碳循环
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江苏无锡
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作者常毅军 著 无 译
出版社中国经济出版社
ISBN9787513676922
出版时间2023-07
装帧平装
开本16开
定价398元
货号1203366573
上书时间2024-10-23
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目录
第一章 CO2、生物质与地球环境 1
第一节 CO2浓度与植物的发展 2
一、原核生物的光合作用与氧气的产生2
二、海洋生物发展阶段的地球环境3
三、陆地植物繁衍阶段的CO2含量5
四、CO2含量的波动降低与聚煤作用的逐渐减弱7
第二节 地球植物与气候的关系 9
一、生物质产生量、保有量与碳循环9
二、温室效应与地球生态11
三、太阳活动对地球生态环境的影响14
四、植物在平抑太阳能波动方面的作用17
第三节 从太原石炭二叠纪地质剖面看地球的气候周期 18
一、石炭纪陆地生物大爆发20
二、石炭纪森林崩溃21
三、二叠纪冰河期22
四、二叠纪生物大灭绝23
五、二叠纪末期与三叠纪早期的赤地千里24
第四节 从地球历史的角度看今天的气候变化 26
一、人类在地球环境大循环中的阶段分析26
二、第四纪黄土的形成与后冰川时代28
三、地球气候正进入温暖期31
四、变暖、变湿、CO2上升——一个新的环境正在形成32
第二章 只要太阳依然存在，地球能源永不枯竭 36
第一节 太阳与地球的太阳能 37
一、太阳质量与核反应能量37
二、太阳的年龄与寿命40
三、进入地球的太阳能量与分布41
四、进入地球的太阳能的储存与保留状况45
第二节 化石能源是地球历史上太阳能的储备 46
一、所有的化石能源均来源于光合作用46
二、生物发展过程伴随着化石燃料形成过程48
三、不同的生物环境形成了不同的化石能源品种49
四、生物掩埋过程与化石能源的形成53
第三节 可再生能源是太阳和太阳能作用的结果 56
一、关于地球能源的分类与评价56
二、风能与大气环流57
三、水能与水循环59
四、浅层地热能61
五、潮汐能62
六、光伏能与生物质能64
第四节 光合作用是收集、储存太阳能的最佳途径 64
一、生物能源发电与太阳能发电的比较65
二、生物能源发电与风能发电的比较68
三、生物能与水能的比较70
四、生物能生产与化石能源再开采的经济比较71
第三章 快速发展中的生物能源产业 77
第一节 快速发展中的能源农业 78
一、农业与生物质能源的概念78
二、生产燃料乙醇的能源植物79
三、生产燃料油的能源植物81
四、生产燃料的能源植物82
五、沼气与生物天然气能源植物83
六、水生藻类生物质能源84
第二节 再生速度大于开采速度——瑞典的林业生物质能源 85
一、森林资源在利用中才能得到保护和增长86
二、产业发展历程87
三、以颗粒燃料作为突破口88
第三节 生物燃料大于化石燃料——巴西生物燃料油的发展 90
一、巴西甘蔗乙醇的推广90
二、乙醇生产成本92
三、乙醇消费和出口93
四、巴西生物质能源的展望94
第四节 可再生的“天然气”——快速发展的德国沼气工业 96
一、德国沼气产业快速发展97
二、德国沼气工程的特色99
三、专用能源作物产沼气的潜力101
四、德国康德生物能源有限公司沼气工程103
第五节 混合发电—美国生物质发电的研究与推广 105
一、生物质发电的应用规模与现状105
二、生物质与煤混合燃烧的应用推广107
三、美国生物质发电技术和主要发电厂108
第六节 生物能源种植园 110
一、以色列沙漠种植园110
二、日本生物原料工业园的建设成果112
三、“石油植物”种植园114
第四章 生物技术的突破与绿色能源主导未来 120
第一节 基因工程技术发展与光合作用效率的提高 121
一、通过改变C3与C4植物的基因来提高光合作用效率122
二、通过延缓叶片衰老来提高光合作用效率126
三、通过提高氮同化效率提高光合作用效率127
四、通过修饰植株株型提高光合作用效率128
五、通过提高水分利用率提高光合作用效率129
第二节 转基因生物质能源原料的改良与发展 130
一、对淀粉和糖类作物的改良130
二、对纤维素类植物的改良132
三、对油脂类能源植物的改良134
四、对藻类能源植物的改良137
第三节 各国生物技术的投资与研发 139
一、美国140
二、德国142
三、日本144
四、中国146
第四节 当绿色能源主导人类能源需求时 150
一、生物能源替代化石能源的必然性150
二、光合速率与最佳CO2含量152
三、满足人类能量消耗的生物质再生能力评估155
四、绿色地球与人类生存环境的根本改善161
第五章 化石能源与生物能源的协调与平衡 164
第一节 化石能源是生物能源发展的必要支持 165
一、人类的生存与发展必须以化石能源作为过渡165
二、生物能源成为主导能源尚需一个发展过程170
第二节 化石能源可满足人类能源过渡期的充分使用 178
一、各种化石能源的探明储量179
二、煤炭将是可持续发挥作用的化石能源184
第三节 化石能源可应用规模与清洁技术的推广 186
一、化石能源规模化应用尚有空间与时间186
二、化石能源应用的最大阻碍是污染问题187
三、化石能源清洁应用技术的发展190
第四节 煤炭的未来——快速进步的焦化工业 193
一、燃料与发电时代结束，煤炭将进入辅助能源和原料时代193
二、煤的研究不断深入，焦化用煤已扩展到褐煤外的所有煤种195
三、焦化产品的多样化202
四、焦化行业产业链发展的新趋势204
五、沙漠明珠——致力于改变沙漠生态的现代化焦化工业207
第五节 岩石圈、生物圈和大气圈的碳平衡 214
一、岩石圈、生物圈、大气圈的碳总量及循环模式214
二、必须在地球碳循环过程中找到一个新的平衡点219
三、重视化石能源的清洁使用，赢得绿色能源发展的时间与空间222
四、人类有能力调控碳平衡并不断优化生存环境223
第六章 生物质产业革命与新生态 226
第一节 生物能源产业革命的临界点 227
一、前两次能源产业革命的遗产227
二、危机已经渡过228
三、碳排放——人与自然达成共识229
四、碳汇与生物能——全面推动第三次能源产业革命230
第二节 水利与灌溉工程将成为最大的基础产业 231
一、重新定义水利与灌溉工程231
二、水利工程获得巨大的经济性232
三、节水灌溉技术对水资源应用效率与经济性的影响233
四、水利与灌溉工程将成为最大的基础产业237
第三节 农业革命与社会财富的再分配 240
一、生物能源产业推动下的生物农业240
二、现有草原、森林的升级换代244
三、向沙漠进军246
四、重新回归第一大经济产业249
第四节 生物能源支持下的新型工业体系 253
一、生物制氢254
二、燃料乙醇254
三、生物柴油254
四、沼气255
五、生物发电255
六、生物质化工256
七、生物质新型工业体系的建立256
第五节 生物质产业革命推动下的新生态 257
一、化石能源及其工业体系的衰败257
二、生物能源的崛起与第三次能源产业革命的水到渠成263
三、可持续发展的地球美好家园268
内容摘要
迄今为止，人类工业化发展的过程，也就是通过集中氧化（燃烧）地下的化石能源获取其中储备的太阳能后，重新将CO₂返还到大气碳循环系统中的过程，在这一过程中，不仅创造出了伟大的现代工业文明成果，造就了我们今天的生活模式，而且为地球生物质的再次繁荣与全面实现能源的可持续发展创造了重要的物质基础——碳。 本书从地质学、古生物学、古气候学等多个领域探索了大气中CO₂与植被互为消长的规律及其所产生的聚煤期与贫煤期的周期性；从光合作用机理、基因工程学的角度出发，研究了未来大气CO₂浓度快速增加的情况下，生物增长的速度、规模满足人类能源发展所需的可能性与可行性；从能源农业、生物质能源应用技术、物质能源在不同条件下的经济性等角度，展望了生物质能源最终全面替代化石能源的机遇、方法、趋势。
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