碳方向與重點?283
731 電能替代?283
732 提高能效?287
74 小結?291
8 農林土地及非二氧化碳溫室氣體凈零路線圖?293
81 農林業(yè)和其他土地利用排放與增匯?294
811 發(fā)展現狀與趨勢?294
812 減排目標與路徑?296
813 減排舉措與重點?296
82 非二氧化碳溫室氣體減排?299
821 發(fā)展現狀與趨勢?300
822 減排目標與路徑?301
823 減排舉措與重點?303
83 小結?306
下 冊
9 全球電碳市場?307
91 發(fā)展現狀與挑戰(zhàn)?308
92 必要性與趨勢?311
921 融合發(fā)展必要性?311
922 融合發(fā)展趨勢?312
93 思路與內涵?314
931 總體思路?314
932 市場內涵?315
94 市場建設?316
941 市場架構?316
942 建設方案?317
95 發(fā)展路徑?328
951 2030年建設目標?329
952 2040年建設目標?330
953 2050年建設目標?331
96 建設成效?332
97 小結?333
10 零碳負碳關鍵技術?335
101 特高壓輸電技術?336
1011 特高壓交流輸電?337
1012 特高壓直流輸電?339
1013 柔性直流輸電?342
1014 高壓大容量海纜?346
102 清潔替代技術?347
1021 光伏發(fā)電?348
1022 光熱發(fā)電?350
1023 風力發(fā)電?352
1024 水力發(fā)電?356
1025 核能發(fā)電?359
1026 氫能發(fā)電?360
103 節(jié)能與電能替代技術?361
1031 照明技術?362
1032 電制熱技術?363
1033 電冶金技術?365
1034 電氣化交通技術?366
104 大規(guī)模儲能技術?368
1041 抽水蓄能?369
1042 新型儲能?370
105 氫能及電制燃料原材料技術?372
1051 電制氫?373
1052 氫儲運?374
1053 電制燃料及原材料?376
106 碳捕集封存與利用技術?379
1061 二氧化碳捕集、利用與封存?379
1062 生物質碳捕集與封存?380
1063 直接空氣捕集?381
107 數字智能技術?382
1071 傳感技術?384
1072 通信技術?384
1073 大數據與人工智能?385
108 小結?389
11 亞洲碳中和實現路徑?391
111 現狀與趨勢?392
1111 經濟社會?392
1112 資源環(huán)境?395
1113 能源電力?396
112 減排路徑?398
1121 減排思路?398
1122 減排重點?400
113 能源轉型?400
1131 一次能源?400
1132 終端能源?402
1133 電力需求?403
1134 電力供應?407
114 清潔能源?409
1141 太陽能?409
1142 風能?413
1143 水能?415
115 配置網絡?419
1151 發(fā)展定位?419
1152 電網互聯?421
1153 重點互聯互通工程?423
116 小結?426
12 歐洲碳中和實現路徑?429
121 現狀與趨勢?430
1211 經濟社會?430
1212 資源環(huán)境?432
1213 能源電力?434
122 減排路徑?436
1221 減排思路?436
1222 減排重點?438
123 能源轉型?438
1231 一次能源?438
1232 終端能源?440
1233 電力需求?441
1234 電力供應?444
124 清潔能源?446
1241 風能?446
1242 水能?450
1243 太陽能?451
125 配置網絡?452
1251 發(fā)展定位?453
1252 電網互聯?455
1253 重點互聯互通工程?458
126 小結?462
13 非洲碳中和實現路徑?465
131 現狀與趨勢?466
1311 經濟社會?466
1312 資源環(huán)境?468
1313 能源電力?470
132 減排路徑?474
1321 減排思路?474
1322 減排重點?475
133 能源轉型?476
1331 一次能源?476
1332 終端能源?477
1333 電力需求?478
1334 電力供應?481
134 清潔能源?484
1341 太陽能?484
1342 風能?487
1343 水能?489
135 配置網絡?497
1351 發(fā)展定位?497
1352 電網互聯?499
1353 重點互聯互通工程?501
136 小結?506
14 北美洲碳中和實現路徑?509
141 現狀與趨勢?510
1411 經濟社會?510
1412 資源環(huán)境?512
1413 能源電力?513
142 減排路徑?516
1421 減排思路?516
1422 減排重點?517
143 能源轉型?518
1431 一次能源?518
1432 終端能源?519
1433 電力需求?520
1434 電力供應?522
144 清潔能源?525
1441 太陽能?525
1442 風能?526
1443 水能?530
145 配置網絡?531
1451 發(fā)展定位?532
1452 電網互聯?534
1453 重點互聯互通工程?537
146 小結?539
15 中南美洲碳中和實現路徑?541
151 現狀與趨勢?542
1511 經濟社會?542
1512 資源環(huán)境?544
1513 能源電力?546
152 減排路徑?548
1521 減排思路?548
1522 減排重點?549
153 能源轉型?550
1531 一次能源?550
1532 終端能源?551
1533 電力需求?553
1534 電力供應?555
154 清潔能源?557
1541 太陽能?557
1542 風能?561
1543 水能?564
155 配置網絡?569
1551 發(fā)展定位?569
1552 電網互聯?570
1553 重點互聯互通工程?573
156 小結?575
16 大洋洲碳中和實現路徑?577
161 現狀與趨勢?578
1611 經濟社會?578
1612 資源環(huán)境?580
1613 能源電力?581
162 減排路徑?584
1621 減排思路?584
1622 減排重點?585
163 能源轉型?586
1631 一次能源?586
1632 終端能源?587
1633 電力需求?588
1634 電力供應?590
164 清潔能源?593
1641 太陽能?593
1642 風能?596
1643 水能?597
165 配置網絡?599
1651 發(fā)展定位?600
1652 電網互聯?601
1653 重點互聯互通工程?602
166 小結?603
17 綜合價值與發(fā)展展望?605
171 綜合價值?607
1711 經濟價值?607
1712 社會價值?608
1713 環(huán)境價值?609
172 發(fā)展機制?612
1721 清潔發(fā)展機制?612
1722 合作治理機制?613
1723 協同創(chuàng)新機制?615
1724 金融投資機制?616
1725 法律保障機制?617
173 三網融合?618
1731 發(fā)展要求?619
1732 融合模式?620
1733 主要形態(tài)?623
1734 發(fā)展路徑?628
174 未來世界?630
1741 改善氣候環(huán)境，開啟生態(tài)文明新篇章?631
1742 釋放創(chuàng)新紅利，激發(fā)經濟增長新活力?631
1743 推動社會和諧，邁入人類文明新階段?632
175 小結?633
附錄?634
附錄1 全球能源互聯網發(fā)展合作組織簡介?634
附錄2 GEI碳中和情景?637
附錄3 全球氣候變化綜合評估模型?639
附錄4 全球清潔能源資源評估模型?645
附錄5 全球能源互聯網規(guī)劃模型?653
附錄6 名詞解釋?657
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