Biofuels for Road Transport pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Reijnders, Lucas/ Huijbregts, Mark A. J.

出品人:

页数:170

译者:

出版时间:

价格:996.00 元

装帧:

isbn号码:9781848821378

丛书系列:

图书标签:

• Biofuels
• Road Transport
• Renewable Energy
• Sustainable Fuels
• Alternative Fuels
• Energy Policy
• Environmental Science
• Transportation
• Bioenergy
• Fuel Technology

交通运输的未来：探索可持续动力解决方案 导言 面对日益严峻的气候变化挑战和对能源独立性的迫切需求，全球交通运输业正处于一场深刻的变革之中。传统化石燃料驱动的模式不仅对环境构成巨大威胁，其资源的有限性也预示着未来的不可持续性。本书深入剖析了当前交通运输领域对能源的依赖现状，并系统性地探讨了当前及未来可能主导这一领域的可持续动力技术路线图。我们将超越单一的燃料或动力系统，构建一个全面的视角，审视从能源生产到最终车辆应用的整个价值链。 第一部分：交通运输能源消耗的现状与挑战 本部分首先对全球和主要经济体的交通运输能源结构进行细致的描摹。我们量化了公路、铁路、航空和海运这四大板块的能源消耗比例及其碳排放强度。 1.1 结构性依赖与环境足迹 详细分析了内燃机技术在过去一个多世纪的主导地位所带来的深远影响。重点讨论了空气质量问题——特别是城市地区氮氧化物（NOx）和颗粒物（PM）的排放，以及温室气体（如二氧化碳）对全球气候系统的长期影响。我们还探讨了能源供应的地理政治风险，以及依赖不可再生资源的脆弱性。 1.2 现有替代方案的局限性评估 本章将对当前已投入商业应用或处于大规模试验阶段的替代能源技术进行批判性评估，着重指出它们在实际推广中遇到的瓶颈： 生物质燃料（不含生物燃料）： 探讨了基于农业残余物、林业废弃物等生产的非液体、非醇类的生物基能源，如生物天然气（Biogas/RNG）在固定式和部分交通领域的应用潜力与限制，尤其关注其在重载运输中的能量密度挑战。 氢能（Fuel Cell Electric Vehicles - FCEVs）： 全面审视了氢气的制备（特别是“绿氢”与“灰氢”的成本与效率差异）、储存（高压与低温液态）、运输的挑战，以及燃料电池技术在耐久性和基础设施建设方面的瓶颈。 电池电力驱动（BEVs）： 深入分析了锂离子电池技术的最新进展，包括固态电池的潜力。重点关注的局限性包括：电池的重量与体积对长途和重型运输的影响、充电基础设施的普及速度、矿物资源（如锂、钴、镍）的供应链可持续性，以及电池生命周期结束后的回收处理难题。 第二部分：能源效率的革命性提升 在转向新燃料的同时，最大限度地提高现有和未来动力系统的能源效率是实现脱碳目标的关键。 2.1 车辆动力学与轻量化 本章聚焦于减少交通工具运行所需能量的方法。探讨了先进的空气动力学设计，如何通过降低风阻系数来节省能源，尤其是在高速公路工况下。同时，详细介绍了先进材料科学在车辆结构和零部件制造中的应用，如高强度钢、铝合金、碳纤维复合材料，以实现结构轻量化，并讨论了这种轻量化对电池尺寸和续航里程的积极反馈效应。 2.2 动力系统集成与热管理 分析了内燃机效率提升的潜力（如阿特金森循环的应用），但更侧重于混合动力和增程式电动系统的能量回收技术（如再生制动）。深入研究了先进的热管理系统如何优化电池和电子元件的工作温度窗口，从而确保系统在不同气候条件下都能维持最佳性能和效率。 第三部分：基础设施的演进与政策环境 能源技术的突破需要相应的物理和监管框架作为支撑。本部分关注支撑可持续交通转型的外部条件。 3.1 能源供应网络的重构 系统评估了构建全国性或区域性的充电网络和加氢站网络所需的投资、技术标准和土地规划挑战。讨论了智能电网（Smart Grid）在管理大量电动汽车充电负荷高峰方面的作用，以及分布式能源（如屋顶光伏）如何与交通充电需求相结合，实现能源自给自足。 3.2 政策驱动与市场机制 考察了全球主要经济体（如欧盟的“Fit for 55”一揽子计划、美国的《通胀削减法案》等）为加速零排放车辆（ZEV）普及而采取的财政激励、排放标准收紧和采购政策。分析了碳定价机制、燃料标准以及政府采购如何共同塑造市场预期，引导私营部门进行长期资本投入。 3.3 跨部门协同：城市规划与交通管理 探讨了可持续交通不仅仅是技术问题，也是城市规划和社会管理问题。内容涵盖了智能交通系统（ITS）如何优化交通流、减少拥堵（从而减少不必要的燃料消耗），以及鼓励微出行（如电动自行车、共享出行）在城市内部替代私家车的使用。 第四部分：未来展望与技术融合 本部分将目光投向更长远的未来，探讨可能颠覆现有格局的前沿技术和商业模式。 4.1 合成燃料（e-Fuels/Power-to-Liquids）的复兴 虽然我们聚焦于非生物燃料，但本章将详细介绍使用可再生电力通过电解水制氢，再与捕获的二氧化碳合成的碳中性液体燃料（如合成汽油、柴油或甲醇）。重点分析了其在难以电气化或需要高能量密度解决方案的领域（如远洋航运和航空）的独特优势，以及当前面临的巨大能源效率损失和生产成本挑战。 4.2 交通即服务（TaaS）与自主驾驶的影响 研究了自动驾驶技术（AV）的成熟将如何改变车辆的使用模式。高度自动化的车队运营可以实现更平稳的驾驶风格，减少人为失误导致的能源浪费。此外，TaaS模式的兴起可能减少私家车的保有量，从而降低整体交通系统的能源需求。 结论：构建一个多技术并存的脱碳路径 本书的结论强调，没有单一的“银弹”技术能够解决交通运输的脱碳问题。未来的成功将依赖于一个灵活、多技术并存的能源组合策略，根据不同的应用场景（城市通勤、区域物流、长途货运、航空海运）部署最合适的、在全生命周期内碳足迹最低的动力解决方案。持续的研发投入、审慎的政策制定以及国际间的技术合作，是确保交通运输在保障经济发展的同时实现气候目标的关键。

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