双碳目标下“多能融合”技术图解--化石能源清洁高效开发利用与耦合替代

“多能融合”是推进化石能源清洁高效开发与利用的可行路径。在“多能融合”技术框架下，化石能源清洁高效利用与耦合替代是“四主线”之一，《化石能源清洁高效开发利用与耦合替代》聚焦化石能源清洁高效利用领域的分析，在梳理相关领域翔实数据的基础上，试图以图解的形式为读者展现石油、天然气和煤炭等化石能源产业链现状和关键技术发展趋势。 全书阐述了化石能源清洁高效利用在保障国家能源安全和在“多能融合”技术体系中的重要地位，对石油天然气开采和利用、煤炭开采和燃烧、煤化工领域的宏观政策情况、产业发展现状、重点技术内涵和发展方向进行了介绍，提出了“碳达峰、碳中和”目标下化石能源清洁高效利用领域重点发展技术清单和技术发展路线图，并对未来产业发展方向进行了展望。 本书可为化石能源开发与利用领域相关专业的技术人员、研究人员和管理人员提供有益的参考，也可作为相关从业人员的数据工具书。

李婉君，中国科学院大连化学物理研究所科技处副处长兼低碳战略研究中心副主任。长期从事科技管理与服务，先后负责国际合作、重大项目管理等工作。近期主要从事“多能融合”技术体系、基于技术与数据的能源及科技等战略研究。作为核心骨干参与了中国科学院“变革性洁净能源关键技术与示范”A类先导项目子课题一，“碳中和重大院士咨询”项目专题四，中国工程院中法氢能联合战略研究，国际工程与技术科学院理事会能源终端用户脱碳研究等多项国内外咨询研究项目；参与辽宁省、大连市、新疆自治区、山西省等多项地区及行业能源及“双碳”战略研究课题。

0 绪论 1 第一篇 石油天然气篇 第1章 国内石油天然气行业政策环境 6 1.1 行业管理体制 6 1.2 行业政策解析 8 1.3 行业政策趋势 12 第2章 世界石油天然气行业供求分析 13 2.1 世界石油天然气储量现状 13 2.2 世界石油市场供求分析 16 2.2.1 世界石油供给情况 16 2.2.2 世界石油需求情况 17 2.2.3 世界石油供需平衡及原油价格情况 20 2.3 世界天然气市场供求分析 22 2.3.1 世界天然气供给情况 22 2.3.2 世界天然气需求情况 23 2.3.3 世界天然气供需平衡及价格情况 24 第3章 我国石油天然气行业供求分析 27 3.1 我国石油天然气储量现状 27 3.1.1 我国油气储量变化情况 27 3.1.2 油气开发生产特点及趋势 29 3.2 我国原油供求分析 30 3.2.1 我国原油供给情况 30 3.2.2 我国原油需求情况 32 3.2.3 我国原油供需平衡 33 3.3 我国天然气供求分析 34 3.3.1 我国天然气供给情况 34 3.3.2 我国天然气需求情况 37 3.3.3 我国天然气供需平衡 39 第4章 石油天然气行业进出口分析 41 4.1 原油进出口分析 41 4.1.1 原油进口分析 41 4.1.2 原油出口分析 43 4.1.3 原油进出口平衡分析 45 4.2 天然气进出口分析 45 4.2.1 天然气进口分析 45 4.2.2 天然气进出口平衡分析 47 第5章 石油化工行业发展现状分析 49 5.1 石化产业总体发展趋势 49 5.2 炼油工业发展现状 50 5.3 乙烯工业发展现状 57 5.4 芳烃产业发展现状 62 5.5 国内石油公司战略动向 65 第6章科技支撑石油天然气化工行业低碳转型 71 6.1 石油天然气开采技术 71 6.1.1 提高采收率技术 72 6.1.2 压裂技术 76 6.1.3 天然气水合物勘探技术 79 6.1.4 人工智能技术 80 6.2 石油炼制技术 80 6.2.1 化工行业电力替代技术 81 6.2.2 原油直接制化学品技术 85 6.2.3 催化裂化烯烃定向转化技术 87 6.2.4 低能耗柴油液相加氢精制技术 88 6.2.5 石脑油与CO/CO2 耦合制芳烃技术 89 6.2.6 余热深度回收利用技术 90 6.2.7 分离系统智能优化技术 91 6.3 原料 燃料替代技术 93 6.3.1 化工行业绿氢替代技术 93 6.3.2 电解海水制氢气技术 96 6.3.3 生物航煤生产技术 97 6.3.4 生物柴油技术 98 6.3.5 生物基润滑油技术 99 6.4 天然气转化利用 100 6.4.1 天然气费- 托合成制燃料 化学品技术100 6.4.2 甲烷临氧反应制烯烃技术101 6.4.3 甲烷无氧芳构化技术103 6.4.4 甲烷无氧活化直接制烯烃技术103 6.4.5 甲烷干重整制合成气技术104 6.5 石化行业碳捕集、利用与封存技术 105 第7章 石油天然气化工行业发展路线图 107 第8章 “碳达峰、碳中和”目标下石油天然气行业发展展望 112 8.1 开采行业 112 8.2 炼化行业 113 第二篇 煤炭开采与燃烧篇 第9章 煤炭开采领域概述 120 9.1 煤炭开采概述 120 9.1.1 煤炭的分类120 9.1.2 煤炭的开采方式127 9.1.3 煤炭的碳排放强度127 9.1.4 煤炭产业链128 9.2 世界煤炭开采与趋势 130 9.2.1 世界煤炭资源现状130 9.2.2 世界煤炭开采历史131 9.2.3 世界煤炭产量134 9.2.4 世界煤炭开采趋势预测136 9.3 中国煤炭资源与开采情况 137 9.3.1 中国煤炭资源情况137 9.3.2 中国煤炭开采历史139 9.3.3 中国煤炭产能总量与分布140 9.3.4 中国煤炭开采面临的问题146 9.3.5 中国煤炭开采趋势146 第10章 煤炭燃烧领域概述 148 10.1 煤炭燃烧概述 148 10.1.1 煤炭利用途径148 10.1.2 煤炭燃烧条件149 10.2 世界煤炭燃烧利用现状与趋势 150 10.2.1 世界煤炭燃烧历史150 10.2.2 世界煤炭燃烧现状151 10.2.3 世界煤炭燃烧问题152 10.2.4 世界煤炭燃烧趋势154 10.3 中国煤炭燃烧利用现状与趋势 155 10.3.1 中国煤炭燃烧历史155 10.3.2 中国煤炭燃烧现状159 10.3.3 中国煤炭燃烧问题163 10.3.4 中国煤炭燃烧趋势165 第11章 煤炭领域发展特征与趋势 167 11.1 2020 年煤炭流向图 167 11.2 煤炭供给端 167 11.3 终端消费端 171 11.4 煤炭消费趋势 172 11.5 煤炭价格趋势 174 第12章 煤炭领域技术清单 176 12.1 煤炭开采与加工 176 12.1.1 煤矿安全高效开采地质保障关键技术176 12.1.2 煤矿高效开采及智能矿山建设关键技术178 12.1.3 隐蔽致灾因素智能探测及重大灾害监控预警技术179 12.1.4 深部矿井煤岩、热动力灾害防治技术180 12.1.5 矿山及地下工程重大事故应急救援技术及装备181 12.1.6 与煤系共伴生资源综合开发利用技术182 12.1.7 煤炭绿色开采与生态环境保护技术183 12.1.8 矿区生态恢复技术184 12.1.9 煤炭地下气化开采技术185 12.1.10 煤炭清洁高效分选加工关键技术186 12.1.11 煤矿废弃物资源化利用技术186 12.1.12　煤炭开采扰动空间CO2 地下封存技术187 12.2 燃煤发电 188 12.2.1 超高参数高效率燃煤发电技术188 12.2.2 高效超低排放循环流化床锅炉技术190 12.2.3 燃煤机组深度调峰技术191 12.2.4 燃煤掺烧固废与生物质发电技术192 12.2.5 整体煤气化联合循环发电技术193 12.2.6 煤气化燃料电池发电技术194 12.2.7 燃煤电厂烟气污染物超低排放技术195 12.2.8 煤炭分级分质利用发电技术197 12.2.9 电站锅炉富氧燃烧技术198 12.2.10 化学链燃烧技术199 12.2.11 超临界CO2 循环发电技术200 12.2.12 氨与煤共燃发电技术202 12.2.13 超临界水蒸煤技术203 12.3 燃煤工业锅炉 204 12.3.1 燃煤工业锅炉宽负荷稳定高效燃烧技术205 12.3.2 水泥窑炉富氧燃烧关键技术206 12.3.3 冶金窑炉煤气化- 燃烧关键技术206 12.4 煤炭领域技术发展路线图 207 第13章 “碳达峰碳中和”目标下煤炭领域发展建议 209 13.1 煤炭领域发展新机遇 209 13.1.1 煤炭开采行业209 13.1.2 煤电行业211 13.2 “双碳”目标下煤炭领域发展建议 213 第三篇 煤化工篇 第14章 煤化工产业概述 216 第15章 煤化工产业现状 219 15.1 世界煤化工产业现状 219 15.2 中国煤化工产业现状 220 15.2.1 煤制合成氨产业现状222 15.2.2 煤制电石产业现状224 15.2.3 煤制焦炭产业现状226 15.2.4 煤制油产业现状227 15.2.5 煤制天然气产业现状229 15.2.6 煤制其他化学品产业现状230 15.3 煤化工产业碳排放现状 238 第16章 煤化工产业政策环境分析 241 16.1 国家层面煤化工产业政策分析 241 16.2 重点地区煤化工产业政策分析 244 第17章 科技支撑煤化工产业清洁低碳多元化发展 250 17.1 煤炭分级分质转化技术 250 17.1.1 先进低阶煤热解技术250 17.1.2 先进煤气化技术256 17.1.3 中低温煤焦油深加工技术257 17.1.4 半焦综合利用技术259 17.1.5 热解煤气综合利用技术259 17.1.6 基于发电的煤炭热解燃烧多联产技术261 17.2 煤制油技术 262 17.2.1 煤直接液化技术262 17.2.2 煤间接液化技术263 17.2.3 煤油共炼技术264 17.3 煤制天然气技术 265 17.4 煤制化学品技术 266 17.4.1 超临界水- 煤气化制氢技术267 17.4.2 煤制甲醇技术268 17.4.3 甲醇下游利用技术269 17.4.4 煤制乙二醇技术277 17.4.5 合成气直接转化制烯烃技术278 17.4.6 合成气直接转化制芳烃技术279 17.4.7 合成气制低碳醇技术280 17.4.8 合成气制高碳醇技术282 17.4.9 费- 托合成尾气芳构化技术283 17.4.10 乙烯氢甲酰化制丙醛及其加氢制正丙醇283 17.4.11 合成气制长链?- 烯烃284 17.4.12 高档润滑油基础油关键制备技术285 17.5 煤化工与重要能源系统耦合技术 286 17.5.1 煤化工与石油化工耦合技术286 17.5.2 煤化工与可再生能源耦合技术288 17.5.3 钢化联产技术289 17.6 煤化工废水安全高效处理技术 291 17.6.1 微电解技术291 17.6.2 超声波技术292 17.6.3 催化臭氧氧化技术292 17.6.4 催化过氧化氢湿式氧化技术293 17.6.5 深度浓缩技术294 17.6.6 蒸发结晶技术294 17.6.7 分盐技术295 第18章 煤化工技术路线图 296 第19章 煤化工发展对策建议 298 19.1 清洁发展 298 19.2 低碳发展 298 19.3 安全发展 299 19.4 创新发展 299 结语 300 参考文献 301