Natural Gas Conversion VI pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Elsevier Science Ltd

作者:Natural Gas Conversion Symposium 2001 (Girdwood, Alaska)/ Spivey, James J. (EDT)/ Fleisch, T. H. (ED

出品人:

页数:576

译者:

出版时间:2001-6

价格:$ 265.55

装帧:HRD

isbn号码:9780444505446

丛书系列:

图书标签:

• Natural Gas
• Conversion
• Catalysis
• Energy
• Chemical Engineering
• Fuel Technology
• Gas Processing
• Environmental Impact
• Renewable Energy
• Process Optimization

能源转型与未来动力：探索合成燃料、生物质能与储能技术 本书聚焦于全球能源格局的深刻变革，致力于为读者提供一个关于非传统能源技术、高效能源转换过程以及先进储能解决方案的全面、深入的概述。在应对气候变化和能源安全挑战的大背景下，本书详尽剖析了当前工业界和学术界正在大力发展的几大关键领域，旨在描绘一条通往可持续、低碳能源未来的清晰路径。 --- 第一部分：合成燃料与碳循环经济 当前全球正面临能源结构转型的严峻任务，传统化石燃料的局限性日益凸显。本书首先将重点放在“合成燃料”（Synthetic Fuels，简称Synfuels）领域，特别是基于可再生能源生产的“电子燃料”（E-Fuels）技术链条。 第一章：合成燃料的理论基础与驱动力 本章深入探讨了合成燃料产生的宏观驱动力，包括全球碳中和目标（Net Zero）对交通运输和重工业脱碳的迫切需求，以及地缘政治对能源供应安全的影响。我们详细分析了合成甲烷（Syn-Methane）、合成汽油（Syn-Gasoline）和合成柴油（Syn-Diesel）与传统燃料在能量密度、储存便利性以及基础设施兼容性方面的差异与优势。 第二章：Power-to-X (P2X) 技术的深度解析 P2X 框架是实现合成燃料生产的核心。本章从技术链条的起点开始，详细阐述了高效电解水制氢（Green Hydrogen Production）的技术进步，包括质子交换膜（PEM）、固体氧化物电解槽（SOEC）在效率、寿命和成本控制方面的最新突破。随后，我们转向碳捕集与利用（CCU）技术。这部分将区分直接空气捕集（DAC）和点源捕集（Point Source Capture）的经济可行性和技术成熟度。 第三章：费托合成（Fischer-Tropsch, FT）与甲醇合成的新范式 合成燃料的“X”部分主要依赖于一碳化学（C1 Chemistry）。本章详尽分析了费托合成催化剂体系的演进——从传统钴基、铁基催化剂到新型的纳米结构化催化剂在选择性、产率和操作条件优化方面的进展。我们特别关注了如何通过精确控制反应器设计（如浆态床和固定床）来实现特定碳链长度的烃类选择性合成，以满足航空燃料（SAF）或船用燃料的需求。此外，甲醇（Methanol）作为重要的中间载体，其合成过程中的热管理和反应动力学控制也是本章的重点。 第四章：合成燃料的生命周期评估（LCA）与经济性挑战 合成燃料的“绿色”属性必须通过严格的生命周期评估来验证。本章对比了基于可再生能源制氢的合成燃料与生物燃料在全生命周期温室气体排放上的差异。同时，我们剖析了当前限制合成燃料规模化应用的主要瓶颈：高昂的电力成本、氢气和CO2的获取成本，以及反应器规模扩大（Scale-up）过程中的工程挑战。本章提供了多个案例研究，分析了不同地理位置（如光照和风力资源丰富的地区）的合成燃料项目的经济模型构建。 --- 第二部分：生物质能的先进转化与集成利用 生物质能作为唯一可大规模、稳定提供的可再生能源，其价值的充分释放依赖于高效和环境友好的转化技术。本书超越传统的直接燃烧，聚焦于“先进生物质能技术”。 第五章：生物质预处理与转化效率瓶颈 生物质原料（如农业残余物、林业废弃物和能源作物）的异质性和低密度是转化过程中的主要障碍。本章系统梳理了物理（如压实、研磨）、化学（如酸/碱处理、离子液体）和热力学（如蒸汽爆炸）预处理技术，旨在提高后续生化或热化学转化的效率。重点讨论了如何通过优化预处理来降低酶解成本或提高热解过程的产物选择性。 第六章：热化学转化：热解与气化的高级应用 热化学转化是生物质转化为燃料和化学品的关键途径。本章详细介绍了快速热解（Fast Pyrolysis）制备生物油（Bio-oil）的技术。我们深入分析了生物油的复杂组分（高含氧量、酸性、不稳定性）对下游精炼的挑战，并探讨了催化升级（Catalytic Upgrading）技术，特别是水相重整（Hydrothermal Reforming）和加氢处理（Hydrotreating）在提高生物燃料质量方面的作用。气化方面，本书着重于生物质气化制合成气（Syngas）并结合后续的FT合成或甲醇合成的集成工艺，评估其作为未来“生物精炼厂”的核心地位。 第七章：生物化学转化与合成生物学在燃料生产中的角色 本章转向生物化学路径。我们回顾了第一代、第二代和第三代生物燃料的进展。重点关注纤维素乙醇的商业化障碍和突破，以及合成生物学（Synthetic Biology）如何通过工程化微生物菌株，实现从糖类或C1底物直接发酵生产高附加值烃类燃料（如生物柴油的替代品或喷气燃料）。书中探讨了代谢工程如何重塑微生物路径，以应对底物限制和产物毒性问题。 --- 第三部分：能源系统的核心支撑：先进储能技术 能源转型的成功，特别是高比例间歇性可再生能源（风能和太阳能）的并网，对储能系统的容量、效率和经济性提出了前所未有的要求。 第八章：电化学储能的跨尺度应用 本书对当前主流的电化学储能技术进行了深入比较。锂离子电池（Li-ion）的进步集中在提高能量密度（如固态电池的研发进展）和安全性。但对于电网级长时储能，我们重点分析了新兴技术，如钠离子电池、液流电池（Flow Batteries，特别是钒基和锌溴基体系）在循环寿命、功率密度和原材料可及性方面的优劣势。本章还探讨了如何通过先进电池管理系统（BMS）优化大规模储能系统的运行策略。 第九章：机械能与热能的宏观储能方案 电化学储能难以覆盖季节性或数天级别的长时储能需求。因此，本章深入研究了机械能储能技术，包括先进压缩空气储能（A-CAES），它如何利用地下洞穴或专门建造的储罐实现高效率的能量存储和释放。在热能储能方面，我们分析了熔盐技术在聚光太阳能发电（CSP）中的应用扩展，以及在工业余热回收和区域供暖/制冷系统中利用相变材料（PCM）进行中短期热量储存的潜力。 第十章：氢能的储运与多能互补系统的集成 氢气是合成燃料和电网平衡的关键媒介。本章详细评估了氢气的储存和运输技术，包括高压气态储存、低温液态储存（LH2），以及化学载体储存（如氨、液态有机氢载体LOHCs）。我们着重分析了氨（Ammonia）作为高密度氢载体在海运和长距离管道运输中的技术挑战和机遇。最后，本章构建了多能互补系统（Hybrid Energy Systems）的优化模型，探讨了如何智能地调度合成燃料、电池储能和氢能系统，以最大限度地提高电网的韧性和能源利用效率。 --- 本书内容结构严谨，技术描述精确，兼顾了基础科学原理与工程实践的最新进展，是能源工程师、政策制定者、科研人员及关注未来能源技术发展的读者不可或缺的参考资料。

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