2004 New and Renewable Energy Technologies for Sustainable Development pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:Afgan, Naim Hamdia 编

出品人:

页数:369

译者:

出版时间:

价格:$ 163.85

装帧:HRD

isbn号码:9789812705051

丛书系列:

图书标签:

• Renewable energy
• Sustainable development
• Energy technologies
• New energy sources
• Energy policy
• Environmental technology
• Energy conservation
• Solar energy
• Wind energy
• Bioenergy

可持续发展背景下的能源转型与技术创新 图书简介 本书深入探讨了在当前全球面临气候变化、能源安全与可持续发展多重挑战的背景下，能源系统的深刻变革与技术创新的关键作用。它并非聚焦于某一特定年份的特定技术，而是提供了一个宏大且系统的视角，审视如何通过前沿能源技术和战略规划，实现经济增长、社会公平与环境保护的和谐统一。 第一部分：全球能源格局与可持续发展的时代命题 本书开篇即奠定了宏大的理论基础，首先剖析了21世纪初至今全球能源消费结构演变的关键驱动力。我们着重分析了化石燃料依赖带来的环境代价——温室气体排放、空气污染以及资源枯竭的风险，这些共同构成了推动能源转型的紧迫性。 1.1 能源安全与地缘政治 能源供应的稳定性与多样性是国家安全的核心要素。本章详细梳理了国际能源贸易的脆弱性，特别是对少数能源出口国的依赖所引发的政治经济风险。它探讨了如何通过发展本土可再生能源（如太阳能、风能）和建立多元化的能源进口渠道，增强国家的能源韧性。我们引入了“能源主权”的概念，并分析了技术创新如何在不同地区实现能源的本地化生产和消费。 1.2 气候变化：科学共识与政策响应 书中详细阐述了 IPCC（政府间气候变化专门委员会）的科学评估报告如何引导全球气候治理。重点分析了《京都议定书》后的全球气候行动框架的演变，以及各国为实现《巴黎协定》目标所制定的国家自主贡献（NDC）计划。这部分内容强调，技术创新是实现深度脱碳目标（如碳中和或净零排放）的唯一可行路径。 1.3 可持续发展目标（SDGs）与能源接入 本书将能源置于联合国可持续发展目标（SDGs）的中心位置，特别是SDG 7（经济适用的、可靠和可持续的现代能源）和SDG 13（气候行动）。我们考察了全球能源贫困问题，探讨了分散式可再生能源系统（如小型太阳能家庭系统）在为偏远和农村地区提供可靠电力方面的革命性作用。 第二部分：核心技术突破与系统集成 本书的中间部分聚焦于支撑现代能源转型的关键技术领域，对其发展现状、挑战与未来潜力进行了详尽的分析。 2.1 太阳能光伏（PV）技术的飞跃 我们追溯了光伏技术从早期实验室研究到大规模商业化应用的历程。详细分析了晶体硅电池的效率提升（PERC、TOPCon、异质结技术等），以及薄膜电池（如CdTe、CIGS）在特定应用场景中的优势。更重要的是，本书强调了供应链的成熟度、制造成本的快速下降（平价上网的实现）以及光伏发电在电网中的集成挑战，包括逆变器技术和电网稳定性的管理。 2.2 风能：从陆上到深远的征服 风能章节深入探讨了风力发电机设计从早期小功率到当前兆瓦级乃至十兆瓦级巨型涡轮机的演进。我们重点分析了海上风电（Offshore Wind）的兴起，包括固定式基础和日益重要的漂浮式基础技术，后者为水深较大区域的能源开发提供了可能。此外，对风机叶片材料科学、空气动力学优化以及远程监控维护系统的进步进行了详细论述。 2.3 储能系统的关键角色：平衡间歇性 认识到间歇性是可再生能源接入电网的主要障碍，本书将大量篇幅用于分析各类储能技术。 电化学储能： 深入解析了锂离子电池（Li-ion）技术的能量密度、循环寿命和成本下降趋势，并展望了固态电池、钠离子电池等下一代化学储能的研发方向。 机械与热力储能： 详细介绍了抽水蓄能（PHS）作为大规模长周期储能的地位，以及压缩空气储能（CAES）和飞轮储能的应用场景。 长周期储能的探索： 探讨了氢能（Power-to-Gas）作为季节性储能载体的潜力，以及热能储存技术在工业脱碳中的应用。 2.4 低碳氢能的生产与利用 氢气被视为实现能源系统深度脱碳的关键载体。本书系统性地对比了不同制氢路径：灰氢（化石燃料制取）、蓝氢（碳捕集与封存的灰氢）以及零碳的绿氢（可再生能源电解水制氢）。书中详细描述了电解槽技术（PEM、碱性、SOEC）的效率与成本，并分析了氢气在重工业（钢铁、化工）和交通运输（燃料电池汽车、船舶）中的应用前景与基础设施建设的挑战。 第三部分：系统集成、政策与经济转型 技术本身不足以驱动转型，有效的政策框架、创新的商业模式以及对电力系统的现代化改造至关重要。 3.1 智能电网与数字化转型 为应对分布式电源、电动汽车充电负荷的接入，传统的单向电网正向双向、自愈的智能电网演进。本章探讨了先进计量基础设施（AMI）、需求侧响应（DSM）管理、以及利用人工智能（AI）和大数据进行电网预测和优化调度。分布式能源管理系统（DERMS）的部署被视为实现电网灵活性的关键。 3.2 能源效率与需求侧管理 提高能源效率仍然是最具成本效益的“第一能源”。本书涵盖了建筑部门（被动式设计、智能楼宇管理系统）、工业部门（余热回收、工艺优化）和交通部门（电动化、共享出行）的能效提升策略。需求侧响应技术如何通过激励机制引导用户错峰用电，减轻高峰负荷压力。 3.3 政策工具与市场机制创新 成功转型需要政府的引导和清晰的市场信号。书中分析了多种政策工具的有效性，包括： 碳定价机制： 碳税与碳排放交易体系（ETS）对化石燃料使用的外部成本内部化的作用。 可再生能源激励： 优先并网权、上网电价补贴（FIT）与可再生能源配额制（RPS）的优劣对比。 绿色金融： 探讨了绿色债券、气候风险披露（TCFD）框架如何引导私人资本流向可持续项目。 3.4 区域能源规划与跨部门协同 最终，本书强调了跨部门协同规划的重要性。例如，如何将电力、供热、交通和工业部门耦合，形成“能源系统整合”（Sector Coupling）。以区域热电联产（CHP）系统为例，展示了如何最大限度地提高能源利用率，并为社区层面的微电网和能源共享提供蓝图。 总结 本书提供了一个全面的框架，用以理解当前驱动全球能源体系向可持续未来迈进的复杂技术、经济和政策动态。它致力于为政策制定者、工程师、投资者和研究人员提供洞察力，指导他们在不牺牲发展的前提下，有效地管理能源转型带来的机遇与挑战。

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