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期刊信息/Journal information
中国工程科学
中国工程院；高等教育出版社有限公司
中国工程科学

中国工程院；高等教育出版社有限公司

月刊

1009-1742

gpy@cae.cn

010-58582511

100120

西城区德外大街4号

中国工程科学/Journal Engineering ScienceCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为1999年创刊的中国工程院院刊。它立足于30多个工程科技领域，以科学发现，技术创新，科技前沿，研究成果，典型工程设计及经验总结，重大工程咨询调研报告等为主要报道内容，是荟萃专家学者创新精华，融百花为一园，集综合一体的学术期刊。其撰稿人的30%以上来自两院院士，52%来自研究员、教授级专家，10.2%来自博（硕）士研究生。《中国工程科学》是广大专家、学者、科技人员“众里寻她千百度”的、独具智力资源优势的刊物。
正式出版
收录年代

    "双碳"目标下我国电力系统灵活性资源发展策略研究

    李政李伟起张忠伟常淦...
    108-120页
    查看更多>>摘要：大力发展新能源是实现"双碳"目标的重要途径,但新能源的随机性、波动性和间歇性特点给电力系统供需平衡及稳定性带来严峻挑战,亟需发展多元灵活性资源来保障系统的安全稳定运行.本文综述了我国碳中和目标下电力需求及电源结构发展路线的相关研究情况,深入分析了不同风光发电量比例下电力系统对灵活性调节的不同需求,并从高峰能力(充足性)、爬坡灵活性、稳定性、惯性4个方面阐述了未来所需要的"源网荷储"各类灵活性资源特性;结合国际经验,提出了保障安全、低碳发展、经济最优的灵活性资源发展原则,并在分析我国灵活性资源发展存在问题的基础上,提出了与我国电力行业减排目标和中长期电力结构变化趋势相一致的灵活性资源发展路线;最后从电源、电网、负荷、储能、市场机制5个方面提出了发展灵活性资源的重点举措.

    "双碳"目标电力系统高比例风光灵活性资源发展路线

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    动态省级电力CO2排放因子对区域碳达峰路径的影响

    贾敏张立张哲宋晓晖...
    121-133页
    查看更多>>摘要：电力CO2排放因子是精准核算消费端间接排放的重要参数,也是准确量化消费端CO2排放路径的核心指标.本文首次探究了2020-2035年省级电力CO2排放因子的时空特征并与官方来源因子进行对比,全面整合了历史直接排放数据以及精准量化电力消费间接排放的重要性,详细预测了不同情景下2020-2035年省级电力消费间接排放及各省排放路径并量化不同时空精度电力CO2排放因子对各省排放路径的影响.研究表明:(1)2020-2035年,各省电力CO2排放因子呈现持续下降趋势,而现有公开的电力CO2排放因子与本研究省级水平相比存在差异;(2)2010-2020年,电力净调入省份的电力消费间接排放及其占比逐渐增加,北京、上海、浙江等省份占比最高;(3)在情景1和情景3(全国、省级维度因子固定不变情景)下,各省的电力消费间接排放和总排放显著高于情景2和情景4(全国、省级维度因子动态变化情景)的估算结果;情景1和情景2(全国维度因子固定不变、动态变化情景)与情景3和情景4(省级维度因子固定不变、动态变化情景)中的估算结果差异较大;对于如北京、上海、广东等电力消费间接排放占比较大的省份,选取不同空间精度的电力CO2排放因子对其排放总量影响较为明显,进一步导致相关达峰年的偏移.研究结论对支撑各省碳达峰路径规划、降低电力消费间接排放预测的不确定性具有参考价值.

    电力CO2排放因子碳达峰排放路径电力消费间接排放省级维度

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    火电CO2排放连续监测的国际经验分析及启示

    张春雷赵良刘逍黄海威...
    134-151页
    查看更多>>摘要：为了推动我国火电CO2排放连续监测技术的发展应用、助力我国碳排放统计核算体系建设,本文在文献调研、专家研讨、技术剖析的基础上,以美国、欧盟等为重点,从应用机组类型、实施标准制定、失效应对措施、监测技术选型、关键技术研发、支撑火电低碳化发展、监测报告核查、测量准确度评价等8个方面,对国际火电CO2排放连续监测的发展经验进行了分析.借鉴国际有益经验,结合我国火电CO2排放连续监测的发展现状,提出发展建议:充分考虑技术应用特点和我国火电实际情况,研究制定配套政策法规;加快完善技术实施标准规范,增强标准的引领和支撑作用;强化对已有烟气流量计测量情况的统计分析,为相关工作开展提供参考;加强火电烟气流量测量研究工作,提升CO2排放连续监测技术水平;推进数字化技术在监测报告核查中的应用,支撑CO2排放连续监测的闭环管理;健全连续排放监测系统测量准确度评价标准体系,提升我国碳排放数据的国际认可度.

    碳排放统计核算体系火电CO2排放连续监测连续排放监测系统碳市场

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    陆上风电碳足迹动态变化的国际比较研究

    杨敬言阮梓纹杨秀李朝君...
    152-163页
    查看更多>>摘要：碳中和目标下国际风电产业将继续扩大规模,碳市场、碳关税等国际气候减排政策工具也在不断完善,未来可再生能源碳足迹对相关产业成本与发展将产生重要影响.本文以中国、欧洲、美国等风电产业优势国家和地区作为研究对象,构建陆上风电系统生命周期评价过程、生命周期清单,完成相关地区陆上风电碳足迹的参数比较并总结变化趋势,进一步分析趋势成因并阐明影响因素.结果表明,在风力机大型化加速、发电效率提高、工业生产清洁化的态势下,2011-2022年世界优势地区的陆上风电碳足迹均呈下降趋势,中国、欧洲、美国的平均降幅分别为49.2%、46.2%、20.8%,相应下降量均集中在设备生产阶段;中国已将碳足迹下降至与欧洲接近的水平,与美国的差距缩减到3.63 g/kW·h,其中工业生产清洁化水平不高、风机容量因子偏低分别是中国陆上风电碳足迹高于欧洲、美国的主要原因.中国在推进风电产业发展的过程中,需着重提高风电系统发电效率、加快改善产业清洁化生产水平、支持风电系统退役回收产业发展,以稳步降低陆上风电系统生命周期内的碳足迹.

    风电生命周期评价碳足迹国际比较风力机大型化工业生产清洁化

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    低碳能源系统中能源利用技术现状及展望

    张川胡沛裕殷格格严武斌...
    164-175页
    查看更多>>摘要：能源系统脱碳是实现碳中和的关键,开展能源系统低碳转型需要在一次能源供应、能源加工与转化、能源终端消费等方面大规模地运用低碳能源技术.本文从低碳能源系统优化分析的角度出发,按照一次能源、二次能源、终端用能的分类,梳理了各类能源利用技术的发展现状并展望了未来趋势,进一步分析了能源利用技术在我国低碳能源系统中的应用前景与布局挑战.研究认为:太阳能发电、风力发电作为增长最快的可再生能源类型,将在能源供给环节持续发挥重要作用;生物质利用需要系统评估各类转换技术,促成生物质资源的跨行业优化分配;氢能、储能等二次能源亟需突破材料、性能、寿命等方面的技术瓶颈,追求低的系统成本与规模化应用;终端用能技术未来将以电气化为核心,依赖输配电系统的安全稳定转型与有效扩容.未来的能源系统低碳转型还需关注不同能源技术的协调发展,妥善处理技术因素与市场、制度、社会等非技术因素的协同关系,推动能源系统加速脱碳.

    能源系统低碳转型一次能源二次能源终端用能电气化非技术因素

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    零碳清洁煤电发展研究——"清洁煤电+CCUS"的可行性与竞争性

    谢和平任世华谢亚辰焦小淼...
    176-185页
    查看更多>>摘要：逐步增强的稳定性和低碳化双重要求,决定了清洁煤电配套碳捕集、利用与封存(CCUS)和新能源发电配套储能成为我国电力领域未来发展的必然趋势.本文系统调研分析国内外清洁煤电、CCUS、新能源发电、储能等典型案例,研判技术发展趋势;采用涵盖全生命周期的平准化度电成本模型,测算现阶段、技术突破、商业化规模化3个阶段"清洁煤电+CCUS"的经济性及其变化,并从经济性、稳定性、安全性3个维度与"新能源+储能"进行对比分析,评估"清洁煤电+CCUS"的竞争力.分析表明:技术突破、CCUS商业化规模化将推动"清洁煤电+CCUS"成本降低30.3%～77.6%;当CCUS成本低于550元/t CO2时,"清洁煤电+CCUS"相比"新能源+储能"更有竞争力;当CCUS成本低于150元/t CO2时,"清洁煤电+CCUS"成本将低于"新能源+储能".基于二者的竞争性和协同性,测算分析了"清洁煤电+CCUS"的优势技术路线和应用场景.围绕提升清洁煤电的互补性、增强"清洁煤电+CCUS"的竞争性、推进煤电与新能源优化组合发展等方面,提出了零碳清洁煤电突破方向与技术路径:明确优先发展技术路线,加强变革性、颠覆性技术研发,提升清洁煤电机组调峰能力,促进煤电与新能源耦合协同发展,构建高端复合人才支撑体系.

    "双碳"目标清洁煤电CCUS煤电与新能源协同灵活性调峰

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    表征生物学

    陈薇
    186-189页
    查看更多>>摘要：遗传奠定了生物体基本表型的稳定性.遗传变异、表观遗传、微生物以及环境等因素与生物遗传的复杂互作决定了每个个体以及同一个体在生命过程不同阶段的表型差异,体现了生物学过程的强大作用和复杂性.对这些复杂性的解析、梳理、凝练,进而形成区分"自我"与"非我"的有辨识度认知构成了现代生物学的核心挑战.针对这一挑战以及未来科技综合交叉的发展态势与需求,本文提出表征生物学的概念,并定义为将复杂的生物学过程通过多维度研究和精确解析,以简约概念和特征性方式量化呈现的学科.

    表征生物学遗传表型

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    聚变能源研究态势及展望

    彭先觉高翔李建刚刘永...
    190-197页
    查看更多>>摘要：聚变能源开发有望重塑未来能源发展格局,正处于突破工程能量"得失相当"的关键阶段,机遇与挑战并存.本文总结了聚变能源研究的主要进展,凝练了能量平衡尚未实现、氚自持尚未得到验证、实现高可利用率难度极高、耐辐照材料开发进展缓慢、使用经济性普遍较差等发展挑战.在梳理国际热核聚变实验堆(ITER)计划的共性基础技术突破、成员国配套研究的基础上,归纳了我国磁约束聚变研究的整体规划、自主项目部署、技术路线跟踪等方面的进展.进一步,围绕我国自主提出的Z箍缩聚变裂变混合堆(Z-FFR)概念,阐述了基本原理、应用优势、系列进展,提出了面向2040年实现商业化供能目标的发展规划,涵盖关键技术攻关、工程演示、商业发电推广等阶段的任务目标.为了全面推进我国聚变能源开发进程,建议在磁约束聚变方面深入参与ITER计划和相关国际合作,攻克商用聚变堆关键物理与工程技术,开展中国聚变工程实验堆(CFETR)主机关键部件研发并适时建设和运营CFETR;在Z-FFR方面,加快"电磁驱动大科学装置"建设,开展聚变能源关键技术攻关,推进Z-FFR工程演示和商业应用.

    聚变能源磁约束聚变中国聚变工程实验堆Z箍缩聚变裂变混合堆商业化供能

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    高温超导电缆应用场景与产业发展

    韩云武黄崇祺宗曦华
    198-209页
    查看更多>>摘要：高温超导电缆具有容量大、损耗低、自限流、环境友好等突出优点,是解决城市电网升级难题、实现高效率电力传输、赋能大容量电力应用的新兴解决方案,探讨相关产业发展兼具基础研究与工程应用价值.本文剖析了高温超导电缆的技术特点与应用要素,凝练了超级开关站、大电流专线、数据中心供电、基于新能源的电解铝与电解水制氢、集中型充电站、城市轨道交通、大容量直流电网等高温超导电缆的应用场景;从国际、国内两方面总结了高温超导电缆的研制及应用进展,尤其是全面梳理了我国的关键产品研制、关键技术研究、工程项目实施情况.进一步探讨了加强运维技术、攻克大型制冷机技术、降低工程整体造价、与传统电网设施的耦合、形成收益共享机制等高温超导电缆产业未来发展挑战,并针对性地提出了发展建议.相关内容可为高温超导电缆产业高质量发展研究提供参考.

    高温超导电缆高温超导带材制冷机智能化监控应用场景示范线路

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    运河工程低碳建造基本技术问题及对策

    肖建庄俞才华夏冰谢立全...
    210-221页
    查看更多>>摘要：探讨运河工程低碳建造面临的基本技术问题并提出技术发展应对策略,有助于完善我国运河工程低碳建造的理论与技术,为未来的国际国内运河工程建设提供参考.本文概要梳理了我国古代运河工程和现代运河的建设情况,从重大基础设施低碳发展共性、运河工程低碳建造个性的角度明确了运河工程低碳建造的必要性.新时期运河工程建造的难点是在保障运河工程可靠性的基础上提升建造低碳性,因而运河工程低碳建造的基本技术问题集中在低碳性保障方面;依托平陆运河这一世纪工程的低碳技术攻关实践,着重凝练了运河建筑材料高效运用、运河新旧构件高效利用、运河多维固废循环再生、运河耐久性保障及沿线生物多样保护、运河施工与运维低能耗等基本技术问题.提出了由减量化、再利用、循环再生、韧性化、可再生能源构成的5R低碳建造技术框架,精准应对运河工程低碳建造的基本技术问题.运河工程低碳建造处于起步阶段,建议学术界和工程界持续保持对这一新兴领域的关注、思考与研究.

    运河工程低碳建造减量化再利用循环再生韧性化可再生能源

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