21世纪前20年，能源科学蓬勃发展，为保障世界能源安全、应对全球气候变化、促进人类文明和经济社会的不断发展进步提供了有力支撑，我国也已经成为能源科学大国、能源技术装备产业大国和能源教育大国。《中国能源科学2035发展战略》在总结国际能源发展趋势的基础上，全面分析了我国能源科学技术的发展现状，提出了我国能源科学技术发展的指导思想和发展目标，集中阐述了化石能源，可再生能源与新能源，智能电网，综合能源系统，能量转换中的动力装置与热能利用，电力装备，储能装备及系统，氢能的生产、储运及利用，终端用能及节能，碳减排技术等领域的关键科学技术问题，面向2035年提出了我国能源科学技术的重点发展方向和相关建议。

总序/i
前言/vii
摘要/xi
Abstract/xix
第一章 能源科学技术现状与发展战略/1
第一节 全人类共同的挑战/1
一、能源与环境的挑战/1
二、发展与减排之间的不平衡/5
三、能源可持续供应形势严峻/7
四、化石能源依赖严重、多元供应体系不完善/9
五、电力系统安全稳定运行面临新挑战/10
六、提高能源利用效率是各国一致的选择/14
第二节 世界能源技术发展现状与趋势/18
一、能源结构与能源利用技术向低碳和近零排放演化/18
二、提高能效在能源科学技术发展中地位凸显/23
三、电能存储与输配电技术发展迅速/25
四、CCUS 是化石能源低碳利用的关键技术/28
五、主要行业碳减排技术成为新重点/31
六、能源科技投入近年来持续增加/36
第三节 我国能源科学技术现状与基础/39
一、化石能源领域/39
二、可再生能源与新能源领域/41
三、能量转换中的动力装置与热能利用/42
四、电能领域/43
五、氢能领域/44
六、气候变化领域/44
七、储能领域/45
第四节 能源科学发展思路/46
一、能源科学的学科领域/46
二、指导思想与发展目标/47
三、能源科学发展重点的遴选原则/50
本章参考文献/51
第二章 化石能源/57
第一节 煤炭清洁低碳高效利用/57
一、基本范畴、内涵和战略地位/58
二、发展规律与发展态势/59
三、发展现状与研究前沿/61
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/63
第二节 清洁石油化工与能源转化利用/66
一、基本范畴、内涵和战略地位/66
二、发展规律与发展态势/67
三、发展现状与研究前沿/69
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/72
第三节 燃油动力节约与洁净转换/73
一、基本范畴、内涵和战略地位/73
二、发展规律与发展态势/74
三、发展现状与研究前沿/75
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/78
第四节 天然气化工与能源利用/79
一、基本范畴、内涵和战略地位/80
二、发展规律与发展态势/80
三、发展现状与研究前沿/82
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/85
第五节 非常规油气/86
一、基本范畴、内涵和战略地位/86
二、发展规律与发展态势/88
三、发展现状与研究前沿/89
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/91
本章参考文献/92
第三章 可再生能源与新能源/95
第一节 太阳能/96
一、基本范畴、内涵和战略地位/96
二、发展规律与发展态势/96
三、发展现状与研究前沿/97
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/99
第二节 风能/101
一、基本范畴、内涵和战略地位/101
二、发展规律与发展态势/102
三、发展现状与研究前沿/103
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/104
第三节 生物质能/106
一、基本范畴、内涵和战略地位/106
二、发展规律与发展态势/106
三、发展现状与研究前沿/107
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/110
第四节 水能/112
一、基本范畴、内涵和战略地位/112
二、发展规律与发展态势/112
三、发展现状与研究前沿/114
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/115
第五节 海洋能/117
一、基本范畴、内涵和战略地位/117
二、发展规律与发展态势/118
三、发展现状与研究前沿/119
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/121
第六节 地热能/123
一、基本范畴、内涵和战略地位/123
二、发展规律与发展态势/124
三、发展现状与研究前沿/125
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/126
第七节 核能/128
一、基本范畴、内涵和战略地位/128
二、发展规律与发展态势/129
三、发展现状与研究前沿/130
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/131
第八节 天然气水合物/132
一、基本范畴、内涵和战略地位/132
二、发展规律与发展态势/133
三、发展现状与研究前沿/134
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/135
第九节 空气热能及热泵技术利用/137
一、基本范畴、内涵和战略地位/137
二、发展规律与发展态势/138
三、发展现状与研究前沿/139
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/140
本章参考文献/141
第四章 智能电网/144
第一节 大规模可再生能源发电与组网/144
一、基本范畴、内涵和战略地位/144
二、发展规律与发展态势/146
三、发展现状与研究前沿/151
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/153
第二节 新型输变电技术/154
一、基本范畴、内涵和战略地位/154
二、发展规律与发展态势/155
三、发展现状与研究前沿/156
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/157
第三节 智能配用电技术/157
一、基本范畴、内涵和战略地位/157
二、发展规律与发展态势/158
三、发展现状与研究前沿/160
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/162
第四节 高比例可再生能源电力系统运行与控制/165
一、基本范畴、内涵和战略地位/165
二、发展规律与发展态势/166
三、发展现状与研究前沿/167
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/169
第五节 智能电网新技术/174
一、基本范畴、内涵和战略地位/174
二、发展规律与发展态势/176
三、发展现状与研究前沿/177
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/179
本章参考文献/180
第五章 综合能源系统/182
第一节 基本范畴、内涵与战略定位/182
一、综合能源系统为可再生能源消纳提供了新的灵活性/184
二、综合能源系统是提高社会综合能效水平的重要途径/185
三、综合能源系统有利于提高供能系统的整体安全性/185
四、综合能源系统将为国民经济发展注入新动能/185
第二节 发展规律与发展态势/186
一、不同空间尺度形态演化/186
二、跨领域形态演化/191
第三节 发展现状与研究前沿/195
一、综合能源系统建模与仿真/195
二、综合能源系统规划/201
三、综合能源系统运行/205
四、综合能源系统市场体系与商业模式/211
第四节 关键科学问题、关键技术问题与发展方向/216
一、综合能源系统建模与仿真/216
二、综合能源系统规划/217
三、综合能源系统运行/219
四、综合能源系统市场体系与商业模式/221
本章参考文献/223
第六章 能量转换中的动力装置与热能利用/225
第一节 航空发动机/225
一、基本范畴、内涵和战略地位/225
二、发展规律与发展态势/226
三、发展现状与研究前沿/226
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/227
第二节 燃气轮机/229
一、基本范畴、内涵和战略地位/229
二、发展规律与发展态势/229
三、发展现状与研究前沿/230
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/232
第三节 汽轮机/234
一、基本范畴、内涵和战略地位/234
二、发展规律与发展态势/234
三、发展现状与研究前沿/235
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/237
第四节 内燃机/238
一、基本范畴、内涵和战略地位/238
二、发展规律与发展态势/239
三、发展现状与研究前沿/240
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/241
第五节 流体机械/243
一、基本范畴、内涵和战略地位/243
二、发展规律与发展态势/243
三、发展现状与研究前沿/244
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/245
第六节 新型能源动力/247
一、基本范畴、内涵和战略地位/247
二、发展规律与发展态势/247
三、发展现状与研究前沿/248
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/250
第七节 空调制冷/251
一、基本范畴、内涵和战略地位/251
二、发展规律与发展态势/251
三、发展现状与研究前沿/253
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/254
第八节 热泵/255
一、基本范畴、内涵和战略地位/255
二、发展规律与发展态势/256
三、发展现状与研究前沿/257
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/258
本章参考文献/259
第七章 电力装备/262
第一节 优选电工材料（含环保材料）/262
一、基本范畴、内涵和战略地位/263
二、发展规律与发展态势/265
三、发展现状与研究前沿/268
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/272
第二节 电力装备多物理场特性及计算方法/275
一、基本范畴、内涵和战略地位/275
二、发展规律与发展态势/277
三、发展现状与研究前沿/278
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/280
第三节 输变电装备运行态势感知/282
一、基本范畴、内涵和战略地位/283
二、发展规律与发展态势/284
三、发展现状与研究前沿/286
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/288
第四节 优选输变电装备/291
一、基本范畴、内涵和战略地位/291
二、发展规律与发展态势/292
三、发展现状与研究前沿/294
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/299
第五节 超导电力装备/302
一、基本范畴、内涵和战略地位/302
二、发展规律与发展态势/303
三、发展现状与研究前沿/304
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/306
第六节 电力电子器件及装备/309
一、基本范畴、内涵和战略地位/309
二、发展规律与发展态势/310
三、发展现状与研究前沿/314
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/316
第七节 电机及系统/319
一、基本范畴、内涵和战略地位/319
二、发展规律与发展态势/320
三、发展现状与研究前沿/324
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/326
本章参考文献/327
第八章 储能装备及系统/334
第一节 机械储能/334
一、基本范畴、内涵和战略地位/334
二、发展规律与发展态势/336
三、发展现状与研究前沿/338
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/341
第二节 热能储存/344
一、基本范畴、内涵和战略地位/344
二、发展规律与发展态势/344
三、发展现状与研究前沿/345
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/348
第三节 电化学储能/350
一、基本范畴、内涵和战略地位/350
二、发展规律与发展态势/351
三、发展现状与研究前沿/352
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/356
第四节 超级电容器储能/358
一、基本范畴、内涵和战略地位/358
二、发展规律与发展态势/359
三、发展现状与研究前沿/359
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/360
第五节 其他储能技术/361
一、基本范畴、内涵和战略地位/361
二、发展规律与发展态势/362
三、发展现状与研究前沿/362
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/363
本章参考文献/364
第九章 氢能的生产、储运及利用/367
第一节 氢能的生产/367
一、基本范畴、内涵和战略地位/367
二、发展规律与发展态势/368
三、发展现状与研究前沿/370
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/375
第二节 氢能的储运/378
一、基本范畴、内涵和战略地位/378
二、发展规律与发展态势/379
三、发展现状与研究前沿/381
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/385
第三节 氢能的利用/386
一、基本范畴、内涵和战略地位/386
二、发展规律与发展态势/386
三、发展现状与研究趋势/389
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/392
本章参考文献/393
第十章 终端用能及节能/395
第一节 终端用能技术发展概述/395
第二节 工业领域的节能减排/400
一、基本范畴、内涵和战略地位/400
二、发展规律与发展态势/404
三、发展现状与研究前沿/406
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/408
第三节 建筑节能/411
一、基本范畴、内涵和战略地位/411
二、发展规律与发展态势/413
三、发展现状与研究前沿/415
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/417
第四节 交通运输节能/418
一、基本范畴、内涵和战略地位/418
二、发展规律与发展态势/421
三、发展现状与研究前沿/423
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/428
本章参考文献/430
第十一章 碳减排技术/432
第一节 温室气体控制/432
一、基本范畴、内涵和战略地位/432
二、发展规律与发展态势/434
三、发展现状与研究前沿/437
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/439
第二节 能源动力系统的减排科学与技术/440
一、基本范畴、内涵和战略地位/440
二、发展规律与发展态势/441
三、发展现状与研究前沿/442
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/447
第三节 无碳- 低碳能源科学与技术/450
一、基本范畴、内涵和战略地位/450
二、发展规律与发展态势/451
三、发展现状与研究前沿/452
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/456
第四节 无碳- 低碳能源化工与工业/459
一、基本范畴、内涵和战略地位/459
二、发展规律与发展态势/459
三、发展现状与研究前沿/462
四、 关键科学问题、关键技术问题与发展方向/466
第五节 低碳型生态工业系统/467
一、基本范畴、内涵和战略地位/467
二、发展规律与发展态势/468
三、发展现状与研究前沿/471
四、关键科学问题、关键技术问题与发展方向/473
本章参考文献/475
第十二章 能源科学优先发展与前沿交叉领域/480
第一节 化石能源与碳中和技术/481
一、优先发展领域/481
二、前沿交叉领域/482
第二节 可再生能源与新能源/483
一、优先发展领域/484
二、前沿交叉领域/487
第三节 智能电网/489
一、优先发展领域/489
二、前沿交叉领域/491
第四节 能量转换中的动力装置与热能利用/492
一、优先发展领域/492
二、前沿交叉领域/493
第五节 电力装备/494
一、优先发展领域/494
二、前沿交叉领域/497
第六节 储能装备及系统/500
一、优先发展领域/500
二、前沿交叉领域/501
第七节 氢能/501
一、优先发展领域/501
二、前沿交叉领域/502
第八节 高能耗行业节能/502
一、优先发展领域/502
二、前沿交叉领域/503
第九节 温室气体控制与无碳- 低碳系统/503
一、优先发展领域/503
二、前沿交叉领域/505
第十节 智慧能源系统/506
一、优先发展领域/506
二、前沿交叉领域/509
第十三章 发展建议/511
第一节 化石能源/511
第二节 可再生能源与新能源/513
第三节 智能电网/515
第四节 能量转换中的动力装置与热能利用/516
第五节 电力装备/520
第六节 储能装备及系统/523
第七节 氢能/525
第八节 综端用能及节能/526
第九节 温室气体控制与无碳- 低碳系统/527
第十节 变革性能源转换与利用技术/528
附录：参与报告编写人员名单/530
关键词索引/532