新能源概论(第2版)

第二版前言
   新能源又称非常规能源,是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。当前，随着常规能源资源的日益枯竭以及大量利用化石能源带来的一系列环境问题，人类必须寻找可持续的能源道路，开发利用新能源特别是可再生能源无疑是重要的解决方案。作为相关领域的科学工作者和教育工作者，系统阐释新能源学科是我们义不容辞的责任。
   化学工业出版社于2006年出版的《新能源概论》，是我们为广大读者系统地介绍有关新能源科学的基本理论、基本技术、新能源经济与政策以及新能源学科和技术的发展趋势而编写的。经过5年多的教学实践，也经过这些阶段的科研探索，结合国际上对新能源领域的研究进展，我们重新整理了该书。
   鉴于新能源学科的交叉性、实践性，结合教学与科研实践经验，我们在原来的基础上强化了概念和基础应用方面的介绍，力求兼顾科学素质教育的要求，理论上做简单介绍，不求深入研讨，文字叙述上通俗易懂。本书适合于高等院校与新能源领域相关的研究生、大学本科高年级学生作为新能源概论方面的教材，也适合于相关的科研与管理工作者参考。
   为求内容的连续性，本书编写组与版相同。王革华教授为主编，参加编写的作者均为在清华大学核能与新能源技术研究院从事新能源技术研究与开发的专家学者。具体的写作分工为：第1、8、9章由王革华教授执笔；第2章由邓长生教授与艾德生副教授执笔；第3章由张建安副教授执笔；第5章由谢晓峰副教授执笔；第6章由周志伟教授执笔，第7章由艾德生副教授执笔；第4章由原鲲副教授执笔。全书由王革华与艾德生统稿。
   化学工业出版社对本书的出版给予了大力的支持，尤其是教育分社的赵玉清老师对本书的出版做了大量工作。清华大学核能与新能源技术研究院的同事尤其是从事新能源领域的理论、技术、管理与政策研究的同事提供了大量的研究成果，在此一并致谢。
   由于新能源科学涉及面广、发展迅速，本书作者水平有限，书中难免有不当之处，欢迎读者批评指正。
本书编写组
2011年6月于清华大学

版前言
   能源是国民经济的命脉，也是构成客观世界的三大基础之一。随着常规能源资源的日益枯竭以及大量利用化石能源带来的一系列环境问题，人类必须寻找可持续的能源道路，开发利用新能源无疑是出路之一。新能源的理论研究、技术开发、新能源材料的探索、新能源经济的研究等无疑是当前众多研究热点中的亮点。新能源学科系统正逐步形成，系统阐释该学科是我们义不容辞的责任。
   本书编写目的是为广大读者系统地介绍有关新能源科学的基本理论、技术进展、新能源经济与政策。鉴于能源、环境、生命、信息、材料、管理学科是新世纪高等院校科学素质系列教育的重要组成部分，本书以新能源学科的发展为契机，结合了多学科优势，力求兼顾科学素质教育的要求，理论上简单介绍，文字叙述上通俗易懂。本书适合于高等院校与新能源领域相关的研究生、大学本科高年级学生作为新能源概论方面的教材，也适合于相关的科研与管理工作者参考。
   本书由王革华担任主编，由艾德生担任副主编，参加编写的作者均为在清华大学核能与新能源技术研究院从事新能源技术研究与开发的专家学者。编写分工为：第1章、第9章、第4章与第8章部分由王革华教授执笔；第2章由邓长生教授执笔；第3章由张建安副教授执笔；第5章由谢晓峰副教授执笔；第6章由周志伟教授执笔，第7章由艾德生副教授执笔；第4章、第8章部分由原鲲副教授执笔。全书由王革华与艾德生统稿。
   化学工业出版社对本书的出版给予了大力的支持，清华大学核能与新能源技术研究院的同事提供了大量的研究成果，在此一并致谢。
   由于新能源科学涉及面广、发展迅速，本书作者水平有限，书中错误和不足之处，欢迎读者批评指正。
编者
2006年5月于清华大学

 　随国家能源形势的发展，新能源已经成为当前的研究重点，也是产业发展的重点，其相关基础研究及应用探索成为了国家科技规划中的重点领域。本书以新能源科学的基础知识、新技术前沿、新能源经济与政策等方面的内容为对象，力求基础知识与应用前沿相结合，内容丰富，涉猎面广。内容涉及当前的新能源热点问题，如新能源概念，新能源技术包括太阳能、风能、氢能、生物质能、核能和新能源材料、新能源经济与政策等。
   本书适合于高等院校与新能源领域相关的研究生、大学本科高年级学生作为新能源概论方面的教材或参考书，也适合于相关的科研与管理工作者参考。

第1章　绪论
　1  1能源的概念及分类
　　1  1  1能量与能源
　　1  1  2能源的分类
　　1  1  3能源的评价
　　1  1  4能源的开发利用
　1  2新能源及其在能源供应中的作用
　　1  2  1新能源的概念
　　1  2  2新能源在能源供应中的作用
　　1  2  3新能源的未来
　1  3新能源技术的发展
　　1  3  1太阳能
　　1  3  2风能
　　1  3  3生物质能
　　1  3  4地热能
　　1  3  5海洋能
　思考题
　参考文献
第2章　太阳能
　2  1太阳能资源与太阳辐射
　2  2中国的太阳能资源
　2  3太阳能  热利用
　　2  3  1基本原理
　　2  3  2平板型集热器
　　2  3  3聚光型集热器
　　2  3  4集热器的性能
　　2  3  5太阳能热利用系统
　2  4太阳光伏
　　2  4  1太阳光伏基本原理
　　2  4  2太阳电池的制造
　　2  4  3太阳能电池检测
　　2  4  4太阳电池发电系统
　2  5太阳能其他应用
　2  6太阳能利用的发展趋势
　思考题
　参考文献
第3章　生物质能源
　3  1概述
　　3  1  1生物质
　　3  1  2生物质能
　　3  1  3生物质的组成与结构
　　3  1  4生物质转化利用技术
　3  2生物质燃烧
　　3  2  1生物质燃烧及特点
　　3  2  2生物质燃烧原理
　　3  2  3生物质燃烧技术
　　3  2  4生物质燃烧直接热发电
　　3  2  5生物质与煤的混合燃烧
　3  3生物质气化
　　3  3  1生物质气化及其特点
　　3  3  2生物质气化原理
　　3  3  3生物质气化工艺
　　3  3  4生物质气化发电技术
　3  4生物质热解技术
　　3  4  1生物质热解及其特点
　　3  4  2生物质热解原理
　　3  4  3生物质热解工艺
　　3  4  4生物质热解反应器
　　3  4  5影响生物质热解的因素
　　3  4  6生物质热解产物及应用
　3  5生物质直接液化
　　3  5  1生物质直接液化及其特点
　　3  5  2生物质直接液化工艺
　　3  5  3生物质直接液化产物及应用
　　3  5  4生物质的共液化
　3  6生物燃料乙醇
　　3  6  1生物燃料乙醇及其特点
　　3  6  2淀粉质原料制备生物燃料乙醇
　　3  6  3乙醇发酵工艺
　　3  6  4纤维质原料制备生物燃料乙醇
　　3  6  5生物燃料乙醇的应用
　3  7生物柴油
　　3  7  1生物柴油及其特点
　　3  7  2化学法转酯化制备生物柴油
　　3  7  3生物酶催化法生产生物柴油
　　3  7  4超临界法制备生物柴油
　　3  7  5制备生物柴油的油脂原料
　　3  7  6生物柴油的应用
　3  8生物丁醇
　　3  8  1生物燃料丁醇及其特点
　　3  8  2丁醇发酵微生物及发酵机制
　　3  8  3丁醇发酵技术
　3  9沼气技术
　　3  9  1沼气的成分和性质
　　3  9  2沼气发酵微生物学原理
　　3  9  3影响沼气发酵的主要因素
　　3  9  4大中型沼气工程
　　3  9  5沼气的用途
　思考题
　参考文献
第4章　风能
　4  1风能资源
　　4  1  1风能资源的表征
　　4  1  2中国风能资源
　4  2风力发电系统
　　4  2  1系统组成
　　4  2  2运行方式
　4  3我国风能发展概况及展望
　　4  3  1产业发展概况
　　4  3  2我国风能展望
　思考题
　参考文献
第5章　氢能
　5  1概述
　5  2氢的制取
　　5  2  1天然气制氢
　　5  2  2煤制氢
　　5  2  3水电解制氢
　　5  2  4生物质制氢
　　5  2  5太阳能制氢
　　5  2  6核能制氢
　　5  2  7等离子化学法制氢
　　5  2  8液体原料醇类制氢
　5  3氢的储存
　　5  3  1高压气态储氢
　　5  3  2液化储氢
　　5  3  3金属氢化物储氢
　　5  3  4吸附储氢
　　5  3  5有机化合物储氢
　　5  3  6其他的储氢方式
　5  4氢的利用
　　5  4  1燃料电池技术
　　5  4  2氢内燃机
　5  5氢能安全
　　5  5  1燃料电池汽车的安全
　　5  5  2加氢站的安全
　　5  6氢能应用展望
　思考题
　参考文献
第6章　新型核能
　6  1概述
　6  2原子核物理基础
　　6  2  1原子与原子核的结构与性质
　　6  2  2放射性与核的稳定性
　　6  2  3射线与物质的相互作用
　　6  2  4原子核反应
　6  3商用核电技术
　　6  3  1核能发电的基础知识
　　6  3  2商用核电站的工作原理
　　6  3  3商用核电站的安全性
　6  4核能的新纪元
　　6  4  1核裂变发电技术的选择
　　6  4  2Gen  Ⅳ的研发目标与原则
　　6  4  3选定的Gen  Ⅳ反应堆
　6  5未来的新型核能
　　6  5  1核裂变能园区
　　6  5  2加速器驱动的次临界洁净核能系统
　　6  5  3核聚变点火与约束
　　6  5  4聚变  裂变混合堆系统
　　6  5  5磁约束聚变能系统（MFE）
　　6  5  6惯性约束聚变能系统（IFE）
　思考题
　参考文献
第7章　新能源材料——基础与应用
　7  1新能源材料基础
　　7  1  1概念
　　7  1  2新能源材料的应用现状
　7  2新型储能材料
　　7  2  1储能、储能技术与应用
　　7  2  2新型相变储能材料制备基础及应用的研究进展
　7  3锂离子电池材料
　　7  3  1锂离子电池材料的应用基础
　　7  3  2锂离子电池的正极材料
　　7  3  3锂离子电池的负极材料
　7  4燃料电池材料应用基础
　　7  4  1氢气利用
　　7  4  2燃料电池技术的发展、材料技术基础与应用
　7  5太阳能电池材料基础与应用
　　7  5  1概述
　　7  5  2光伏效应与太阳能电池
　　7  5  3太阳能电池材料基础
　　7  5  4太阳能电池材料范例
　7  6其他新能源材料
　　7  6  1核能关键材料与应用
　　7  6  2镍氢电池材料基础与应用
　　7  6  3生物质能材料基础与应用
　　7  6  4风能与其材料基础
　　7  6  5地热能
　思考题
　参考文献
第8章　其他新能源
　8  1地热能
　　8  1  1地热资源及其特点
　　8  1  2地热的热利用
　　8  1  3地热发电
　8  2海洋能
　　8  2  1潮汐能及其开发利用
　　8  2  2波浪能及其开发利用
　　8  2  3海流能及其开发利用
　　8  2  4海洋温差能及其开发利用
　　8  2  5海洋盐度差能及其开发利用
　8  3可燃冰
　　8  3  1可燃冰资源及其特点
　　8  3  2国际上可燃冰的勘探和开发动态
　　8  3  3我国的相关活动和资源量估计
　　8  3  4可燃冰的开采技术现状
　思考题
　参考文献
第9章　新能源发展政策
　9  1新能源的发展障碍
　　9  1  1成本障碍
　　9  1  2技术障碍
　　9  1  3产业障碍
　　9  1  4融资障碍
　　9  1  5政策障碍
　　9  1  6体制障碍
　9  2国外促进新能源发展的政策措施
　　9  2  1国外新能源技术发展的政策经验
　　9  2  2国外的主要政策工具
　9  3我国《可再生能源法》及新能源政策
　　9  3  1《可再生能源法》的主要原则和内容
　　9  3  2与《可再生能源法》配套的政策措施
　思考题
　参考文献

 　随国家能源形势的发展，新能源已经成为当前的研究重点，也是产业发展的重点，其相关基础研究及应用探索成为了国家科技规划中的重点领域。本书以新能源科学的基础知识、新技术前沿、新能源经济与政策等方面的内容为对象，力求基础知识与应用前沿相结合，内容丰富，涉猎面广。内容涉及当前的新能源热点问题，如新能源概念，新能源技术包括太阳能、风能、氢能、生物质能、核能和新能源材料、新能源经济与政策等。
   本书适合于高等院校与新能源领域相关的研究生、大学本科高年级学生作为新能源概论方面的教材或参考书，也适合于相关的科研与管理工作者参考。