前言

自工业革命以来，人类活动对生态环境的影响与日俱增，尤其是煤炭、石油等化石能源的广泛应用，使得二氧化碳（CO₂）排放量远远超出地球生态系统的自净能力，大气中的二氧化碳含量不断增加，地球升温，温室效应加剧。科学家预测，地球温度每升高1摄氏度（℃），海平面就会升高2.3米。根据世界气象组织发布的数据，目前，地球温度已经比工业化之前高出了1℃。根据中国气象局发布的数据，从1908年到2007年，我国地表温度升高了1.1℃；近30年，沿海海水表面温度升高了0.9℃，海平面上升了90毫米。

全球升温除引起海平面上升导致人类的生存空间、活动范围不断缩小之外，也导致灾害性气候频发。例如2019年底至2020年初，澳大利亚持续7个月之久的山火烧毁土地600万公顷；2020年12月美国东北部遭受罕见暴风雪袭击，受灾人数达到6000万；2021年夏天，加拿大和美国遭遇历史性高温天气，加拿大西部地区温度达到49.6℃，创下84年来最高温纪录；2021年夏秋，欧洲遭遇极端强降水，德国、比利时、荷兰、奥地利等西欧国家遭遇暴雨和洪灾；2022年4月南非东部地区遭遇南非近60年来最严重的强降雨天气之一，强降雨引发的特大洪灾导致341人死亡，55人受伤……

这样的气候灾难并不是近几年才出现的，只不过随着人类活动对地球环境的影响愈发强烈，这类气候灾难的发生频率越来越高。为了应对气候问题，世界各国多次组织召开气候会议，先后形成了很多文件，包括1997年12月通过的《京都议定书》，2015年在巴黎气候变化大会上达成的《巴黎协定》，2021年在第26届联合国气候变化大会上达成的《格拉斯哥气候协议》等。

这些会议和文件讨论的核心议题就是如何减少碳排放，控制地球升温。其中《巴黎协定》确定了“将21世纪全球平均气温上升幅度控制在工业化前水平以上2℃之内，并努力将气温升幅控制在工业化前水平以上1.5℃之内”的目标。有专业机构测算，要将地球温升幅度控制在1.5℃内，到2030年，全球人为的二氧化碳排放量必须比2010年减少45%，在2050年左右达到净零排放。

于是，将地球温升幅度控制在1.5℃以内，到2050年实现碳中和，成为世界各国的共同愿景。截止到目前，全球已经有120多个国家或地区做出了到2050年实现碳中和的承诺，包括美国、日本、韩国、挪威、瑞典、澳大利亚、加拿大、意大利等。为了响应国际社会的号召，2020年9月，习近平主席在第75届联合国大会上提出：“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。”明确了我国未来四十年的碳减排路线，体现了我国的大国担当。

作为世界上最大的能源消费国与二氧化碳排放国，我国实现“双碳”目标的压力巨大：我国正处在工业化发展的后期，碳排放量依然处在高速增长阶段，经济增长很难在短期内与碳排放完全脱钩，而且“3060”的目标意味着我国要用三十年的时间完成发达国家六七十年甚至上百年才能完成的任务，挑战难度可想而知。在此背景下，我国必须大力推动可再生新能源技术创新，政府引导市场主导推广应用光能、风能、水能、氢能等新能源，逐渐引导并改变能源消费结构，积极融合大数据和人工智能等跨学科技术，以革新能源利用方式发展智慧能源。

目前，关于智慧能源还没有形成统一的定义，本书认为智慧能源是互联网、大数据、云计算、物联网等新技术在能源生产、传输、存储、消费等环节的深度应用，进而催生的一种全新的能源产业发展形态，可以实现能源分布式监控与集中管理，提高能源自动化管理水平与利用效率，降低能耗。智慧能源还倡导革新能源体系，大力推广风能、水能、地热能、太阳能、生物质能、氢能等新能源，利用数字技术推动能源结构转型，基于5G技术打造智慧能源新生态，助力能源企业生产、管理、营销等环节实现自动化、数字化转型，基于区块链技术创建能源交易市场，完善能源交易方式。具体来看，智慧能源的应用场景有很多，包括智慧油田、智慧石化、智慧煤矿、智慧电力、智慧储能等。总而言之，智慧能源建设是一个比较复杂的问题，不只局限于能源行业，还涉及生产端与消费端的方方面面。

本书内容丰富、语言通俗易懂，将当前最新的政策与企业实践相结合，有助于读者对绿色智慧能源形成全面且深入的理解。本书既可以供电力、煤炭、石油等能源企业的管理者与员工阅读，还可以作为高校能源与动力工程、资源与环境等专业的阅读材料供学生阅读，亦可作为普及绿色智慧能源的参考书供大众读者翻阅。

著者