前言

目前，全球能源结构仍以化石能源为主，在未来很长一段时间内，人类还需要依赖化石能源来保障生存和发展。然而，由于化石能源的不可再生的性质，加上经济飞速发展对地球上的化石能源的巨大消耗，我们正面临着化石能源枯竭的问题。在化石能源消费过程中，非常容易产生二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和烟尘，造成全球变暖、空气质量下降、酸雨等问题，我们也不得不应对全球性的环境污染和生态平衡破坏等问题。未来，伴随着能源消费的持续增长和能源资源分布集中度的日益增大，对能源资源的争夺将日趋激烈，争夺的方式也更加复杂，化石能源对环境的污染和全球气候的影响将日趋严重。世界能源正朝着多元化、高效化、清洁化、低碳化、可再生化方向发展。

我国化石能源储备量虽然很大，但人均可利用量低于世界平均水平，我国能源发展面临着前所未有的挑战。一方面表现为能源安全形势严峻。“富煤、少油、缺气”是我国能源资源的基本特征，煤炭占绝对主导地位，油气供应则受制于人，2017年我国原油对外依存度已高达68%，天然气对外依存度也达到了39%，对我国来说，形势非常严峻；另一方面则是环境压力巨大。内部表现为大范围、高强度的雾霾天气倒逼能源结构转型，外部则表现为二氧化碳减排任务艰巨，环境污染已成为制约我国经济发展的障碍之一。随着我国能源需求的不断增长和环境保护意识的日益加强，推进能源生产和消费革命，构建清洁低碳、安全高效的能源体系日趋紧迫。

实现能源革命，一方面要做好煤炭清洁高效利用，另一方面要提升清洁能源比重。清洁能源，即绿色能源，是指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源，包括核能、风能、太阳能、生物能等“可再生能源”。在新能源、可再生能源资源总量不足、对外依存度高等问题突出，以清洁能源保障稳定供应压力大的情况下，加快推动煤炭清洁利用已经成为必然选择。此外，核电作为稳定的清洁高效能源，相比于传统化石能源更环保、更经济，近年来技术进步显著，越来越安全且越来越高效。在我国当前调整能源结构、提高清洁能源比例的背景下，核电有越来越大的发展空间。

煤炭清洁利用技术又称为清洁煤技术，是指以煤炭洗选为源头、以煤炭高效洁净燃烧为先导、以煤炭气化为核心、以煤炭转化和污染控制为重要内容的技术体系，主要包括煤炭加工、煤炭高效洁净燃烧、煤炭转化等技术手段。我国一次能源生产和消费的60%左右都依赖煤炭，而且以煤炭为主体的能源结构在相当长一段时间内不会改变。长期以来，煤炭作为我国的主体能源和重要工业原料，为经济社会健康发展做出了突出贡献，但煤炭利用方式粗放、能效低、污染重等问题没有得到根本解决。因此，研究煤炭清洁利用具有重要的现实意义。

本书充分利用文献计量学和专利统计方法，综合分析全球煤炭清洁利用技术已经公开的科技文献和各国专利信息，根据技术发展趋势和态势，预测了未来煤炭清洁利用技术发展趋势，同时深度剖析具有普遍行业影响力的创新性技术，系统梳理了煤炭清洁利用技术发展脉络。

本书通过文献计量学的方法，从煤炭清洁利用技术领域年度发文量、文献类型、出版语言、出版机构、国家、作者、研究方向、期刊和高被引论文等角度，全面梳理了煤炭清洁利用技术的发展历程。近10年间，煤炭清洁利用技术领域论文数量逐年增加，中国、美国和印度在煤炭清洁利用技术领域发展迅速，研究单位多，发表论文数量居世界前列，在该领域投入大、产出多，具有一定的影响力。

本书通过专利信息统计分析方法，设计检索式及对所检索出的数据进行清洗加工，从全球专利申请量、法律状态、出版语言、技术研发地域、市场技术布局、主要竞争对手、发明人及研发团队等方面，对煤炭清洁利用技术的研究现状进行了分析。近10年间，煤炭清洁利用技术领域全球专利申请数量总体呈现上升趋势，尤其中国研究单位多、投入大，发表专利数量居世界前列，在该领域具有较大的影响力。在重要的专利权人中，除一些大型国有企业外，不乏一些新兴企业。

核电用钢是核电站设备制造中最为重要的材料，也是用量最大的关键结构材料。目前和未来核电站的核岛和常规岛中大部分部件均采用钢铁材料。例如，压水反应堆核电站中采用钢铁材料制造部件的成本占整套核电机组成本的83%，除核燃料包壳、控制棒驱动机构和蒸汽发生器传热管等部件采用锆合金和镍基合金外，其余设备均采用钢铁材料。核能的发展除新型核能技术的不断创新之外，与核电设备用材的更新换代也息息相关，更高性能、更长寿命的核电设备用材可以显著提升核能的利用效率、安全性。中国核电用钢的发展起步很晚，在中国核电处于探索阶段时，国内的核电用钢全靠进口，没有拥有自主产权的产品。随着国内钢铁技术的飞速发展及核电用钢标准体系的逐步建立、规范，目前我国核电用钢已经完全扭转过去被动落后的局面，正在朝着全球领先水平迈进。

本书从全球核电技术的发展开始，详细介绍了国内外核电的发展历程。按照核电的发展历程，逐一介绍了不同的反应堆的技术特点、工作原理，以及对于设备的要求等方面的内容，并着重介绍了第四代核电站技术。在归纳总结全球核电技术发展之后，聚焦于起步晚、发展快的国内核电技术领域，重点分析了中国核电发展概况、核电站的运营情况，总结了目前处于新时期的中国核电发展特点，并展望了未来的核电技术发展。

本书按照不同系别、反应堆内外不同服役位置等分类方法，对多种类型的核电用钢进行介绍，分析了国内核电用钢技术特点。通过梳理核电站一回路主管道、压力容器、蒸汽发生器、堆内构件等关键部件用钢的国产化进展情况，分析了国内新一代核电用材的发展现状和趋势。

在本书的撰写、出版过程中，我们得到了国家科技图书文献中心的大力支持，以及能源、化工、冶金、材料等领域诸多专家的精心指导和无私帮助，在此表示衷心的感谢。

由于时间仓促和编著者水平有限，书中难免存在错误、遗漏和不当之处，恳请广大读者和专家批评指正。

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