结论及政策建议 1
第1部分 面向2050年的技术和全球能源经济 9
第1章 概述 9
第2章 2050年情景：能源需求、供应及二氧化碳排放 11
2.1技术加速发展情景（ACTs）和技术附加（TECH Plus）情景 12
2.2二氧化碳排放趋势 15
2.2.1各种因素对二氧化碳减排的影响 16
2.2.2不同情景中的二氧化碳排放趋势 18
2.2.3地区分析 19
2.2.4能效和燃料组成变化的影响 20
2.2.5 ACT情景与TECH Plus情景的成本 22
2.2.6 ACT和TECH Plus情景：2050年以后 24
2.3不同燃料的能源需求 26
2.3.1煤炭 28
2.3.2石油 28
2.3.3天然气 31
2.3.4电力 32
2.4各部门能源需求和二氧化碳排放 33
2.5发电 36
2.6交通 41
2.7建筑 45
2.8工业 48
第3章 可持续能源未来发展的技术战略 53
3.1概述 54
3.2技术实施的障碍 54
3.3克服障碍 58
3.4化石燃料发电 60
3.4.1天然气联合循环（NGCC） 61
3.4.2超临界循环（SCSC）和超超临界循环（USCSC） 62
3.4.3整体煤气化联合循环（IGCC） 63
3.4.4流化床燃烧（FBC和PFBC） 63
3.4.5二氧化碳捕集与封存（CCS） 64
3.5可再生能源发电 65
3.5.1水电 67
3.5.2地热能 67
3.5.3生物能源 68
3.5.4风能 69
3.5.5太阳能 70
3.5.6海洋能 71
3.6核能发电 71
3.6.1核裂变：第三代和第三代半 72
3.6.2核聚变：第四代 73
3.7交通 73
3.7.1提高车辆的燃料经济性（发动机和其他部件） 75
3.7.2混合动力车辆 76
3.7.3玉米和甘蔗乙醇 77
3.7.4木质纤维素乙醇 77
3.7.5生物柴油 78
3.7.6氢能／燃料电池车辆 79
3.8建筑和电器 79
3.8.1建筑物围护结构节能措施 81
3.8.2供暖和制冷技术 82
3.8.3区域采暖和制冷系统 83
3.8.4建筑能源管理系统 83
3.8.5照明系统 84
3.8.6家用电器 85
3.8.7降低待机能耗 86
3.8.8太阳能供暖和制冷 86
3.8.9生物质取暖和烹调 87
3.9工业 87
3.9.1热电联产技术 88
3.9.2电动机系统 89
3.9.3蒸汽系统 90
3.9.4采用现有技术提高基础材料生产效率 91
3.9.5通过工艺创新改善基础材料生产效率 91
3.9.6基础材料生产中的燃料替代 92
3.9.7材料和生产效率 92
3.9.8原材料替代 92
3.9.9二氧化碳捕集与封存 93
第2部分 能源技术现状与展望 97
第4章 电力 97
4.1概述 98
4.2全球发电和二氧化碳排放 98
4.3发电技术的挑战 101
4.4化石能源发电厂：现状与展望 102
4.4.1简介 102
4.4.2天然气和燃煤电厂现状 102
4.4.3天然气和燃煤电厂效率 104
4.4.4燃煤电厂的寿期 107
4.4.5化石能源电厂的前景 109
4.5二氧化碳捕集与封存：现状与展望 115
4.5.1二氧化碳捕集与封存的现状 115
4.5.2二氧化碳捕集与技术展望 117
4.6可再生能源：现状与展望 123
4.6.1可再生能源发电现状 123
4.6.2可再生能源发电展望 125
4.7核能发电：现状与展望 142
4.7.1核能现状 142
4.7.2核电站展望 147
4.7.3核聚变展望 152
4.8电力网络和分布式发电：现状与展望 152
4.8.1先进电力网络 152
4.8.2分布式发电系统 154
第5章 道路交通技术与燃料 157
5.1概述 158
5.1.1交通活动水平 159
5.1.2方式组合 159
5.1.3燃料组合 160
5.1.4能源强度 161
5.1.5交通燃料的温室气体特征 162
5.1.6污染物排放 163
5.2道路交通的燃料选择 163
5.2.1常规原油冶炼 164
5.2.2非传统石油：开采与浓缩 165
5.2.3天然气费托合成法：天然气转化成液体（GTL） 167
5.2.4煤基费托合成法：煤炭转化液体燃料（CTL） 168
5.2.5甲醇和二甲基醚 170
5.2.6乙醇 172
5.2.7生物柴油和其他生物燃料 178
5.2.8氢能生产 184
5.3公路交通汽车技术 185
5.3.1火花点火和压缩点火发动机 185
5.3.2汽油汽车和其他相关汽车 187
5.3.3柴油汽车 194
5.3.4其他替代燃料汽车 198
5.3.5发动机以外的其他因素 206
第6章 建筑与设备 210
6.1概述 211
6.2建筑能耗 211
6.3建筑和电器设备技术 213
6.4建筑围护结构 216
6.4.1窗户 216
6.4.2绝热性能 219
6.5采暖、制冷和通风 221
6.5.1传统采暖系统：石油、天然气、电力 221
6.5.2先进的供热系统：热泵 222
6.5.3先进的供暖和制冷系统：主动式太阳能 223
6.5.4先进的供热和制冷系统：区域供热和制冷 224
6.5.5先进的供热和制冷系统：热能储存技术 226
6.5.6先进的供热系统：木材供热 227
6.5.7被动式太阳房 228
6.5.8空调 229
6.5.9通风 230
6.6照明 231
6.7家用电器 234
6.7.1制冷设备：冰箱和冰柜 234
6.7.2湿式设备：洗衣机 235
6.7.3湿式设备：衣服干燥机 236
6.7.4湿式设备：洗碗机 237
6.7.5炊事 238
6.7.6家庭热水技术：传统燃料 239
6.7.7热水技术：太阳能 240
6.7.8家庭消费品：电视机 241
6.7.9办公设备：计算机和打印机 242
6.8小型发电系统 242
6.8.1太阳能光伏发电 242
6.8.2微型风电 244
6.8.3微型热电联产 244
6.8.4燃料电池 245
6.9其他技术 246
6.9.1能源管理系统和控制 246
6.9.2计量器和计量 246
第7章 工业 248
7.1概述 248
7.2工业能源的使用和二氧化碳排放 250
7.3钢铁 253
7.3.1喷吹废塑料和喷煤技术 258
7.3.2二氧化碳捕集 259
7.3.3熔融还原技术 260
7.4非金属矿物材料 262
7.4.1在现有水泥窑技术基础上提高能效水平 262
7.4.2二氧化碳捕集与封存技术 265
7.5化学和石化技术 265
7.5.1石油化工 266
7.5.2无机化学 270
7.6造纸制浆业 273
7.6.1黑液气化技术 275
7.6.2造纸机的高效干燥技术 276
7.7非铁金属产品 277
7.8一般设备及回收 279
7.8.1蒸汽供应 279
7.8.2热电联产 280
7.8.3燃烧装置的二氧化碳捕集 283
7.8.4电机驱动系统 283
7.8.5提高回收利用 288
附录A 国际能源署（IEA）能源技术合作项目 289
A.1全球能源研究 289
A.2执行协议 290
A.3更多信息 291
附录B GDP和人口增长假设 292
B.1 GDP假设 292
B.2人口 292
附录C 定义、缩略语、首字母缩写词和单位 294
C.1燃料和生产过程定义 294
C.2地区定义 297
C.3缩略语 298
C.4单位 302
附录D 参考文献 304