本报告聚焦全球碳中和之路研究，从战略全局认识和把握全球碳中和目标，结合自身在全球能源转型、清洁发展、电力规划、气候环境领域的研究成果，对全球碳达峰碳中和问题的重大意义、形势任务、思路目标、重点举措、综合路径、行业判断、区域特征等进行了深入研究，编制形成《全球碳中和之路》。
本报告共分为18章。第1章介绍全球气候变化与碳中和的形势与挑战。第2章提出全球碳中和的必由之路，即以全球能源互联网为基础平台，包括五大部门、六大洲、六大关键技术、市场与基础设施支撑的全球碳中和之路综合方案。第3章介绍全社会净零路径与全球能源互联网方案特征。第4～8章，分别对能源行业净零路线图、工业行业净零路线图、交通领域净零路线图、建筑及生活领域净零路线图和农业及土地利用增汇路线图进行了全面详细的介绍。第9～14章分别介绍亚洲、欧洲、非洲、北美洲、中南美洲、大洋洲碳中和实现路径，从发展现状、减排路径、能源转型、清洁能源、配置网络等多个维度，结合各洲发展实际，系统论述了各洲的碳中和路径。第15章介绍清洁替代、电能替代、能源互联、能源存储、氢能与电制、碳捕集封存与利用等六大零碳负碳关键技术。第16章介绍建立全球电碳市场的市场保障机制。第17章介绍促进三网融合发展的基础实施保障机制。第18章介绍综合效益与政策机制。
本报告分析气候变化的紧迫形势和深远影响，全面介绍全球能源互联网方案，包括能源生产、能源消费、能源互联、工业零碳、交通零碳、建筑及居民零碳、农林业增汇等多个维度的行动路线图，系统回答全球如何实现碳中和。报告兼顾科普性、通识性以及专业性，满足不同读者的信息获取需求。
气候变化是世界各国共同面临的重大挑战，严重威胁人类生存和发展。目前全球平均气温相对于工业革命前水平已升高接近1.2℃，《巴黎协定》温控目标加速逼近，人类正站在事关生死存亡的十字路口。联合国秘书长古特雷斯发出郑重警告，呼吁各国进入气候紧急状态，携手努力尽早实现全球碳中和，采取切实行动应对气候变化。实现全球碳中和是破解气候环境危机的必然要求，是实现全球可持续发展的重要保障，为促进全球经济社会绿色转型、建设人类命运共同体提供强大动力。
全球碳中和是一项极其复杂艰巨的系统工程。目前全世界120多个国家陆续宣布碳中和目标，为全球在本世纪中叶实现碳中和、落实《联合国气候变化框架公约》及其《巴黎协定》奠定了坚实基础。但与实现全球碳中和目标要求相比，各国碳减排实际进展仍存在较大差距，关键是缺少切实可行的系统方案。为此，有关组织和机构深入开展研究和国际合作，积极推动世界各国应对气候变化政策制定与减排行动。
化石能源过度使用是造成气候变化的根源。实现全球碳中和关键要抓住能源这个牛鼻子，加快能源电力革命，大力实施两个替代，即能源开发实施清洁替代，能源消费实施电能替代。全球能源互联网是能源生产清洁化、配置广域化、消费电气化的新型能源系统，是清洁能源在全球范围大规模开发、输送和使用的重要平台，为实现《巴黎协定》温控目标提供技术先进、经济高效、合作共赢的系统方案，能够保障全球在本世纪中叶实现碳中和，有效破解气候环境危机，推动经济高质量发展，促进全人类可持续发展。全球能源互联网发展合作组织致力于构建全球能源互联网，以清洁和绿色方式满足全球电力需求，推动人类可持续发展，持续深化全球碳中和理论、技术、方案、机制研究，面向全球发布《破解危机》《中国碳中和之路》和全球及各大洲能源互联网发展与展望、清洁能源开发与投资等创新成果，为全球落实《巴黎协定》提供可复制、可推广、可实施的系统性减排方案。联合国秘书长古特雷斯指出，构建全球能源互联网是实现人类可持续发展的核心和全球包容性增长的关键，对落实联合国2030议程和《巴黎协定》至关重要。联合国气候变化框架公约秘书处表示，构建全球能源互联网是实现《巴黎协定》目标的极佳工具。
本书秉承绿色、低碳、可持续发展理念，立足人类经济社会发展需要，揭示气候环境危机现状，分析实现碳中和的重大意义与挑战，提出以两个替代、一个提高、一个回归、一个转化为发展方向、以构建全球能源互联网实现碳中和的总体思路和发展路径，系统阐述重点领域净零路线图、各大洲碳中和路径、关键技术创新和市场机制建设等内容，表明全球能源互联网碳中和综合方案对于促进全球经济、社会、环境协调发展的巨大综合价值。
全书分为上、下两册，共17章。上册分8章：第1章介绍全球气候变化形势及实现碳中和面临的挑战和重大意义；第2章阐述全球能源互联网实现全球碳中和的科学机理和思想体系；第3章剖析全球能源互联网实现碳中和路径下的能源电力转型格局、核心特征和主要优势；第4章围绕化石能源、清洁能源和能源配置三个方面系统分析能源领域净零路线图；第58章分别围绕工业、交通、建筑、农林土地利用和非二氧化碳温室气体等方面阐述重点领域的净零路线图。下册分9章：第9章阐述全球电碳市场建设对碳中和的重要保障作用；第10章围绕重大零碳负碳关键技术开展分析与展望；第1116章针对亚洲、欧洲、非洲、北美洲、中南美洲和大洋洲六大洲发展阶段和区域特点，剖析各洲实现碳中和的减排路径、能源转型格局和能源互联网规划方案；第17章阐述全球能源互联网实现碳中和的综合价值、发展机制，并展望基础设施三网融合、经济社会可持续发展的未来愿景。后是全书附录，介绍了研究相关的数据、工具和模型。
本书对实现全球碳中和提出了具有创新性、系统性、战略性、科学性和可操作性的解决方案，对于加快全球能源绿色转型、应对气候变化、实现人类可持续发展具有重要意义。希望本书能为有关国际组织、各国政府制定全社会碳中和行动方案、能源电力等行业发展规划与政策提供参考，为企业和机构参与全球减排行动提供借鉴。全球能源互联网发展合作组织愿与社会各界一道，携手共促全球碳中和，为实现《巴黎协定》温控目标和联合国可持续发展目标不懈努力！
全球能源互联网发展合作组织（简称合作组织），是由致力于推动世界能源可持续发展的相关企业、组织、机构和个人等自愿组成的国际组织。注册地设在北京。合作组织的宗旨是推动构建全球能源互联网，以清洁和绿色方式满足全球电力需求，推动实现联合国人人享有可持续能源和应对气候变化目标，服务人类社会可持续发展。合作组织将积极推广全球能源互联网理念，组织制定全球能源互联网发展规划，建立技术标准体系，开展联合技术创新、重大问题研究和国际交流合作，推动工程项目实施，提供咨询服务，引领全球能源互联网发展。
前言
1 气候变化与碳中和?001
11 全球气候变化形势?002
111 气候变化成因?002
112 气候变化影响?008
113 气候环境危机?014
12 全球减排行动成效?016
121 全球治理行动?017
122 各国减排进展?021
123 国际机构工作?024
13 碳中和重大意义?027
131 破解气候环境危机?027
132 推动经济高质量发展?027
133 实现全球可持续发展?028
134 构建人类命运共同体?028
14 碳中和严峻挑战?029
141 减排目标差距大?029
142 传统路径依赖强?031
143 缺乏系统性方案?032
144 全球合作挑战多?034
15 小结?035
2 全球碳中和必由之路?037
21 减排机理?038
211 影响因素?040
212 减碳方向?041
22 理论体系?043
221 发展理念?044
222 发展方向?046
223 系统构成?050
224 条件具备?052
23 发展趋势?054
231 清洁发展趋势?054
232 网络互联的必然趋势?057
233 特高压关键作用?057
24 综合方案?060
25 小结?061
3 全球能源互联网碳中和实现路径?063
31 总体模型方法?064
311 研究方法?064
312 分析模型?065
32 全球发展预测?070
321 经济与产业?071
322 人口与社会?075
323 能源与排放?079
33 全球净零排放路径?084
331 全社会净零排放路径?084
332 分行业净零排放路径?086
34 能源转型格局?090
341 能源供应清洁零碳?090
342 能源消费电为中心?094
343 能源配置广域互联?098
344 能源运行智能灵活?100
35 方案综合比较?105
351 核心特征?105
352 技术优势?108
353 经济优势?110
354 减排成效?112
355 互联价值?115
36 小结?119
4 能源领域净零路线图?121
41 化石能源退出?122
411 煤炭?122
412 石油?136
413 天然气?144
42 清洁能源发展?153
421 太阳能?153
422 风能?159
423 水能?164
424 核能?169
425 生物质能?170
43 能源全球配置?172
431 电力骨干网架?173
432 绿氢配置系统?182
44 小结?189
5 工业净零路线图?191
51 钢铁行业?192
511 发展现状与趋势?192
512 脱碳目标与路径?196
513 脱碳方向与重点?198
52 化工行业?207
521 发展现状与趋势?207
522 脱碳目标与路径?212
523 脱碳方向与重点?214
53 建材行业?221
531 发展现状与趋势?221
532 脱碳目标与路径?226
533 脱碳方向与重点?228
54 其他工业?233
541 提升电气化水平?234
542 全面利用清洁能源?235
543 促进节能与能效提升?238
55 小结?241
6 交通净零路线图?243
61 公路?244
611 发展现状与趋势?244
612 脱碳目标与路径?251
613 脱碳方向与重点?253
62 航运与航空?264
621 发展现状与趋势?264
622 脱碳目标与路径?268
623 脱碳方向与重点?270
63 小结?273
7 建筑净零路线图?275
71 发展现状与趋势?276
711 能源消费与碳排放?277
712 发展趋势?279
713 发展挑战?281
72 脱碳目标与路径?281
73 脱碳方向与重点?283
731 电能替代?283
732 提高能效?287
74 小结?291
8 农林土地及非二氧化碳温室气体净零路线图?293
81 农林业和其他土地利用排放与增汇?294
811 发展现状与趋势?294
812 减排目标与路径?296
813 减排举措与重点?296
82 非二氧化碳温室气体减排?299
821 发展现状与趋势?300
822 减排目标与路径?301
823 减排举措与重点?303
83 小结?306
下 册
9 全球电碳市场?307
91 发展现状与挑战?308
92 必要性与趋势?311
921 融合发展必要性?311
922 融合发展趋势?312
93 思路与内涵?314
931 总体思路?314
932 市场内涵?315
94 市场建设?316
941 市场架构?316
942 建设方案?317
95 发展路径?328
951 2030年建设目标?329
952 2040年建设目标?330
953 2050年建设目标?331
96 建设成效?332
97 小结?333
10 零碳负碳关键技术?335
101 特高压输电技术?336
1011 特高压交流输电?337
1012 特高压直流输电?339
1013 柔性直流输电?342
1014 高压大容量海缆?346
102 清洁替代技术?347
1021 光伏发电?348
1022 光热发电?350
1023 风力发电?352
1024 水力发电?356
1025 核能发电?359
1026 氢能发电?360
103 节能与电能替代技术?361
1031 照明技术?362
1032 电制热技术?363
1033 电冶金技术?365
1034 电气化交通技术?366
104 大规模储能技术?368
1041 抽水蓄能?369
1042 新型储能?370
105 氢能及电制燃料原材料技术?372
1051 电制氢?373
1052 氢储运?374
1053 电制燃料及原材料?376
106 碳捕集封存与利用技术?379
1061 二氧化碳捕集、利用与封存?379
1062 生物质碳捕集与封存?380
1063 直接空气捕集?381
107 数字智能技术?382
1071 传感技术?384
1072 通信技术?384
1073 大数据与人工智能?385
108 小结?389
11 亚洲碳中和实现路径?391
111 现状与趋势?392
1111 经济社会?392
1112 资源环境?395
1113 能源电力?396
112 减排路径?398
1121 减排思路?398
1122 减排重点?400
113 能源转型?400
1131 一次能源?400
1132 终端能源?402
1133 电力需求?403
1134 电力供应?407
114 清洁能源?409
1141 太阳能?409
1142 风能?413
1143 水能?415
115 配置网络?419
1151 发展定位?419
1152 电网互联?421
1153 重点互联互通工程?423
116 小结?426
12 欧洲碳中和实现路径?429
121 现状与趋势?430
1211 经济社会?430
1212 资源环境?432
1213 能源电力?434
122 减排路径?436
1221 减排思路?436
1222 减排重点?438
123 能源转型?438
1231 一次能源?438
1232 终端能源?440
1233 电力需求?441
1234 电力供应?444
124 清洁能源?446
1241 风能?446
1242 水能?450
1243 太阳能?451
125 配置网络?452
1251 发展定位?453
1252 电网互联?455
1253 重点互联互通工程?458
126 小结?462
13 非洲碳中和实现路径?465
131 现状与趋势?466
1311 经济社会?466
1312 资源环境?468
1313 能源电力?470
132 减排路径?474
1321 减排思路?474
1322 减排重点?475
133 能源转型?476
1331 一次能源?476
1332 终端能源?477
1333 电力需求?478
1334 电力供应?481
134 清洁能源?484
1341 太阳能?484
1342 风能?487
1343 水能?489
135 配置网络?497
1351 发展定位?497
1352 电网互联?499
1353 重点互联互通工程?501
136 小结?506
14 北美洲碳中和实现路径?509
141 现状与趋势?510
1411 经济社会?510
1412 资源环境?512
1413 能源电力?513
142 减排路径?516
1421 减排思路?516
1422 减排重点?517
143 能源转型?518
1431 一次能源?518
1432 终端能源?519
1433 电力需求?520
1434 电力供应?522
144 清洁能源?525
1441 太阳能?525
1442 风能?526
1443 水能?530
145 配置网络?531
1451 发展定位?532
1452 电网互联?534
1453 重点互联互通工程?537
146 小结?539
15 中南美洲碳中和实现路径?541
151 现状与趋势?542
1511 经济社会?542
1512 资源环境?544
1513 能源电力?546
152 减排路径?548
1521 减排思路?548
1522 减排重点?549
153 能源转型?550
1531 一次能源?550
1532 终端能源?551
1533 电力需求?553
1534 电力供应?555
154 清洁能源?557
1541 太阳能?557
1542 风能?561
1543 水能?564
155 配置网络?569
1551 发展定位?569
1552 电网互联?570
1553 重点互联互通工程?573
156 小结?575
16 大洋洲碳中和实现路径?577
161 现状与趋势?578
1611 经济社会?578
1612 资源环境?580
1613 能源电力?581
162 减排路径?584
1621 减排思路?584
1622 减排重点?585
163 能源转型?586
1631 一次能源?586
1632 终端能源?587
1633 电力需求?588
1634 电力供应?590
164 清洁能源?593
1641 太阳能?593
1642 风能?596
1643 水能?597
165 配置网络?599
1651 发展定位?600
1652 电网互联?601
1653 重点互联互通工程?602
166 小结?603
17 综合价值与发展展望?605
171 综合价值?607
1711 经济价值?607
1712 社会价值?608
1713 环境价值?609
172 发展机制?612
1721 清洁发展机制?612
1722 合作治理机制?613
1723 协同创新机制?615
1724 金融投资机制?616
1725 法律保障机制?617
173 三网融合?618
1731 发展要求?619
1732 融合模式?620
1733 主要形态?623
1734 发展路径?628
174 未来世界?630
1741 改善气候环境，开启生态文明新篇章?631
1742 释放创新红利，激发经济增长新活力?631
1743 推动社会和谐，迈入人类文明新阶段?632
175 小结?633
附录?634
附录1 全球能源互联网发展合作组织简介?634
附录2 GEI碳中和情景?637
附录3 全球气候变化综合评估模型?639
附录4 全球清洁能源资源评估模型?645
附录5 全球能源互联网规划模型?653
附录6 名词解释?657
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