在碳达峰目标和碳中和愿景的硬约束下，能源系统亟待向低碳转型。从梳理能源转型研究脉络入手，总结国内外已有成果，聚焦相关研究主题，阐述能源低碳转型的内涵、思路和建模方法，并强调从能源供给侧和需求侧两端全面认识能源低碳转型；重点分析了可再生能源和储能系统的发展逻辑、约束边界和限制因素，结合我国现实条件探讨了未来研究方向。最后指出，经济理论思想与工程技术细节的交叉、自上而下模型与自下而上模型的有机结合可能是模型发展趋势，供给侧可再生能源替代与储能系统的协同演进是能源低碳转型的关键。

在我国实现“碳中和”和2 ℃温升等应对气候变化目标的进程中，煤电退出将发挥关键作用，也将给电力系统带来安全挑战，因此需要科学规划煤电退出路径。提出考虑气候目标和电力安全双重约束的煤电发展规划模型，并建立成本分析模型全面比较电源投资改造、碳排放和煤电搁浅等成本。研究结果表明：继续新增煤电保证电力安全，未来会面临巨大的减排压力、煤电退出压力和经济成本压力。加速退出煤电路径下，2025年、2030年、2035年和2040年煤电规模分别为106亿kW、91亿kW、56亿kW和12亿kW，电力系统2045年实现“碳中和”，2050年实现“近零排放”，可大幅减少煤电搁浅成本，获得碳减排收益。通过提前布局可再生能源和储能推动其成本下降，是经济且环保的电力脱碳发展路径。

双碳目标对煤炭行业发展提出了更高的要求，减排政策对煤炭行业影响如何，未来煤炭行业如何实现高质量发展？重点梳理了2007年以来的减排政策，对其演变进行量化分析，并分析减排政策对煤炭行业的量化影响，最后提出煤炭行业高质量发展的路径。主要研究结论：①中央发布的减排政策累计政策效力呈现持续递增态势，但增速放缓，年均政策效力呈现正U型表现；②减排政策对煤炭生产增长率和消费增长率均呈现负向影响，煤炭在能源生产结构和能源消费结构中的地位不断下降，对主要耗煤行业如非金属矿物制品业、黑色金属冶炼及压延加工业煤炭消费量亦呈现负向影响；③煤炭行业应把握自身定位，提升煤炭产业链供应链现代化水平，开展减碳、控碳、用碳的技术研发创新，做好煤炭行业转型和退出安置工作，实现高质量发展。

煤炭作为保障我国能源供应的基础能源，在能源体系中占较大比例。碳达峰碳中和目标的提出将对煤矿开采业形成巨大的挑战，研究其影响路径有助于制定相应政策，实现煤炭开采业可持续发展。从宏观层面剖析低碳转型导向下煤炭行业的低碳化发展道路，主要包括国家工业体系重构、低碳能源政策与能源结构调整、低碳科技创新与节能技术推广等影响路径；从中观层面揭示碳中和目标下煤炭消费需求的变化趋势，主要覆盖煤炭下游的四大主要消费行业与散烧煤等影响路径；从微观层面研究碳达峰碳中和目标对于煤炭行业从业者、煤炭企业的影响。研究结果表明：从近期来看，煤炭开采业需加速淘汰落后产能，在满足能源需求的情况下更好地优化产能布局，提高煤炭清洁利用率。从远期来看，煤炭行业将从全产业链进行节能减排和碳资产综合管理，推动产业链条的优化升级，形成煤炭+CCUS的碳闭环系统。随着深度去产能的不断推进，煤炭开采面临智能化升级，普通工人急剧减少，科技人才缺口增大，需加快完善保障体系来安置煤炭企业人员，建立煤炭智能化、信息化、低碳绿色化人才培养体系。

碳中和目标的提出彰显出中国应对气候变化的信心和决心，能源绿色低碳转型进入加速期。化石能源是碳排放的主要来源，实现碳中和目标、控制化石能源消费量将对传统化石能源企业形成巨大挑战。从微观角度研究碳中和背景下的企业行为，分析了碳中和对煤炭企业的影响，企业应对宏观环境变化的策略。通过分析可以看出，煤炭企业产业多元化仍处于初级阶段，产业方向和技术布局多为基于煤炭产业的跨界布局，产业已经具备了向绿色低碳转型的基础。煤炭企业仍需实施技术创新推动转型、聚焦新领域细分环节形成竞争优势、积极引入外部风险投资资金促进创新和产业发展、发挥企业家队伍的引导作用等策略。

分析我国碳达峰碳中和的形势，构建煤炭开发环节碳排放测算模型，基于统计数据，测算煤炭生产用能、煤矿瓦斯以及矿后活动的碳排放现状，提出煤炭开发环节提高先进煤矿占比、加强智能化建设，加强煤矿瓦斯抽采利用、实施天然气和清洁能源替代、发展节能减排技术、加强矿区碳汇开发、加强产业集群协同等低碳路径，并分析测算了相关路径的碳减排潜力。

针对在“碳达峰、碳中和”背景下我国煤炭企业的转型发展问题，阐述了煤炭企业面临的挑战：节能减排将直接削减煤炭消耗量，新能源价格竞争力增强、将逐步替代火电，社会对煤炭环保认可度较低、制约煤企发展。分析指出，未来数十年我国煤炭行业的发展路径取决于正确处理经济社会发展与能源清洁高效利用的关系。研究认为，从短期来看，煤炭仍将是支撑我国社会经济发展的主要能源；从中期来看，我国逐步形成多元化的能源结构，煤炭还将是兜底保障社会经济发展的重要能源；从长期来看，煤炭在我国资源结构中还将有一席之地，煤炭企业仍然可以实现高质量发展。建议煤炭企业在经济竞争力、产业布局、物流供应、生态环境、科技创新等方面做好提升工作，走出一条绿色、可持续发展的道路。