生物质能资源清洁转化利用技术/21世纪可持续能源丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业出版社

作者:姚向君 田宜水 编著

出品人:

页数:243

译者:

出版时间:2005-1

价格:35.0

装帧:平装

isbn号码:9787502560454

丛书系列:

图书标签:

• 能源
• 生物质能
• 清洁能源
• 可再生能源
• 能源转化
• 可持续发展
• 生物质利用
• 能源技术
• 环境工程
• 21世纪能源
• 绿色能源

能源转型与未来：清洁能源技术的深度探索 本书汇集了当前能源领域最前沿的研究成果与实践经验，聚焦于实现全球可持续发展目标所需的关键技术突破。全书共分四个部分，深入剖析了从基础原理到工程应用的各个环节，旨在为能源行业的专业人士、政策制定者以及相关领域的研究人员提供一份全面而深入的参考指南。 第一部分：可再生能源基础与前沿技术 本部分着重于对主流可再生能源的系统梳理与技术瓶颈的突破。我们首先回顾了太阳能光伏（PV）技术的发展历程，详细阐述了晶硅电池效率提升的物理极限与钙钛矿、有机光伏等下一代薄膜技术在柔性化、低成本制备方面的最新进展。特别辟章探讨了光电转换效率的“天花板”——如何通过叠层结构、表面钝化以及新型半导体材料设计来超越传统单结电池的肖克利-奎伊瑟极限。 风能方面，内容不仅涵盖了陆上风电的成熟技术，更将笔墨重点放在了深远海域漂浮式风电系统的设计、载荷分析与动态稳定性控制。我们引入了先进的流体力学仿真模型，对比了不同基础结构（如半潜式、张力腿式、驳船式）在复杂海况下的性能差异，并探讨了超长叶片在疲劳载荷管理中的新策略。 此外，本卷对地热能的勘探、开采及梯级利用技术进行了细致的论述。内容包括增强型地热系统（EGS）的注水-取热机理、水力压裂对地层稳定性的影响评估，以及利用中低温地热资源进行海水淡化或农业热泵耦合供暖的集成方案。 第二部分：高效储能系统与电网集成 面对可再生能源的间歇性和波动性，高效、可靠的储能技术成为能源转型的核心。本部分详细分析了电化学储能、机械储能和热储能的最新动态。 在电化学储能领域，内容详尽介绍了锂离子电池的能量密度提升路径，包括固态电解质的界面阻抗问题、新型正负极材料（如富锂锰基、硅基负极）的循环性能优化。同时，对新兴的钠离子电池、液流电池（钒液流、锌溴液流）在长周期储能应用中的成本效益与环境友好性进行了深入的对比评估。书中还包含了电池管理系统（BMS）中基于机器学习算法的健康状态（SOH）和剩余寿命（RUL）精准预测模型。 机械储能方面，我们深入探讨了先进压缩空气储能（A-CAES）的热力学优化，以及飞轮储能系统在高功率密度应用中的结构设计。热储能部分，则重点介绍了熔盐储能、颗粒储能以及热化学储能（PCM）在可再生能源并网发电中的调峰作用及其在工业余热回收中的潜力。 电网集成方面，本书阐述了虚拟同步机（VSM）技术在弱电网或直流微网中的应用，探讨了分布式能源（DER）接入对电网暂态稳定性的影响，并提出了基于区块链技术的能源交易与需求侧响应（DSM）的去中心化管理框架。 第三部分：氢能产业链的规模化与安全挑战 氢能作为终极清洁载体，其全产业链的构建是本卷的重点。内容涵盖了从制氢、储氢到用氢的各个关键环节。 制氢技术部分，着重对比了电解水制氢（PEM、碱性、SOEC）的效率与成本。特别分析了利用非贵金属催化剂替代贵金属催化剂的最新研究成果，以及在可再生电力（Power-to-Hydrogen）耦合中实现负荷快速响应的控制策略。同时，本书也审视了甲烷重整制氢过程中的碳捕集与封存（CCUS）技术集成，评估了蓝氢的净零排放潜力。 储运技术是氢能商业化的主要障碍。内容详细介绍了高压气态储运、液氢（LH2）的低温绝热技术及安全风险评估。对于固态储氢技术，我们深入研究了金属氢化物、化学载体（如氨解耦、硼氢化物）的储氢容量、放氢动力学与循环稳定性。 在应用端，本书探讨了氢燃料电池（PEMFCs）的耐久性提升、质子交换膜的降解机理，以及氢内燃机与涡轮机在调峰电厂中的应用案例。安全管理方面，对氢气泄漏检测、火灾爆炸机理及先进的管道材料腐蚀防护进行了详尽的论述。 第四部分：能源系统的耦合、优化与可持续性评估 最后一部分将视角提升至整个能源系统的宏观层面，探讨如何通过系统集成实现整体效率的最大化与可持续性。 能源系统耦合（Sector Coupling）是核心议题，详细分析了电力-热力-交通-工业部门之间的协同增效机制。例如，如何利用富余电力驱动热泵或合成燃料（Power-to-X），以实现跨部门的深度脱碳。书中引入了多能流（Multi-Energy Flow）的建模方法，帮助决策者在不同能源形式间进行最优配置。 能源系统的优化调度方面，本书引入了随机优化、鲁棒优化和混合整数线性规划（MILP）等先进数学工具，用于解决包含大量不确定性（如天气预测、负荷波动）下的多目标系统设计与运行问题。 可持续性评估部分，提供了生命周期评价（LCA）的详细方法论，用于量化不同能源技术从原材料获取到最终废弃处理的全过程环境影响。内容强调了“摇篮到坟墓”的评估标准，特别关注了关键矿物（如锂、钴、稀土元素）的供应链风险与循环经济策略，确保能源转型本身的社会和环境可持续性。 本书内容聚焦于技术可行性、经济合理性与环境影响的全面平衡，旨在推动全球能源系统向更清洁、更高效、更具韧性的方向发展。

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从阅读体验来说，这本书的叙事风格非常引人入胜，不像有些技术专著那样枯燥乏味。作者善于用类比和实际案例来阐释复杂的科学原理。比如，在描述生物质的结构复杂性时，作者将其比喻成一个“结构复杂的微型城市”，不同组分（纤维素、半纤维素、木质素）就像是城市的不同功能区，需要精密的“城市规划”（预处理技术）才能高效地进行“资源再分配”（转化过程）。这种生动的描述极大地降低了理解门槛。当然，对于非专业读者来说，某些涉及到高级反应机理的部分可能需要反复研读，但即便是那些深奥的章节，作者也努力配上了清晰的流程图和数据分析，保证了信息的可读性。总体而言，它成功地在深度和广度之间找到了一个很好的平衡点。

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这本书最大的亮点在于其对“前沿技术融合”的探讨，特别是生物质与化工的结合。我原以为生物质能主要还是集中在发电和供热，但这本书让我看到了生物质向高附加值化学品转化的巨大潜力。关于木质素的精细分离和高值化利用部分，简直是信息量爆炸。作者详细介绍了诸如选择性解聚、催化转化生产芳香族化合物的最新研究进展，这些都是当前能源化工领域最热门的方向。书中对不同催化体系（均相、非均相、生物催化）的优劣势进行了公正的比较，并展望了未来几年可能实现工业突破的技术方向。这对我理解未来能源化工的产业布局非常有启发性，它清晰地指出了传统石化路线之外，一条更具韧性和可持续性的替代路径。

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这本书在探讨可持续性方面展现出了极高的前瞻性，远远超出了传统能源技术的范畴。它将生物质能的利用与循环经济、碳中和目标紧密结合起来，不仅仅关注“能”的产出，更关注整个生态系统的平衡。我印象特别深刻的是其中关于“生物质的生命周期评价（LCA）”的章节。作者并没有简单地给出一个“低碳”的结论，而是详细分析了原料收集、运输、加工过程中可能产生的隐含排放，这体现了一种严谨的科学态度。此外，书中对于生物质能源与农业、林业政策的交叉影响也有独到的见解，探讨了如何在保障粮食安全和保护生物多样性的前提下，合理规划能源作物的种植。这种宏观视野的把控，使得这本书不仅仅是技术指南，更像是一部能源政策的辅助读本，帮助读者理解技术背后的社会经济驱动力。

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读完这本厚厚的《生物质能资源清洁转化利用技术/21世纪可持续能源丛书》，我最大的感受是，它提供了一个非常全面且深入的视角来审视生物质能的潜力与挑战。我尤其欣赏作者在技术路线图上的构建，并非只是罗列已有的技术，而是清晰地勾勒出了从生物质原料获取、预处理到最终能源转化的各个环节的优化路径。例如，对于热化学转化部分，书中对气化和热解过程中的反应动力学描述得非常细致，即便是没有深厚的化学背景的读者，也能通过图表和实例理解不同催化剂对产物选择性的影响。更重要的是，它没有回避当前大规模应用中面临的实际工程问题，比如生物油的稳定性和腐蚀性，这让整本书显得非常务实，而不是空谈理论。它更像是一本给工程师和研究人员准备的“操作手册”，指导我们如何跨越实验室到工业化生产之间的鸿沟。对于想要深入了解如何将农业废弃物、林业残余物真正转化为稳定、高效、清洁能源的专业人士来说，这本书无疑是一份极其宝贵的参考资料。

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这本书的编辑和排版也值得称赞。作为一本技术丛书，它结构严谨，索引清晰，对于需要快速检索特定信息的读者非常友好。各个章节之间的逻辑衔接非常顺畅，从基础生物质特性到终端产品转化，层层递进，构建了一个完整的知识体系。我特别注意到，书中引用的参考文献非常新颖和权威，涵盖了近五年的重要国际期刊成果，这确保了所介绍的技术和数据处于行业前沿。尽管篇幅巨大，但排版设计上考虑到了长时间阅读的舒适度，字体大小适中，图表清晰度高，没有出现那种将复杂公式挤在一起导致阅读困难的情况。总而言之，这是一套体现了高水准学术规范和出色工程实践精神的权威著作。

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