《碳中和技術導論》由河北工業(yè)職業(yè)技術大學與北控水務集團有限公司、日照鋼鐵控股集團有限公司共同編纂。教材系統(tǒng)地追溯了國內外碳中和技術的演進路徑，內容涵蓋碳中和總論、能源領域減碳技術以及典型行業(yè)的碳中和技術三個方面。本書通過引入企業(yè)實踐中的真實案例幫助讀者深入理解碳中和技術的概念、原理、政策，把握其當前的發(fā)展狀況與未來發(fā)展趨勢。讀者將能夠學習到氫能技術、二氧化碳捕集與封存技術等前沿知識，以及碳循環(huán)理論、碳排放核算等對碳中和決策至關重要的支撐技術。此外，教材還詳細闡述了化工、鋼鐵等行業(yè)中的碳中和技術及其應用實例。
本書既可作為職業(yè)本科生態(tài)環(huán)境工程技術專業(yè)、高職專科環(huán)境工程技術等專業(yè)的教材，也適合作為碳中和領域的技術人員和管理人員的培訓資料。
喬森，碩士研究生，畢業(yè)于山東大學環(huán)境科學與工程學院，研究方向為生物柴油，參與相關課題1項，發(fā)表實用新型專利3件，論文1篇，指導學生獲得全國職業(yè)院校學生技能大賽一等獎1項，二等獎1項，河北省職業(yè)院校學生技能大賽一等獎3項，獲得全國職業(yè)院校技能大賽教學能力比賽二等獎1項，作為副主編出版全國高職高專規(guī)劃教材《水污染控制》。
第一章 全球氣候變化、溫室效應背景 001
第一節(jié) 全球氣候變化的原因和影響001
一、全球氣候變化的原因001
二、全球氣候變化的影響003
第二節(jié) 溫室氣體與氣候變化005
一、溫室氣體與溫室效應005
二、溫室效應與氣候變化的關系007
三、氣候變化減緩與適應路徑008
思考題010
第二章 “雙碳”相關術語及碳交易市場 012
第一節(jié) “雙碳”相關術語介紹012
一、碳排放012
二、碳匯與碳捕集014
三、碳達峰與碳中和014
四、碳稅與碳關稅015
五、科學碳目標016
六、碳足跡016
七、碳資產管理016
第二節(jié) 碳交易市場的產生與發(fā)展形態(tài)017
一、減排目標、成本與可控性017
二、低碳經濟模式定義020
三、全球碳交易市場的發(fā)展形態(tài)026
第三節(jié) 國內外碳排放現(xiàn)狀033
一、中國碳排放基本特征研究033
二、全球碳排放044
思考題049
第三章 國內外應對“雙碳”政策、措施、挑戰(zhàn)和機遇 050
第一節(jié) 國外應對“雙碳”政策、措施050
一、國際公約050
二、國際應對措施052
第二節(jié) 國內應對“雙碳”政策、措施057
一、國內政策057
二、國內應對措施065
第三節(jié) 我國“雙碳”道路上的挑戰(zhàn)和機遇071
一、我國“雙碳”道路上的挑戰(zhàn)071
二、我國“雙碳”道路上的機遇073
思考題075
第四章 清潔能源 076
第一節(jié) 氫能076
一、氫能的制備077
二、氫能的儲運080
三、氫能的應用081
四、氫能發(fā)展的制約084
第二節(jié) 水能084
一、水能資源084
二、水能開發(fā)085
第三節(jié) 太陽能087
一、太陽能產業(yè)發(fā)展背景087
二、太陽能光伏光熱的綜合利用087
三、太陽能光伏光熱綜合利用的優(yōu)點088
四、太陽能光伏光熱綜合利用技術的應用途徑089
第四節(jié) 核能090
一、核能產業(yè)發(fā)展情況090
二、核能綜合利用091
三、耐事故燃料開發(fā)091
四、智慧核電建設091
五、模塊化小型反應堆技術092
六、新一代核電技術093
七、乏燃料后處理及放射性廢物處理與處置095
思考題095
第五章 降碳與循環(huán)利用技術 096
第一節(jié) 固體廢物處置與循環(huán)利用096
一、固體廢物的產生096
二、固體廢物的分類097
三、固體廢物的危害098
四、固體廢物的控制099
五、固體廢物處置與循環(huán)利用和降碳之間的關系100
六、固體廢物的處置與循環(huán)利用措施101
第二節(jié) 水處理中的降碳技術105
一、污水的產生和分類105
二、污水中的污染物及其危害106
三、污水處理行業(yè)中的碳排放106
四、低碳污水處理措施107
思考題109
第六章 二氧化碳的捕集、運輸、封存及資源化技術 110
第一節(jié) 二氧化碳的捕集技術110
一、二氧化碳捕集的技術路線110
二、二氧化碳捕集的方法113
第二節(jié) 二氧化碳的運輸技術120
一、二氧化碳在運輸過程中的狀態(tài)120
二、二氧化碳的運輸121
第三節(jié) 二氧化碳的封存技術122
一、二氧化碳的地質封存122
二、二氧化碳的海洋封存123
三、二氧化碳的礦物化封存124
四、二氧化碳的焦油砂封存124
第四節(jié) 二氧化碳的資源化技術125
一、二氧化碳的直接利用125
二、二氧化碳的化學轉化129
三、二氧化碳的生物轉化131
思考題132
第七章 化工行業(yè)碳中和技術 133
第一節(jié) 化工行業(yè)與碳中和133
一、化工行業(yè)的“碳”在哪里133
二、化工行業(yè)“脫碳”行動指南134
第二節(jié) 化工全產業(yè)鏈碳減排技術135
一、過程節(jié)能增效碳減排技術135
二、產品提質耐用碳減排技術135
三、廢棄聚合物循環(huán)碳減排技術136
四、工業(yè)共生技術136
五、非二氧化碳溫室氣體減排技術136
第三節(jié) 零碳原料和零碳能源替代技術137
一、零碳原料制備化學品技術137
二、零碳電力及零碳非電能源替代138
第四節(jié) 二氧化碳制備化學品碳負排技術139
一、二氧化碳耦合綠氫的轉化技術139
二、二氧化碳直接轉化碳負排技術139
第五節(jié) 信息碳中和技術路徑140
一、大數(shù)據(jù)技術實現(xiàn)碳排放精準計量及預測140
二、AI實現(xiàn)能源高效調度利用141
三、物聯(lián)網支撐工業(yè)運行節(jié)能技術142
思考題143
第八章 生物制藥行業(yè)碳中和技術 144
第一節(jié) 生物制藥行業(yè)過程降碳技術144
一、生物制藥工業(yè)生產及用能特點144
二、生物醫(yī)藥企業(yè)數(shù)字化轉型145
三、生物制藥領域一次性使用技術146
四、生物制藥領域膜分離技術147
五、生物制藥領域真空冷凍干燥技術148
六、其他相關技術149
第二節(jié) 生物制藥廢水、廢渣減排技術152
一、生物制藥污染物排放情況152
二、生物制藥廢水減排方向和技術153
三、生物制藥廢渣減排方向和技術157
第三節(jié) 制藥供應鏈的降碳對策159
一、原材料制備159
二、綠色能源159
三、連續(xù)式制造方式160
四、運輸160
思考題161
第九章 其他行業(yè)領域碳中和技術 162
第一節(jié) 建筑領域碳中和技術162
一、建筑建造、構造與環(huán)境營造碳減排技術162
二、建筑能源系統(tǒng)碳零排技術166
三、建筑綠化系統(tǒng)碳負排技術170
第二節(jié) 農業(yè)領域碳中和技術172
一、種植與養(yǎng)殖碳減排技術172
二、農田土壤固碳增匯技術178
三、農業(yè)有機廢棄物資源化利用技術181
第三節(jié) 交通運輸領域碳中和技術187
一、能效提升技術187
二、替代燃料技術192
三、綠色能源替代技術194
思考題196
第十章 碳中和技術應用案例 197
第一節(jié) 鋼鐵行業(yè)碳中和技術應用案例197
一、鋼鐵行業(yè)工藝過程降碳技術197
二、鋼鐵行業(yè)原料降碳技術214
三、鋼鐵企業(yè)碳中和典型案例221
第二節(jié) “雙碳”背景下污水處理廠提質增效方向與案例225
一、污水處理廠運營碳排放路徑225
二、污水處理廠提質增效存在的問題226
三、低碳運行評價標準226
四、北控水務集團低碳運行方向與案例230
第三節(jié) 電力系統(tǒng)碳中和技術應用案例247
一、河北平山營里—白洋淀—西柏坡三級源網協(xié)同能力提升案例247
二、山東海陽核電廠核能供暖工程項目案例251
思考題255
拓展學習章 化工行業(yè)森林碳匯需求 256
第一節(jié) 化工行業(yè)減排路徑比較的森林碳匯需求現(xiàn)狀256
一、減排路徑與減排成本257
二、森林碳匯價格核算方法259
三、森林碳匯需求259
第二節(jié) 碳交易背景下行業(yè)碳減排路徑261
一、減排路徑的選擇261
二、行業(yè)選擇對森林碳匯需求的原理263
第三節(jié) 化工行業(yè)碳邊際減排成本的計算264
一、樣本選取和數(shù)據(jù)來源264
二、樣本區(qū)化工行業(yè)碳排放現(xiàn)狀264
三、樣本區(qū)化工行業(yè)二氧化碳邊際減排成本265
第四節(jié) 我國森林碳匯價格的計算268
一、數(shù)據(jù)來源268
二、模型設定268
三、森林碳匯價格計算268
第五節(jié) 化工行業(yè)路徑減排森林碳匯需求271
一、化工行業(yè)減排路徑成本差量比較272
二、化工行業(yè)對森林碳匯需求的決策272
三、化工行業(yè)對森林碳匯需求的潛力273
參考文獻 278
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