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| 編輯推薦： |
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本书由国际著名能源化学专家所著，以最新的和详细分类的信息来源，帮助那些为能源和气候危机寻求出路，为化石燃料时代产生的问题和差距找寻答案的科学家、学生和老师们提供一个很好的指引。
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| 內容簡介： |
本书在综合考虑环境、经济和社会因素的影响下，从广阔的科学视角调研了能源问题。书中阐明了一些基本概念，提供了能源发展的历史概要，评估了目前基于化石燃料的不可持续发展的能源体系，列出了目前和今后能源的可能选择，给出了一个关于核能、太阳能光伏光热、太阳能燃料、风能发电、海洋能源及其他可再生能源的全面概述，强调了日益增长的电力的重要性和基于氢的长远经济前景。
本书可作为从事能源、化学、化工、材料、动力、环境等专业人员的学习和参考用书。
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| 目錄：
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第一部分地球号太空船
第1章能源挑战2
1.1我们的地球号太空船2
1.2不平等世界中的不可持续增长4
1.2.1人口增长与承载能力4
1.2.2经济增长与生态恶化4
1.2.3不平衡性5
1.3能源和气候危机6
1.4应对挑战6
1.5无法回避的问题7
第2章概念和误解9
2.1能量的定义9
2.2基本定律10
2.3一次能源转化为可用能源10
2.4消耗能量以获取能源：EROI11
2.5内能12
2.6能量单位与转换13
2.7巨大的能量和电力需求14
2.8一些能量关键参数15
2.9能源普及与能源文盲16
2.10关键数字：唤醒能源意识的算盘17
第3章能源的历史21
3.1简史21
3.2畜力22
3.3人类奴隶和能源奴隶23
3.4水车和风车24
3.5从木柴到煤炭25
3.6蒸汽机26
3.7机动车27
3.8飞机27
3.8.1传统发动机27
3.8.2喷气式引擎28
3.9电力29
3.9.1早期发展29
3.9.2信息和通信技术29
第二部分化石燃料
第4章石油34
4.1什么是石油34
4.2石油的历史、勘探、开采和产量35
4.2.1历史35
4.2.2勘探35
4.2.3开采36
4.2.4产量37
4.3石油运输39
4.3.1管线运输39
4.3.2油轮运输40
4.4石油提炼41
4.5石油储存42
4.6非常规石油42
4.7石油化工产品44
4.8石油燃料45
4.8.1世界版图45
4.8.2美国及其他发达国家46
4.8.3中国和印度46
4.9美国对石油的依赖47
4.10石油价格51
4.11石油峰值和储备52
4.11.1非可再生资源52
4.11.2石油储量53
4.11.3石油峰值53
第5章天然气56
5.1什么是天然气，天然气来自何处56
5.2天然气性质和定义56
5.3天然气开发简史57
5.4天然气的生产、使用和储存58
5.5液化天然气60
5.6天然气加工61
5.7运输、储存和分配62
5.7.1运输62
5.7.2储存64
5.7.3配送64
5.8天然气用户：能源和原料64
5.8.1能源应用64
5.8.2天然气作原料65
5.9非常规天然气67
第6章煤炭69
6.1煤炭是什么69
6.2煤炭开采70
6.3煤炭的运输与工业应用71
6.4煤炭气化71
6.5煤炭的生产、消费和储存72
6.6碳捕获和碳封存73
6.7整体煤气化联合循环技术76
第7章化石遗产78
7.1能源的阴暗面78
7.1.1不平等性和外部成本78
7.1.2货币化成本78
7.1.3间接影响79
7.2矿物燃料燃烧对碳循环的改变79
7.2.1碳的储存与流动79
7.2.2CO2浓度的测量80
7.2.3温室效应81
7.3人为因素导致的气候变化82
7.3.1人类对气候变化的认识过程82
7.3.2冰川消融83
7.3.3洋流干扰83
7.3.4海洋酸化84
7.3.5冻土融化85
7.3.6气候变化对生态系统的影响85
7.4空气污染与全球变暖86
7.4.1烟尘和雾霾86
7.4.2气溶胶与黑碳86
7.4.3臭氧、臭氧层耗蚀物质和
N2O87
7.4.4复杂的状况87
7.5应对之策87
7.6限制CO289
7.6.1监管、限制温室气体排放89
7.6.2CO2浓度和温度91
7.7空气污染和人类健康92
7.7.1复杂的大气成分92
7.7.2NOx92
7.7.3臭氧93
7.7.4悬浮颗粒物93
7.7.5一氧化碳94
7.7.6二氧化硫和酸雨94
7.7.7重金属95
7.8陆地和水质的退化95
7.8.1原油泄漏96
7.8.2燃煤残渣97
7.9然后又能怎样98
第三部分核能
第8章核能100
8.1核裂变与核聚变100
8.1.1放射性、质量和能量100
8.1.2物质的结构101
8.1.3核裂变102
8.1.4链式核裂变反应103
8.1.5核聚变103
8.2核裂变的能量104
8.2.1过去和现在104
8.2.2核燃料105
8.2.3铀资源供给106
8.2.4核反应技术108
8.2.5成本和建设工期109
8.2.6核扩散110
8.2.7安全与防护111
8.2.8核废料的处置112
8.2.9退役和拆除113
8.2.10其他限制因素114
8.2.11愿景115
8.2.12核工业复兴116
8.3核聚变民用化118
8.3.1难点118
8.3.2磁约束方法118
8.3.3惯性约束方法119
8.3.4一厢情愿119
第四部分可再生能源
第9章太阳能基础124
9.1太阳光的起源124
9.2太阳辐射和衰减126
9.3储量、分布、重要性127
9.4太阳能的缺陷：分散性和间歇性128
9.5太阳能的转化：热、燃料和电129
第10章太阳能光热和光电
利用131
10.1被动式太阳能建筑131
10.2转换：分布式太阳能技术132
10.2.1太阳能热水器132
10.2.1.1集热器132
10.2.1.2水管理133
10.2.1.3日照量133
10.2.2太阳能热水器的发展现状和
趋势133
10.2.3地能系统135
10.2.4太阳能热电技术136
10.3太阳能光热转换：太阳能流的
聚集138
10.3.1聚光式太阳能光热发电
技术138
10.3.2槽式抛物面太阳能热发电
系统139
10.3.3塔式太阳能热发电系统140
10.3.4碟式斯特林太阳能热发电
系统141
10.3.5太阳能塔热气流发电系统142
10.3.6太阳能光热发电系统的成本和碳
足迹143
10.3.7太阳能热化学转换143
10.4光伏起源和发展145
10.5无机光伏材料：关键原理146
10.6硅太阳能电池148
10.6.1多晶硅和单晶硅太阳能电池的
加工148
10.6.2材料要求、循环寿命、成本149
10.6.3非晶硅薄膜太阳能电池150
10.7薄膜太阳能电池150
10.8有机太阳能电池152
10.9太阳能聚光光伏发电及其他前沿
技术154
10.10光伏产业：全球化布局和市场发展
趋势155
10.11太阳能：可再生、易获取156
第11章太阳能燃料158
11.1引言158
11.2天然的光合作用158
11.2.1一个复杂的过程158
11.2.2天然捕光系统159
11.2.3天然的反应中心160
11.2.4光合效率162
11.3生物质和生物燃料162
11.3.1生物质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未来交通运输业的燃料选择167
11.5人工光合作用168
11.5.1太阳能的需求168
11.5.2选择正确的光反应形式170
11.5.3选择正确的化学基底171
11.5.4人工光合系统的组成172
11.5.5人工光捕获系统与反应中心的
结合173
11.5.6多电子氧化还原反应所存在的
问题174
11.5.7半导体催化光解水反应175
11.6染料敏化太阳能电池176
11.7太阳能燃料所遇到的挑战177
第12章其他可再生能源179
12.1水电能源179
12.1.1水电的起源179
12.1.2发展潜力和实际应用状况180
12.1.3优势、劣势和环境影响181
12.1.4水电的未来181
12.2风能182
12.2.1发展史概述182
12.2.2风电技术182
12.2.3风电的巨大发展潜力184
12.2.4发展现状和未来趋势185
12.2.5环境影响187
12.2.6风电成本188
12.3海洋能188
12.3.1潮汐能188
12.3.2波浪能190
12.3.3海洋热能191
12.4地热能191
12.4.1地热资源191
12.4.2地热发电192
12.4.3地热直接应用193
12.4.4优势、劣势、展望193
12.4.5下一步：深入挖掘194
第五部分能源载体
第13章电能196
13.1基本概念196
13.2照明198
13.3传统发电技术199
13.3.1需求与供给199
13.3.2基于矿物燃料火力发电站201
13.3.2.1煤炭火力发电站201
13.3.2.2石油或天然气火力
发电站201
13.3.3水电站202
13.3.4核电站203
13.3.5其他能源的贡献203
13.4传统电网203
13.5可再生能源发电205
13.5.1间歇性和波动性205
13.5.2风力发电206
13.5.3太阳能发电206
13.6电能储存207
13.6.1储能的意义207
13.6.2抽水蓄能系统208
13.6.3压缩空气蓄能系统208
13.6.4飞轮储能系统208
13.6.5超导磁储能系统209
13.6.6静电能储存（电容器）210
13.6.7电池210
13.6.7.1电池要求210
13.6.7.2电池种类210
13.6.8电解水制氢212
13.7插电式交通工具213
13.7.1混合动力汽车和纯电动
汽车213
13.7.2基础设施214
13.8智能电网214
13.9走向电驱动时代215
第14章氢217
14.1引言217
14.2性质与工业应用218
14.3氢气作为能量载体：一项艰巨的
任务219
14.4制取氢气的方法219
14.4.1“清洁煤”技术219
14.4.2生物质220
14.4.3水解220
14.4.3.1基本概念220
14.4.3.2水力发电221
14.4.3.3风力发电221
14.4.3.4太阳能光伏发电222
14.4.3.5聚光光热发电222
14.4.4光致水分解制氢222
14.4.5核能发电222
14.5氢储存223
14.5.1一个难题223
14.5.2液态氢224
14.5.3压缩氢气224
14.5.4金属氢化物224
14.5.5其他体系225
14.6氢的运输和配送225
14.6.1集中输送226
14.6.2分散配送226
14.7氢燃料终端应用227
14.7.1燃料电池：基本概念227
14.7.2质子交换膜燃料电池228
14.7.3其他形式的氢燃料电池228
14.7.4甲醇重整制氢燃料电池229
14.7.5直接甲醇燃料电池230
14.8氢动力汽车231
14.9面向氢经济232
第六部分展望可持续发展的未来
第15章前方的挑战236
15.1对于地球状况的反思236
15.2能源需求与供给237
15.3能源与生活质量237
15.3.1聚焦错觉237
15.3.2能源、肥胖与不平等238
15.4拯救气候239
15.5淘汰矿物燃料239
15.6规避核能239
15.7生态可持续性240
15.7.1自然资源240
15.7.2学会知足241
15.8为何要发展可再生能源242
15.9结论243
附录你知道吗？245
参考文献251
索引283
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