碳中和愿景的技术体系主要由零碳电力系统、低碳/零碳终端用能技术、负排放以及非CO,温室气体减排技术四大类技术构成。其中前三项是CO,净零排放技术体系的重要支撑。

能源系统尽快实现零碳化是我国碳中和愿景的必要条件之一，这对零碳电力系统提出了更高要求。工业、交通、建筑等多部门实现碳中和均依赖零碳电力系统，在各部门全面电气化的基础上，全经济部门需要普遍使用零碳的电力，完成能源系统从碳密集型的化石燃料向清洁能源的转变，从而实现能源利用方式的零碳化。在我国实现碳中和的达峰期、平台下降期及中和期三个阶段中，新能源技术均将承担重要角色：2030年前达峰期中需推广节能减排技术、可再生能源技术；2050年前平台下降期中主要减排手段集中在脱碳零碳技术规模化推广与商业化应用，脱碳燃料、原料和工艺全面替代；2060年前中和期中，脱碳、零碳技术将进一步推广，全面支撑碳中和目标实现。碳中和将引发能源革命、重构能源产业，以低碳为核心，能源系统中的煤炭等化石能源将逐步被新能源取代，能源系统向绿色、低碳、安全、高效转型，实现电气化、智能化、网络化、低碳化。

实现碳中和不仅需要能源的来源的低碳化，也需要终端使用侧做出脱碳努力，接下来的几期将低碳、零碳的终端用能技术分为五大类——节能、电气化、燃料替代、产品替代与工艺再造，以及碳循环经济。节能技术是帮助用能终端实现脱碳的一类关键技术，此类技术综合性强，适用范围广。用能终端的电气化需要与低碳或零碳能源供应结合，实现终端用能的脱碳。在不能实现电气化或电气化成本过高的情况下，可以使用生物质能、氢能等能源进行燃料替代。特别地，在工业部门可以通过产品替代和工艺再造等措施提高整体效率，实现低碳或零碳生产。在系统层面上，可以应用循环经济的策略使经济增长不再依赖有限的资源，转而打造更加坚韧、可持续的经济社会系统，从而帮助实现碳中和目标。

本期将介绍低碳、零碳的终端用能技术中的燃料替代技术。

燃料代替技术

在不能实现电气化或电气化成本过高的情况下，利用氢能或生物质能进行燃料替代可以帮助实现用能终端的脱碳。

01-生物燃烧

通过可持续方式获得的生物质也可以用于燃料替代，减少化石燃料所产生的碳排放。生物质通过光合作用从大气中固定碳排放，经过燃烧过程或其他化学反应重新释放到大气中，从全生命周期的角度看，采用生物质能具有近零碳排放的属性。生物质燃料替代在北方农村清洁供暖、交通运输，以及水泥、钢铁、化工等工业领域均有广阔的应用空间。特别是生物柴油和固体生物质，已经用于交通和工业部门，具有成本优势和较好的商业化推广前景。

实现生物燃料生产的可持续性是未来技术研发的重点，例如，可以通过热解或气化对原料进行热化学转化，对可生物降解的废物进行厌氧消化，以及将废物管理有效纳入强化生物燃料的生产中。

02-氢能

氢能可以用于燃料替代以应对减排难度最大的20%温室气体排放，如交通业可利用氢+燃料电池解决长距离运输问题，工业可以利用氢解决钢铁和化工业的高排放问题，建筑业可以通过在天然气掺混氢气降低燃气供热过程的碳排放。

氢气具有很高的能量密度，是高温工业过程或运输部门燃料替代的潜在解决方案。然而，氢气也被广泛用于其他用途，这意味着只有有限的数量可用于燃料应用。另外，氢燃料的制备、压缩、储存、分配全链条基础设施尚未形成网络，仍存在技术成熟度和经济可行性方面的挑战。

03- 醇基燃料

醇基衍生燃料也可以用于燃料替代，这类燃料具有较低的热值，因此改造或开发专用的内燃机，是实现更高的效率的必要条件。目前，甲醇已经成功地进行了船舶应用的测试，在发动机性能和减少废气排放方面取得了令人鼓舞的结果。