本书针对我国碳中和重大需求，系统介绍了碳中和概念及逻辑体系，剖析相关行业低碳转型和绿色发展路径。全书包括绪论，碳捕集、利用与封存，工业低碳化转型与发展，能源低碳转型与清洁能源，煤炭行业低碳转型与科技创新，绿色建筑与智能建造，固体废物低碳循环发展与综合利用，科技赋能低碳经济发展8章。
本书可作为高等院校环境、能源、化工、电气、建筑、交通类专业本科生与研究生的教学用书，也可供碳中和领域的管理和技术人员参考。
本书配有教学大纲、授课PPT、课后题参考答案、视频、知识图谱等教学资源，免费提供给选用本书的授课教师，需要者请登录机械工业出版社教育服务网（www.cmpedu.com）注册后下载。

本书依托于战略性新兴领域十四五高等教育教材体系建设团队，由中国矿业大学（北京）、中国石油大学（北京）、中国地质大学（北京）、重庆大学国内开设碳储科学与工程专业的高校与长期从事碳中和领域具有优势的国家能源集团合作编写。
本书针对碳中和领域对培养交叉学科人才的需求，系统解读了能源、绿色建筑、智能建造、
固体废物处置等不同领域的碳中和实现路径与特色。
本书将课程思政元素融入知识点，结合碳中和领域典型案例，引导学生理论联系实际、深入
理解相关知识，同时培养了学生的社会责任感和行业使命感。
本书配套有教学大纲、授课 PPT、课后题参考答案、视频、知识图谱等教学资源，免费提供
给选用本书的授课教师 ；配有二维码链接视频，便于开展混合式教学。

本书从碳中和、碳循环、气候变化等国际热点问题出发，在梳理美国、德国、英国、日本等国家碳排放历史进程和碳中和政策措施基础上，强调我国提出双碳目标是对国际社会的庄严承诺，是推进我国经济高质量发展的内在要求。
本书共8章。第1章阐述碳中和的定义，分析碳循环与气候变化之间的关系，指出人为排放对全球增温的影响。梳理美国、德国、英国、日本等国家碳排放历史进程，分析这些国家碳中和的相关政策措施，归纳国际社会在碳减排进程中的努力，提出我国碳中和的挑战与机遇。第2章阐述碳捕集、利用与封存的概念及全球发展概况，梳理二氧化碳捕集利用与封存技术与方法，并列举碳捕集、利用与封存案例。第3章阐述工业低碳发展概念及目标，分析电力系统、交通系统、化工行业、建材行业等传统工业低碳转型路径，剖析工业转型的挑战和对策。第4章从能源转型的角度，阐述能源系统的组成及其与经济增长的关系，在分析能源转型的机遇与挑战的基础上，梳理风能、氢能、核能、太阳能、生物质能、地热能、海洋能等主要清洁能源的技术特点。第5章聚焦煤炭行业低碳转型，分析煤炭行业的发展历程及其在国民经济中的地位和作用，阐述低碳转型的背景、趋势、路径和策略，列举科技创新赋能煤炭行业低碳转型案例。第6章分析绿色建筑与碳排放的关系，提出绿色建筑节能设计原则和技术手段，分析智能建造与建筑新能源技术的结合点，综合绿色建筑和智能建造两大领域的要求，描绘绿色建筑和智能建造未来的发展。第7章阐明双碳目标下固体废物形势，梳理固体废物资源化技术与综合利用手段，结合国内外案例分析无废城市建设标准、要点与评价体系。第8章聚焦科技赋能低碳经济，阐明国内外低碳经济发展的趋势，剖析低碳经济发展面临的挑战，论述5G工业互联网、AI、大数据、工业领域区块链等技术对低碳经济发展的驱动作用。
限于编者水平，书中难免有错漏或不足之处，敬请广大读者批评指正。
编者

祝捷，教授、博士生导师，全国徐芝纶力学优秀教师，国家级一流本科课程、虚拟仿真实验教学一流课程和课程思政示范课程团队主要成员，兼任中国岩石力学与工程学会采矿岩石力学分会常务理事和北京力学会理事。长期从事煤岩流固耦合力学研究工作，主持国家自然科学基金面上项目、北京市支持中央高校共建项目等国家级、省部级项目4项、校企合作科研项目20余项。出版专著和教材2部，发表学术论文80余篇，获省部级科研奖励7项。

丛书序一
丛书序二
前言
第1章绪论/
1.1碳中和的基本概念/
1.1.1碳中和的定义/
1.1.2碳循环和气候变化/
1.1.3人为排放与全球增温/
1.2全球各国碳中和路线图/
1.2.1全球碳排放概况/
1.2.2主要国家的碳中和目标与措施/
1.2.3国际合作与共同行动/
1.3我国碳中和的挑战与机遇/
1.3.1我国碳排放现状与挑战/
1.3.2我国碳中和的路径分析/
习题与思考题/
第2章碳捕集、利用与封存（CCUS）/
2.1概述/
2.1.1概念及技术环节/
2.1.2国内外CCUS发展概况/
2.1.3CCUS对碳中和的贡献/
2.2CO2捕集技术与方法/
2.2.1液体吸收/
2.2.2固体吸附/
2.2.3直接空气捕集/
2.3CO2利用技术与方法/
2.3.1矿化利用/
2.3.2化学利用/
2.3.3生物利用/
2.3.4地质利用/
2.4CO2封存技术与方法/
2.4.1地质封存技术/
2.4.2其他封存技术/
2.5CCUS案例/
2.5.1美国CCUS项目/
2.5.2我国CCUS项目/
习题与思考题/
第3章工业低碳化转型与发展/
3.1概述/
3.1.1我国工业低碳发展形势/
3.1.2环境库兹涅茨曲线/
3.1.3工业部门低碳发展目标/
3.1.4工业低碳发展三步走战略/
3.2传统工业的低碳转型/
3.2.1电力系统低碳转型/
3.2.2交通系统低碳转型/
3.2.3化工行业低碳转型/
3.2.4建材行业低碳转型/
3.3工业转型的主要目标与任务/
3.3.1主要目标/
3.3.2主要任务/
习题与思考题/
第4章能源低碳转型与清洁能源/
4.1能源消费与碳排放/
4.1.1能源系统组成/
4.1.2能源消费与经济社会发展/
4.1.3能源与碳排放记录统计方法/
4.2能源革命中的机遇与挑战/
4.2.1全球能源革命/
4.2.2能源转型与碳减排/
4.3我国能源低碳转型的实现路径/
4.4主要清洁能源/
4.4.1风能/
4.4.2氢能/
4.4.3核能/
4.4.4太阳能/
4.4.5生物质能/
4.4.6地热能/
4.4.7海洋能/
习题与思考题/
第5章煤炭行业低碳转型与科技创新/
5.1煤炭行业概述/
5.1.1煤炭行业的发展历程与现状/
5.1.2煤炭行业在国民经济中的地位与作用/
5.2煤炭行业低碳转型的背景与趋势/
5.2.1我国煤炭行业面临的挑战/
5.2.2煤炭低碳转型的发展趋势/
5.3煤炭行业低碳转型的路径与战略/
5.3.1煤炭低碳转型的路径/
5.3.2煤炭碳中和发展战略/
5.4科技创新赋能煤炭低碳转型案例/
5.4.1矿区地面风电/光伏电站/
5.4.2井下空间建设储能电站/
5.4.3煤矿瓦斯综合治理及利用/
习题与思考题/
第6章绿色建筑与智能建造/
6.1绿色建筑与碳排放关系/
6.1.1绿色建筑的定义与特点/
6.1.2建筑与碳排放的关系/
6.2绿色建筑节能设计与实践/
6.2.1绿色建筑节能设计原则/
6.2.2绿色建筑节能改造技术/
6.2.3绿色建筑节能实践案例/
6.3智能建造与建筑新能源技术/
6.3.1智能建造的定义与特点/
6.3.2建筑新能源技术的应用/
6.3.3智能建造与建筑新能源技术的结合点/
6.4智能建造与绿色建筑的结合/
6.4.1智能建造在绿色建筑中的应用/
6.4.2案例分析/
6.5智能建造与绿色建筑的未来发展/
6.5.1政策法规/
6.5.2技术创新/
6.5.3社会认知/
习题与思考题/
第7章固体废物低碳循环发展与综合利用/
7.1双碳目标下固体废物现状与形势/
7.1.1固体废物概述/
7.1.2固体废物的处理与综合管理/
7.1.3固体废物碳排放与低碳发展/
7.1.4固体废物低碳发展政策与建议/
7.2固体废物资源化技术与综合利用/
7.2.1城市生活垃圾资源化技术/
7.2.2农业固体废物资源化技术/
7.2.3工业固体废物资源化技术/
7.3无废城市建设与低碳循环发展/
7.3.1无废城市现状与形势/
7.3.2无废城市试点建设标准与要点/
7.3.3无废城市量化评价方法与体系/
7.3.4国内外无废城市建设经验总结/
习题与思考题/
第8章科技赋能低碳经济发展/
8.1低碳经济发展的趋势/
8.1.1国际低碳经济发展的趋势/
8.1.2我国低碳经济发展的趋势/
8.2我国低碳经济发展面临的挑战/
8.3智能工业的驱动作用/
8.3.15G工业互联网/
8.3.2AI赋能工业转型/
8.3.3工业大数据的应用/
8.3.4工业领域的区块链作用/
参考文献/