可持續世界的能源：從石油時代到太陽能將來

基本信息

可持續世界的能源：從石油時代到太陽能將來

所屬類別

科技 >> 能源 >> 能源綜合

作者：[意]尼克拉·艾莫里(Nicola Armaroli)、文思卓·巴爾扎尼(Vincenzo Balzani) 著

出版日期：2014年10月 書號：978-7-122-20430-1

開本：B5 710×1000　1/16 裝幀：精 版次：1版1次 頁數：286頁

內容簡介

本書在綜合考慮環境、經濟和社會因素的影響下，從廣闊的科學視角調研了能源問題。書中闡明了一些基本概念，提供了能源發展的歷史概要，評估了目前基於化石燃料的不可持續發展的能源體系，列出了目前和今後能源的可能選擇，給出了一個關於核能、太陽能光伏光熱、太陽能燃料、風能發電、海洋能源及其他可再生能源的全面概述，強調了日益增長的電力的重要性和基於氫的長遠經濟前景。

本書可作為從事能源、化學、化工、材料、動力、環境等專業人員的學習和參考用書。

目錄

第一部分地球號太空船

第1章能源挑戰/2

11我們的地球號太空船/2

12不平等世界中的不可持續增長/4

121人口增長與承載能力/4

122經濟成長與生態惡化/4

123不平衡性/5

13能源和氣候危機/6

14應對挑戰/6

15無法迴避的問題/7

第2章概念和誤解/9

21能量的定義/9

22基本定律/10

23一次能源轉化為可用能源/10

24消耗能量以獲取能源：EROI/11

25內能/12

26能量單位與轉換/13

27巨大的能量和電力需求/14

28一些能量關鍵參數/15

29能源普及與能源文盲/16

210關鍵數字：喚醒能源意識的算盤/17

第3章能源的歷史/21

31簡史/21

32畜力/22

33人類奴隸和能源奴隸/23

34水車和風車/24

35從木柴到煤炭/25

36蒸汽機/26

37機動車/27

38飛機/27

381傳統發動機/27

382噴氣式引擎/28

39電力/29

391早期發展/29

392信息和通信技術/29

第二部分化石燃料

第4章石油/34

41什麼是石油/34

42石油的歷史、勘探、開採和產量/35

421歷史/35

422勘探/35

423開採/36

424產量/37

43石油運輸/39

431管線運輸/39

432油輪運輸/40

44石油提煉/41

45石油儲存/42

46非常規石油/42

47石油化工產品/44

48石油燃料/45

481世界版圖/45

482美國及其他已開發國家/46

483中國和印度/46

49美國對石油的依賴/47

410石油價格/51

411石油峰值和儲備/52

4111非可再生資源/52

4112石油儲量/53

4113石油峰值/53

第5章天然氣/56

51什麼是天然氣，天然氣來自何處/56

52天然氣性質和定義/56

53天然氣開發簡史/57

54天然氣的生產、使用和儲存/58

55液化天然氣/60

56天然氣加工/61

57運輸、儲存和分配/62

571運輸/62

572儲存/64

573配送/64

58天然氣用戶：能源和原料/64

581能源套用/64

582天然氣作原料/65

59非常規天然氣/67

第6章煤炭/69

61煤炭是什麼/69

62煤炭開採/70

63煤炭的運輸與工業套用/71

64煤炭氣化/71

65煤炭的生產、消費和儲存/72

66碳捕獲和碳封存/73

67整體煤氣化聯合循環技術/76

第7章化石遺產/78

71能源的陰暗面/78

711不平等性和外部成本/78

712貨幣化成本/78

713間接影響/79

72礦物燃料燃燒對碳循環的改變/79

721碳的儲存與流動/79

722CO2濃度的測量/80

723溫室效應/81

73人為因素導致的氣候變化/82

731人類對氣候變化的認識過程/82

732冰川消融/83

733洋流干擾/83

734海洋酸化/84

735凍土融化/85

736氣候變化對生態系統的影響/85

74空氣污染與全球變暖/86

741煙塵和霧霾/86

742氣溶膠與黑碳/86

743臭氧、臭氧層耗蝕物質和

N2O/87

744複雜的狀況/87

75應對之策/87

76限制CO2/89

761監管、限制溫室氣體排放/89

762CO2濃度和溫度/91

77空氣污染和人類健康/92

771複雜的大氣成分/92

772NOx/92

773臭氧/93

774懸浮顆粒物/93

775一氧化碳/94

776二氧化硫和酸雨/94

777重金屬/95

78陸地和水質的退化/95

781原油泄漏/96

782燃煤殘渣/97

79然後又能怎樣/98

第8章能/100

81裂變與聚變/100

811放射性、質量和能量/100

812物質的結構/101

813裂變/102

814鏈式裂變反應/103

815聚變/103

82裂變的能量/104

821過去和現在/104

822燃料/105

823鈾資源供給/106

824反應技術/108

825成本和建設工期/109

826擴散/110

827安全與防護/111

828廢料的處置/112

829退役和拆除/113

8210其他限制因素/114

8211願景/115

8212工業復興/116

831難點/118

832磁約束方法/118

833慣性約束方法/119

834一廂情願/119

第四部分可再生能源

第9章太陽能基礎/124

91太陽光的起源/124

92太陽輻射和衰減/126

93儲量、分布、重要性/127

94太陽能的缺陷：分散性和間歇性/128

95太陽能的轉化：熱、燃料和電/129

第10章太陽能光熱和光電

利用/131

101被動式太陽能建築/131

102轉換：分散式太陽能技術/132

1021太陽能熱水器/132

10211集熱器/132

10212水管理/133

10213日照量/133

1022太陽能熱水器的發展現狀和

趨勢/133

1023地能系統/135

1024太陽能熱電技術/136

103太陽能光熱轉換：太陽能流的

聚集/138

1031聚光式太陽能光熱發電

技術/138

1032槽式拋物面太陽能熱發電

系統/139

1033塔式太陽能熱發電系統/140

1034碟式斯特林太陽能熱發電

系統/141

1035太陽能塔熱氣流發電系統/142

1036太陽能光熱發電系統的成本和碳

足跡/143

1037太陽能熱化學轉換/143

104光伏起源和發展/145

105無機光伏材料：關鍵原理/146

106矽太陽能電池/148

1061多晶矽和單晶矽太陽能電池的

加工/148

1062材料要求、循環壽命、成本/149

1063非晶矽薄膜太陽能電池/150

107薄膜太陽能電池/150

108有機太陽能電池/152

109太陽能聚光光伏發電及其他前沿

技術/154

1010光伏產業：全球化布局和市場發展

趨勢/155

1011太陽能：可再生、易獲取/156

第11章太陽能燃料/158

111引言/158

112天然的光合作用/158

1121一個複雜的過程/158

1122天然捕光系統/159

1123天然的反應中心/160

1124光合效率/162

113生物質和生物燃料/162

1131生物質/162

1132生物燃料/163

1133第二代生物燃料/166

1134生物燃料的前景/167

114未來交通運輸業的燃料選擇/167

115人工光合作用/168

1151太陽能的需求/168

1152選擇正確的光反應形式/170

1153選擇正確的化學基底/171

1154人工光合系統的組成/172

1155人工光捕獲系統與反應中心的

結合/173

1156多電子氧化還原反應所存在的

問題/174

1157半導體催化光解水反應/175

116染料敏化太陽能電池/176

117太陽能燃料所遇到的挑戰/177

第12章其他可再生能源/179

121水電能源/179

1211水電的起源/179

1212發展潛力和實際套用狀況/180

1213優勢、劣勢和環境影響/181

1214水電的未來/181

122風能/182

1221發展史概述/182

1222風電技術/182

1223風電的巨大發展潛力/184

1224發展現狀和未來趨勢/185

1225環境影響/187

1226風電成本/188

123海洋能/188

1231潮汐能/188

1232波浪能/190

1233海洋熱能/191

124地熱能/191

1241地熱資源/191

1242地熱發電/192

1243地熱直接套用/193

1244優勢、劣勢、展望/193

1245下一步：深入挖掘/194

第五部分能源載體

第13章電能/196

131基本概念/196

132照明/198

133傳統發電技術/199

1331需求與供給/199

1332基於礦物燃料火力發電站/201

13321煤炭火力發電站/201

13322石油或天然氣火力

發電站/201

1333水電站/202

1334核電站/203

1335其他能源的貢獻/203

134傳統電網/203

135可再生能源發電/205

1351間歇性和波動性/205

1352風力發電/206

1353太陽能發電/206

136電能儲存/207

1361儲能的意義/207

1362抽水蓄能系統/208

1363壓縮空氣蓄能系統/208

1364飛輪儲能系統/208

1365超導磁儲能系統/209

1366靜電能儲存（電容器）/210

1367電池/210

13671電池要求/210

13672電池種類/210

1368電解水制氫/212

137插電式交通工具/213

1371混合動力汽車和純電動

汽車/213

1372基礎設施/214

138智慧型電網/214

139走向電驅動時代/215

第14章氫/217

141引言/217

142性質與工業套用/218

143氫氣作為能量載體：一項艱巨的

任務/219

144製取氫氣的方法/219

1441“清潔煤”技術/219

1442生物質/220

1443水解/220

14431基本概念/220

14432水力發電/221

14433風力發電/221

14434太陽能光伏發電/222

14435聚光光熱發電/222

1444光致水分解制氫/222

1445核能發電/222

145氫儲存/223

1451一個難題/223

1452液態氫/224

1453壓縮氫氣/224

1454金屬氫化物/224

1455其他體系/225

146氫的運輸和配送/225

1461集中輸送/226

1462分散配送/226

147氫燃料終端套用/227

1471燃料電池：基本概念/227

1472質子交換膜燃料電池/228

1473其他形式的氫燃料電池/228

1474甲醇重整制氫燃料電池/229

1475直接甲醇燃料電池/230

148氫動力汽車/231

149面向氫經濟/232

第六部分展望可持續發展的未來

第15章前方的挑戰/236

151對於地球狀況的反思/236

152能源需求與供給/237

153能源與生活質量/237

1531聚焦錯覺/237

1532能源、肥胖與不平等/238

154拯救氣候/239

155淘汰礦物燃料/239

156規避核能/239

157生態可持續性/240

1571自然資源/240

1572學會知足/241

158為何要發展可再生能源/242

159結論/243

附錄你知道嗎？/245

參考文獻/251

索引/283