面向碳中和的智慧能源系统解决方案.docx

Tsinghua

大学Univcrsiry

E四csgEED平7

E四

第15期

能源创新青年论坛

零碳能源系统

面向碳中和的智慧能源系统

AlforScience-towardsCarbonNeutrality

王笑楠

清华大学研究员、副教授、博士生导师

智慧系统工程研究中心负责人

新加坡国立大学荣誉教授

wangxiaonan@

2023年5月4日

带领智慧系统工程当前研究方向

能源、材料和先进制造系统的高度复杂性和不确定性亟待解决，多尺度系统集成的人工智能

和优化控制方法可实现效率、经济和环境最优

未来智能研发·

未来智能研发

·集成物理信息系统的工业4.0

·智能技术在化工新材料领域的应用研究

·实时大数据，自动控制，动态优化·先进化工材料开发与生产…

智慧能源

·清洁、低碳、经济的综合能源系统

·多能互补的综合新能源系统设计和运行策略

·能效提高，实时优化，决策支持·绿色能源、储能系统、氢能经济…

赋能国家碳达峰、碳中和目标

·双碳目标关键技术和实现路径

·能源-水-食物-化工-废弃物-气候变化

·非线性，强耦合，参数时变的复杂系统优化·区域大数据、循环经济、韧性城市…

Mufl-Scalo

Mufl-ScaloSmartSystomEnginooring

R重(多尺度留能系统工程)

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四

严

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四单用

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智慧系统工程

SMAATSYSTEMSENGIWEERING

双碳目标

人工冒能应用实践

匈

AR■

新材料、新过程

零技吸

零技

吸术

眼术负技

低碳授术

碳中和技术体系

监测优化平台

可持续发展○目标

3

碳中和的重要性和急迫性

40

二

二氧化碳排放(10亿吨Co2/年)

30

20

10

0

10

-20

2000

2020升温已达1℃

采取减排措施后的排放曲线

采取负排放技术后的排放曲线

1.5℃

2100

中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。

——2020年9月22日在第七十五届联合国大会

实现碳达峰碳中和是顺应绿色发展时代潮流、必由推动经济社会高质量发展、可持续发展的之路

4

化学材料新技术对碳中和至关重要

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交通建筑能源

交通建筑

生命健康先进制造

生命

健康

先进制造

信息电子航空

信息电子

低碳技术

低碳技术零碳技术

负碳技术

负碳技术

化学材料开发赋能碳中和全链条

低碳燃料绿色低碳化学品

低碳燃料

光伏材料电池材料

光伏材料

碳捕集材料CO2转化催化剂

碳捕集材料

突破能源效率

突破能源效率

实现净零排放

5

能源系统的低碳智能化转型

能源行业是最大的温室气体排放源，约占全球排放量的73%(主要归因于能源需求的持续增长和对化石燃料的高度依赖)

Inthefirsthalfofthe21stcentury,weareexperiencinganotherenergytransition:fromahighlyfossilfuel-dependentenergysystemtoalow-carbon,renewable,andsustainableenergysystem

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