在習近平新時代中國特色社會主義思想的指引下，能源領域深入推進能源革命并落四個革命，一個合作能源安全戰(zhàn)略。本書積極響應國家能源技術(shù)革命的重大戰(zhàn)略需求，緊密結(jié)合國家能源集團業(yè)務板塊，提升科技生產(chǎn)力，為集團中長期發(fā)展謀篇布局，開展先進低碳能源技術(shù)的前沿追蹤預測研究，以期有力支撐國家能源集團的可持續(xù)發(fā)展和科技轉(zhuǎn)型，為中長期戰(zhàn)略提供支撐。本書兼具學術(shù)與實踐價值，匯總了因應國家重大需求的低碳能源技術(shù)應用基礎研究成果。
本書緊密圍繞先進低碳能源技術(shù)的前沿追蹤預測研究，依次開展理論基礎方法框架應用實踐的系統(tǒng)分析，通過全流程、遞進式的研究，力圖識別低碳能源技術(shù)的研究前沿成果和發(fā)展方向，并將理論方法引入國家能源集團，服務于集團的低碳能源技術(shù)布局。本書綜合使用管理科學理論與方法，基于系統(tǒng)工程思維，開展了以下創(chuàng)新性研究。

第一部分：梳理了先進低碳能源技術(shù)前沿追蹤預測的理論與方法，提出先進低碳能源技術(shù)前沿追蹤預測的決策支持系統(tǒng)的總體設計。在這一部分，介紹了本書的研究背景和整體思路，界定了研究對象，提出了低碳能源技術(shù)追蹤預測的四驅(qū)理論，揭示了低碳能源技術(shù)追蹤預測方法體系的演變規(guī)律，構(gòu)建了先進低碳能源技術(shù)前沿追蹤預測的決策支持系統(tǒng)。

第二部分：使用網(wǎng)絡分析和聚類分析技術(shù)，識別出風能、光能、儲能、氫能、核能、地熱能、生物質(zhì)能、水力發(fā)電、海洋能、節(jié)能增效技術(shù)、原料替代技術(shù)、燃料替代技術(shù)、非 CO2 減排技術(shù)、CCUS（碳捕集、利用與封存技術(shù)）、生物工程固碳技術(shù)、能源互聯(lián)網(wǎng)這 16 個領域的低碳能源技術(shù)前沿。在這一部分，研究基于 20112020 年先進低碳能源技術(shù)文獻的相關數(shù)據(jù)，分別從先進低碳能源技術(shù)相關研究的時間分布態(tài)勢、空間分布態(tài)勢、國際合作研究現(xiàn)狀、研究熱點、研究前沿的視角，分析梳理先進低碳能源技術(shù)的研究現(xiàn)狀，進一步揭示了先進低碳能源技術(shù)的發(fā)展軌跡、研究前沿。

第三部分：使用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和 Logistic 回歸，預測低碳能源技術(shù)前沿的發(fā)展趨勢。在這一部分，利用信息采集、數(shù)據(jù)挖掘、情報加工、科學計量等工具，針對本書關注的 16 類低碳能源技術(shù)，系統(tǒng)地開展前沿技術(shù)跟蹤、監(jiān)測、分析、預警、評價等研究工作，從而深入了解低碳能源領域國內(nèi)外前沿技術(shù)時空發(fā)展態(tài)勢、熱點技術(shù)領域、前沿技術(shù)生命周期及國內(nèi)外創(chuàng)新對比。

第四部分：基于本項目研發(fā)的低碳能源技術(shù)追蹤預測方法，在國家能源集團的綠色轉(zhuǎn)型重點領域開展應用研究，揭示風能、光能、傳統(tǒng)火電轉(zhuǎn)型升級、儲能、氫能、智能采礦和煤化工這 7 個領域中低碳能源技術(shù)的研究前沿和發(fā)展趨勢。結(jié)果表明，風能技術(shù)的研究前沿（6 個）定位在：①風能與其他能源耦合發(fā)電技術(shù)；②風力發(fā)電技術(shù)；③發(fā)電機技術(shù)；④能源管理技術(shù)；⑤風能預測技術(shù)；⑥風能對經(jīng)濟影響的評估技術(shù)。光能技術(shù)的研究前沿（4 個）定位在：①太陽能光熱轉(zhuǎn)化技術(shù)；②太陽能光化學轉(zhuǎn)化技術(shù)；③太陽能光電轉(zhuǎn)化技術(shù)；④光能存儲系統(tǒng)的管理技術(shù)。傳統(tǒng)火電轉(zhuǎn)型升級技術(shù)的研究前沿（4 個）定位在：①燃煤電廠與其他清潔能源的耦合發(fā)電技術(shù)；②中國低碳電力調(diào)度技術(shù)；③燃煤電廠燃燒后二氧化碳捕集技術(shù)；④燃煤電廠燃燒后其他污染物的處理技術(shù)。儲能技術(shù)的研究前沿（4 個）定位在：①微電網(wǎng)儲能技術(shù)；②熱儲存技術(shù)；③電磁儲能技術(shù)；④電化學儲能技術(shù)。氫能技術(shù)的研究前沿（5 個）定位在：①生物制氫技術(shù)；②電解水制氫技術(shù)；③光催化分解水制氫技術(shù)；④儲氫技術(shù)；⑤氫能發(fā)電技術(shù)。智能采礦技術(shù)的研究前沿（4 個）定位在：①新興技術(shù)在智慧采礦中的應用；②智能化控制技術(shù)在礦井排水系統(tǒng)中的應用；③智能采礦廢棄物的再利用技術(shù)；④采礦的廢棄物在工業(yè)領域的應用。煤化工技術(shù)的研究前沿（4 個）定位在：①煤氣化技術(shù)及其廢水處理；②煤焦油處理技術(shù)；③煤焦油所產(chǎn)生的二氧化碳的捕集技術(shù)；④煤化工行業(yè)低碳及其評估。

第五部分：對國家能源集團低碳能源技術(shù)布局進行政策研究，總結(jié)項目研究的主要結(jié)論，并提出相應的政策建議。本書提出的政策建議包括：①加強低碳能源技術(shù)的追蹤預測研究；②關注海上風電開發(fā)，特別是深海浮風技術(shù)；③耦合太陽能和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，注重太陽能系統(tǒng)的景觀設計；④將先進化石燃料發(fā)電技術(shù)作為轉(zhuǎn)型優(yōu)先選項，加快國際合作研發(fā)；⑤注重開發(fā)顛覆性儲能電池，加強材質(zhì)、壽命、容量的突破創(chuàng)新；⑥研發(fā)低成本、多元化制氫，探索多產(chǎn)業(yè)、大規(guī)模用氫；⑦探索更多新技術(shù)與采礦技術(shù)集成，注重平衡安全、效率和低碳等因素；⑧重視煤炭綠色深加工利用，加強煤化工和關聯(lián)產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展。

本書系統(tǒng)深入開展先進低碳能源技術(shù)的前沿追蹤與預測研究，構(gòu)建了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的能源技術(shù)追蹤預測系統(tǒng)關鍵技術(shù)，具體創(chuàng)新點體現(xiàn)在：①揭示了先進低碳能源技術(shù)的前沿追蹤預測的理論基礎和方法體系演變規(guī)律，研發(fā)了可以流程化作業(yè)的決策支持系統(tǒng)；②探索了大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)在先進低碳能源技術(shù)前沿追蹤預測實踐中的應用，進一步提升先進低碳能源技術(shù)追蹤預測的速度和智能化。

本書為國家能源集團的低碳能源技術(shù)布局提供了新技術(shù)和新思路，并可以拓展應用于相關能源企業(yè)的低碳技術(shù)管理實踐。受限于研究者的時間、精力和經(jīng)驗水平，本書仍然存在一些不足和局限，需要在未來的研究中不斷完善。