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第1章 总论 1

1.1 能量与能源及其分类 1

1.1.1 能量与能源 1

1.1.2 能源的分类 2

1.1.3 能源的开发利用 4

1.2 能源在社会可持续发展中的作用 6

1.2.1 可持续发展的概念 6

1.2.2 能源更迭与社会发展 6

1.2.3 能源与国民经济 7

1.2.4 能源与人民生活 8

1.2.5 能源与环境 8

1.3 能源形势 11

1.3.1 世界能源资源概况 11

1.3.2 世界能源消费及构成 12

1.3.3 世界性的能源问题 13

1.3.4 中国的能源资源 14

1.3.5 中国能源可持续发展的对策 16

1.3.6 新能源的概念 16

1.3.7 新能源在能源供应中的作用 17

1.3.8 新能源的未来 19

1.4 新能源的发展 21

1.4.1 太阳能 21

1.4.2 风能 22

1.4.3 生物质能 23

1.4.4 核能 23

1.4.5 地热能 24

1.4.6 海洋能 24

第2章 太阳能 27

2.1 概述 27

2.1.1 太阳与太阳辐射 27

2.1.2 太阳常数和大气对太阳辐射的衰减 28

2.1.3 太阳辐射测量 29

2.1.4 中国的太阳能资源 30

2.1.5 太阳电池的应用的主要领域 31

2.2 太阳能热利用 32

2.2.1 基本原理 32

2.2.2 平板型集热器 32

2.2.3 聚光型集热器 34

2.2.4 太阳能热利用系统 37

2.3 太阳能光伏发电 40

2.3.1 太阳光伏基本原理 40

2.3.2 太阳电池的制造和测定方法 42

2.3.3 太阳电池光伏发电系统 43

2.4 太阳能其他应用 67

2.4.1 太阳池 67

2.4.2 海水淡化 67

第3章 生物质能源 69

3.1 概述 69

3.1.1 生物质 69

3.1.2 生物质能 69

3.1.3 生物质的组成与结构 69

3.1.4 生物质转化利用技术 70

3.2 生物质燃烧 71

3.2.1 生物质燃烧及特点 71

3.2.2 生物质燃烧原理 71

3.2.3 生物质燃烧技术 72

3.2.4 生物质燃烧直接热发电 73

3.2.5 生物质与煤的混合燃烧 73

3.3 生物质气化 74

3.3.1 生物质气化及其特点 74

3.3.2 生物质气化原理 74

3.3.3 生物质气化工艺 75

3.3.4 生物质气化发电技术 75

3.4 生物质热解技术 76

3.4.1 生物质热解及其特点 76

3.4.2 生物质热解原理 76

3.4.3 生物质热解工艺 77

3.4.4 生物质热解产物及应用 77

3.5 生物质直接液化 78

3.5.1 生物质直接液化及其特点 78

3.5.2 生物质直接液化工艺 78

3.5.3 生物质直接液化产物及应用 78

3.6 生物燃料乙醇 79

3.6.1 生物燃料乙醇的特点 79

3.6.2 淀粉质原料制备生物燃料乙醇 79

3.6.3 乙醇发酵工艺 79

3.6.4 纤维质原料制备生物燃料乙醇 80

3.6.5 生物燃料乙醇的作用 82

3.7 生物柴油 82

3.7.1 生物柴油及其特点 82

3.7.2 化学法转酯化制备生物柴油 82

3.7.3 生物酶催化法生产生物柴油 83

3.7.4 超临界法制备生物柴油 83

3.7.5 生物柴油的应用 84

3.8 沼气技术 85

3.8.1 沼气的成分与性质 85

3.8.2 沼气发酵微生物学原理 85

3.8.3 沼气的发酵过程 86

3.8.4 沼气发酵的特点 87

3.8.5 沼气发酵工艺 87

3.8.6 沼气的功能和效应 87

3.8.7 大中型沼气工程 88

3.8.8 沼气的用途 93

3.9 生物质能开发利用前景 93

3.9.1 生物质能在能源系统中的地位 93

3.9.2 生物质能开发利用前景 94

3.9.3 我国发展和利用生物质能源的意义 94

第4章 风能 95

4.1 概述 95

4.2 风能资源 95

4.2.1 风能资源分布的一般规律 95

4.2.2 风能资源的表征 99

4.2.3 中国风能资源 100

4.3 风能利用原理 102

4.3.1 风力机简介 102

4.3.2 风力机工作原理 103

4.4 风力发电 107

4.4.1 风力发电机组及工作原理 107

4.4.2 离网风力发电 110

4.4.3 并网风力发电 110

4.5 风力提水 111

4.5.1 风力提水的现状 111

4.5.2 发展风力提水业的前景 112

4.5.3 风力提水存在的问题 113

4.6 风电发展战略建议 113

第5章 氢能 115

5.1 概述 115

5.2 氢的制取 116

5.2.1 天然气制氢 116

5.2.2 水电解制氢 117

5.2.3 生物质制氢 117

5.2.4 太阳能制氢 118

5.2.5 核能制氢 119

5.2.6 等离子化学法制氢 120

5.3 氢的储存 120

5.3.1 高压气态储氢 120

5.3.2 低温液态储氢 120

5.3.3 金属氢化物储氢 121

5.3.4 碳质材料储氢 122

5.3.5 有机化合物储氢 122

5.3.6 其他的储氢方式 123

5.4 氢的利用 123

5.4.1 燃料电池技术 123

5.4.2 氢内燃机 133

5.5 氢能的安全 133

5.6 氢能应用展望 133

第6章 新型核能 135

6.1 概述 135

6.2 原子核物理基础 136

6.2.1 原子与原子核的结构与性质 136

6.2.2 放射性与核的稳定性 137

6.2.3 射线与物质的相互作用 140

6.2.4 原子核反应 142

6.3 商用核电技术 143

6.3.1 核能发电的基础知识 144

6.3.2 商用核电站的工作原理 149

6.3.3 商用核电站的安全性 151

6.4 核能的新纪元 152

6.4.1 核裂变发电的选择 152

6.4.2 Gen-Ⅳ的研发目标与原则 154

6.4.3 选定的Gen-Ⅳ反应堆 154

6.5 未来的新型核能 158

6.5.1 核裂变能园区 158

6.5.2 加速器驱动的次临界洁净核能系统 159

6.5.3 核聚变点火与约束 160

6.5.4 聚变—裂变混合堆系统 160

6.5.5 磁约束聚变能系统 161

6.5.6 惯性约束聚变能系统（IFE） 162

第7章 新能源材料 163

7.1 绪论 163

7.2 新能源材料 164

7.2.1 太阳能电池材料 164

7.2.2 生物质能材料 165

7.2.3 核能关键材料 165

7.2.4 镍氢电池材料 166

7.2.5 其他新能源材料 167

7.3 燃料电池材料 167

7.4 新型储能材料 168

7.4.1 概论 168

7.4.2 热能储存技术 169

7.4.3 相变储能材料 169

第8章 其他新能源 171

8.1 地热能 171

8.1.1 地热资源及其特点 171

8.1.2 地热的热利用 172

8.1.3 地热发电 173

8.2 海洋能 175

8.2.1 潮汐能及其开发利用 176

8.2.2 波浪能及其开发利用 178

8.2.3 海流能及其开发利用 179

8.2.4 海洋温差能及其开发利用 180

8.2.5 海洋盐度差能及其开发利用 182

8.3 可燃冰 183

8.3.1 可燃冰资源及其特点 183

8.3.2 国际上可燃冰的勘探和开发动态 184

8.3.3 中国的相关活动和资源量估计 185

8.3.4 可燃冰的开采技术现状 185

第9章 新能源发展政策 187

9.1 新能源的发展障碍 187

9.1.1 成本障碍 187

9.1.2 技术障碍 191

9.1.3 产业障碍 191

9.1.4 融资障碍 192

9.1.5 政策障碍 192

9.1.6 体制障碍 192

9.2 国外促进新能源发展的政策措施 193

9.2.1 国外新能源技术发展的政策经验 193

9.2.2 国外的主要政策工具 194

9.3 与《可再生能源法》配套的政策措施 204

9.4 中国的可持续发展战略 204

9.5 中国的能源发展问题 205