绿色能源(第二版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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绿色能源泛指对生态环境低污染或无污染的能源，而人类可开发和利用的绿色能源有风能、太阳能、热核能和氢能源等。面对石油即将枯竭的年代，如何利用这些绿色能源来取代石油已经是件非常迫切的课题。 本书将介绍太阳光电、风力发电、生物能源，特别针对绿色能源之一的氢能源作详尽介绍，特别是以氢能源所作的燃料电池发展的相当亮眼，不仅可以小到取代一般电池，甚至可以大到作为发电站和发电厂，将来势必成为支配人类生活的重要动力来源。本书跳脱传统死板的解说方式，以全彩印刷加上图文并茂的活泼版面，向大家说明使用氢能源的好处，以及期许大家共同打造一个低污染又取之不尽的绿色能源世界。本书适用于私立大学、科大电机、环工、机械系「绿色能源」之课程。

本书特色

　　1.本书能帮助读者了解太阳光电、风力发电、生物能源等绿色能源的发展现况。

　　2.氢能源为清洁又丰富的新能源，为了使大家对于氢能源有更深的了解，全书特别针对氢能源的基本性质到实质运作做全盘的解说。

　　3.本书打破一般传统书籍的死板印象，以全彩印刷、图文并茂的方式说明，期许大家同打造出一个低污染的绿色家园。

《跨越地平线：未来能源格局的重塑与实践》 导言：能源转型的时代脉动 人类文明的每一次飞跃都与能源的获取和利用方式息息相关。从火的发现到化石燃料的广泛应用，能源驱动了工业革命的浪潮，塑造了现代社会的物质基础。然而，随着全球气候变化的警钟日益急促，以及对资源可持续性的深刻反思，我们正站在一个能源范式的根本性变革的十字路口。当前的能源体系，建立在有限且高碳排放的基础之上，已无法支撑人类长远的福祉与地球生态的平衡。《跨越地平线》正是在这样的历史背景下应运而生，它并非简单地罗列现有技术，而是深入剖析驱动全球能源结构转型的宏大叙事、复杂挑战与实践路径。 本书旨在为读者构建一个关于未来能源世界的全景式认知框架，超越了对单一技术路线的偏爱，聚焦于系统性、集成化和智能化解决方案的构建。我们相信，能源的未来不是某一种“灵丹妙药”，而是多维技术、政策创新、市场机制与社会接受度相互作用的复杂生态系统。 第一部分：地缘政治与能源安全的再定义 能源从来不仅仅是物理学或工程学的问题，它更是地缘政治博弈的核心筹码。本部分将对当前全球能源供应链的脆弱性进行深入剖析。 1.1 传统能源的“囚徒困境” 我们首先审视了石油、天然气和煤炭这三大传统能源支柱的未来走向。这不仅仅关乎储量衰减的速度，更重要的是其在国际关系中的政治溢价与环境成本。探讨了关键产油区的政治不稳定如何直接影响全球能源价格和供应安全，以及主要消费国为降低这种依赖性所采取的战略性储备与外交努力。同时，对“碳边境调节机制”（CBAM）等新型贸易壁垒的出现，及其对高碳产业全球布局的冲击进行了详细解读。 1.2 能源主权的碎片化与重构 随着分布式能源（如屋顶光伏、社区风电）的兴起，能源的生产和消费权力正在从少数大型国有企业和跨国巨头向地方政府、社区乃至个人分散。本章探讨了这种权力下放对国家能源安全战略的深远影响。如何平衡集中式电网的可靠性与分布式系统的灵活性？分布式能源在遭遇自然灾害或网络攻击时的韧性如何评估与提升？本书提出了“网络化弹性”的概念，用以量化和优化未来能源系统的安全边界。 1.3 关键矿产的“新石油战争” 锂、钴、镍、稀土元素——这些支撑新能源技术（电池、永磁体）的关键矿产已成为新的战略制高点。本书详尽分析了全球关键矿产的供应链集中度风险，特别是对少数国家在精炼和加工环节的过度依赖。我们不仅关注了采矿的技术挑战与环境伦理，更深入探讨了循环经济在减少对初级矿物需求方面的潜力，以及国际社会在建立“负责任的矿产采购标准”方面所做的努力。 第二部分：技术融合与基础设施的智能化升级 能源系统的未来，高度依赖于信息技术与物理基础设施的深度融合。本部分关注技术突破如何重塑电力、交通和工业部门的运营模式。 2.1 电网的“神经系统”：数字化与双向流动 现代电网正从单向输送的“管道”转变为双向、多节点的“智能网络”。本书详细介绍了先进计量基础设施（AMI）、配电自动化系统（DA）和边缘计算在电网中的应用。重点讨论了同步相量测量单元（PMU）如何提供实时、高精度的电网健康数据，以及利用人工智能算法进行需求侧响应（DSM）和预测性维护的案例研究。挑战在于如何确保海量数据传输的安全性和隐私性，以及如何为快速变化的分布式资源提供清晰的并网标准和激励机制。 2.2 储能技术的“多面手”角色 储能是实现可再生能源大规模并网的关键。本书对当前主流储能技术进行了跨尺度的比较分析： 电化学储能（电池）： 侧重于改进固态电池、钠离子电池等下一代化学体系的能量密度、循环寿命与成本控制，并分析了大型电站级储能系统的优化调度策略。 机械与热储能： 深入探讨了压缩空气储能（CAES）和重力储能系统在区域性、长时间尺度调峰中的独特优势，以及利用工业余热进行热能储存（TES）的潜力。 氢能的“连接器”功能： 将氢视为一个跨越电力、工业、交通的综合性载体，重点评估了绿氢（通过可再生能源电解）的成本下降路径，以及在重工业（如钢铁、化工）脱碳中的不可替代性。 2.3 深度脱碳：工业与建筑的变革 电力化是脱碳的主旋律，但对于难以直接电气化的部门（如航空、航运、高温工业），我们必须转向合成燃料、生物能源与碳捕集利用与封存（CCUS）。本部分详细审视了直接空气捕集（DAC）的能耗壁垒与规模化潜力，并探讨了可持续航空燃料（SAF）的生命周期评估标准与供应链构建的紧迫性。 第三部分：市场设计、政策工具与社会接受度 技术进步需要与之匹配的市场机制和政策框架来引导和加速其落地。社会对能源转型的参与和支持程度，决定了转型的速度与公平性。 3.1 激励机制的精细化设计 本书批判性地评估了不同政策工具的有效性：碳税、排放交易体系（ETS）、可再生能源配额制（RPS）等。重点分析了如何设计更具前瞻性的市场规则，以激励对长期、高风险技术的投资，例如建立“容量市场”以确保电网的可靠性，而非仅仅基于发电量进行补贴。讨论了如何通过“负碳激励”来加速CCUS和生物能源的部署。 3.2 能源转型的公平性与包容性 能源转型不应加剧社会不平等。本章聚焦于“公正转型”（Just Transition）的理念实践。如何为依赖化石燃料产业的社区提供新的经济增长点？如何确保低收入家庭不会因能源价格上涨而承受过重负担（能源贫困问题）？书中提出了一系列社区参与式的规划模型和收入再分配机制，确保能源变革的成果惠及全体社会成员。 3.3 行为科学在能源效率中的作用 最终的能源节约往往发生在终端用户侧。本书超越了传统的建筑能效标准讨论，深入探讨了行为经济学在提升公众能源意识和改变日常能源使用习惯中的应用。通过用户界面设计、实时反馈机制和同侪压力等心理学工具，如何实现“无感式”的能效提升。 结语：通往韧性未来的路线图 《跨越地平线》的结论是明确的：能源的未来是一场持续的、动态的进化过程，而非一次性的技术革命。成功跨越当前的转型鸿沟，需要政策制定者、技术创新者、投资者和每一位公民的共同投入。本书提供的分析框架和实践案例，旨在成为引导读者理解和塑造这个宏大变革的指南针，确保我们不仅实现能源的“清洁化”，更实现能源系统的“韧性化”与“公平化”。只有这样，我们才能真正跨越地平线，抵达一个可持续繁荣的未来。

第一章　太阳光电
1-1 太阳能的历史
1-2 太阳光是如何产生电力？
1-3 太阳能电池的材料
1-4 如何计算太阳能电池效率？
1-5 技术成熟的硅基太阳能电池
1-6 高光利用率的化合物薄膜太阳能电池
1-7 高效率的聚光型太阳能电池
1-8 源自光合作用的染料敏化太阳能电池
1-9 独立型太阳光电系统
1-10 併网型太阳光电系统
1-11 混合型太阳光电系统
1-12 太阳光可以直接产氢？

第二章　风力发电
2-1 风从那里来？
2-2 风能利用的演进-风力篇
2-3 风能利用的演进-风电篇
2-4 风力如何变电力？
2-5 能够从风中抽取多少电力？
2-6 风力发电机的构造
2-7 风车叶片要几片才够力？
2-8 风机大小与发电量有何关连？
2-9 风车如何旋转？
2-10 风车有那些种类？
2-11 水平轴风车的种类
2-12 常见的垂直轴风车
2-13 从陆地到海上，离岸风电将成主流！
2-14 风机的电力如何计算？
2-15 风力发电有那些的缺点？
2-16 风车噪音有多大？
2-17 如何用风力来驱动车子？

第三章　生物能源
3-1 什么是生物质能源？
3-2 常见的生物燃料有那些？
3-3 生物燃料是如何生产？
3-4 生物燃料有什么缺点？　
3-5 酒精与汽油谁拿的能量多？
3-6 如何制作生物柴油？
3-7 巴西用甘蔗酒精取代汽油
3-8 如何将纤维素制作成酒精？
3-9 沼气是如何形成的？
3-10 如何制造生物合成气？
3-11 绿藻如何产生生物氢气？
3-12 如何化污水为生物氢气？
3-13 多用途的藻类生物燃料

第四章　氢能
4-1 氢有什么能量魅力？
4-2 氢气有何功能？
4-3 氢容易爆炸，太危险？
4-4 氢气是否比汽油贵？
4-5 生产氢气消耗能量高，效率低？
4-6 氢从那里来？
4-7 如何将天然气改质成氢气？
4-8 高储氢率的奈米碳管技术
4-9 700大气压的高压储氢槽
4-10 低压储氢技术的金属氢化物
4-11 加氢站之建构
4-12 氢气输送网路之建构
4-13 迈入氢能社会的制氢技术如何演进？
4-14 氢是取之不尽的绿色能源
4-15 氢是终极能源货币
4-16 用氢循环取代碳循环
4-17 氢能家庭的温室气体减量大作战
4-18 进入氢能社会可带来什么好处？
4-19 氢能社会传统能源产业的机会与挑战
4-20 打造一个再生氢能输出国
4-21 打造一个绿色氢能家园

第五章　燃料电池-绿色发电机
5-1 神奇发电机的诞生
5-2 沉寂百年两度崛起
5-3 燃料电池是水电解的逆反应
5-4 燃料电池和电池有什么差异？
5-5 燃料电池和火力发电厂有什么不同？
5-6 早期的燃料电池研究
5-7 培根燃料电池首度取得发明专利
5-8 双子星计画的质子交换膜燃料电池
5-9 阿波罗太空船的硷性燃料电池
5-10 从天上掉到人间的燃料电池
5-11 多样化的燃料电池 .
5-12 燃料电池是用什么材料作成的？
5-13 质子交换膜燃料电池的构造
5-14 质子交换膜的导电原理
5-15 陶瓷结构的固态氧化物燃料电池
5-16 二氧化碳当燃料的熔融碳酸盐燃料电池
5-17 高效率的复循环燃料电池系统
5-18 燃料电池发的电是直流电？还是交流电?
5-19 燃料电池发电机有那些次系统？
5-20 污水处理场的燃料电池
5-21 用厨余的发电燃料电池
5-22 制作杀菌剂的燃料电池
5-23 救灾用的燃料电池
5-24 饭店使用的燃料电池热电共生系统
5-25 家庭用燃料电池热电共生系统
5-26 家用共生型燃料电池的运转策略
5-27 高品质电力的燃料电池不断电系统
5-28 冷热饮自动贩卖机的燃料电池
5-29 延长手机通话时间的燃料电池
5-30 氢能家庭必备的家庭能源站
5-31 一部强大的移动式发电机

第六章　终极环保车
6-1 从马车到氢车
6-2 燃料电池车还要多久商业化？
6-3 燃料电池车有何特征？
6-4 燃料电池车与电池电动车有何不同？
6-5 燃料电池车与汽车的燃料来源有何不同？
6-6 燃料电池车与汽车的燃料来源有何不同？
6-7 燃料电池车与汽车的效率有何不同？
6-8 燃料电池车可以使用何种燃料？
6-9 燃料电池车可以加汽油吗？
6-10 燃料电池车可以使用甲醇吗？
6-11 甲醇一定要改质吗？
6-12 什么是燃料电池车的最佳燃料？
6-13 一公克氢气可以跑几公里？
6-14 燃料电池车就是混合动力车？
6-15 燃料电池车的架构
6-16 通用汽车的线控氢车新概念
6-17 梅赛德宾士的NECAR系列
6-18 迈向终极环保车的丰田FCV
6-19 急起直追的本田FCV
6-20 台湾领先的燃料电池机车
6-21 燃料电池车该长什么样子？
6-22 700大气压高压储氢罐太危险？
6-23 燃料电池车的路上还有那些障碍？
6-24 燃料电池车商业化的推力有哪些?

评分☆☆☆☆☆

我是在朋友的强烈推荐下开始阅读这本书的，而它也确实没有让我失望。这本书的结构非常清晰，逻辑性极强。作者似乎早就预料到了读者可能会有的疑问，并一一在书中进行了详细的解答。从能源的基本概念入手，循序渐进地深入到各种绿色能源的技术细节，再到政策法规、市场经济、国际合作等多个维度进行全方位的探讨，整个阅读过程就像是在接受一次系统而深入的绿色能源知识培训。我尤其喜欢书中对于一些前沿技术（比如储能技术、智能电网等）的介绍，这些内容虽然专业性较强，但作者的讲解却深入浅出，让我这个非专业人士也能大致理解其精髓。而且，书中还会时不时地穿插一些行业内的最新动态和专家观点，这使得本书的内容始终保持着前沿性和时效性，非常宝贵。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书后，我立刻就被它深厚的内容底蕴所折服。作者在序言中提到，这本书是基于多年的研究和实践经验凝练而成，这一点从书中随处可见的严谨分析和数据支持就能看出来。他并没有仅仅停留在理论层面，而是深入探讨了各种绿色能源技术的发展现状、面临的挑战以及未来的发展趋势，并结合了全球范围内的实际案例，比如某个国家如何成功推广太阳能，或者某个地区如何利用风能解决能源短缺问题。这些案例分析让我对绿色能源的实际应用有了更直观的认识，也让我看到了解决全球能源危机的希望。书中对于不同能源类型（如太阳能、风能、水能、地热能、生物质能等）的介绍，详略得当，既有基础原理的讲解，也有最新的技术进展的介绍，非常全面。我特别欣赏作者在分析问题时那种客观、公正的态度，他不会夸大某种能源的优势，也不会回避其存在的局限性，而是力求为读者呈现一个真实、完整、客观的绿色能源图景。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我感觉自己像是经历了一场知识的洗礼，也像是看到了一个更加光明的未来。它不仅仅是一本关于绿色能源的专业书籍，更是一本关于如何构建可持续发展的社会、如何实现人与自然和谐共生的指南。作者在书中展现出的那种对未来的洞察力和前瞻性，让我由衷地感到钦佩。他不仅分析了当下绿色能源发展的瓶颈，更描绘了未来可能出现的多种解决方案，并鼓励读者积极参与到这场能源革命中来。这本书让我从一个旁观者变成了一个更加积极的参与者，它激发了我学习更多相关知识的热情，也让我愿意去支持和推广绿色能源的应用。我会在接下来的生活中，更加关注与绿色能源相关的政策和技术发展，并尝试在力所能及的范围内做出自己的贡献。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常独特，它不是那种高高在上的学术论述，也不是流于表面的科普读物，而是一种介于两者之间的、充满人文关怀和思想深度的表达方式。作者在阐述复杂的技术原理时，往往会穿插一些引人深思的哲学思考，或者用生动的比喻来解释抽象的概念。我印象特别深刻的是，在谈论能源转型对社会经济的影响时，作者并没有仅仅关注经济效益，而是花了大篇幅去探讨它对社会公平、环境保护以及人类文明发展所带来的深远意义。这种宏观的视角让我感到震撼，也让我更加深刻地认识到绿色能源不仅仅是一种技术，更是一种生活方式的变革，一种对地球负责任的态度。他提出的许多观点都极具启发性，让我对未来能源的发展方向有了新的思考，也促使我开始重新审视自己作为个体在这一宏大变革中的角色和责任。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简直太吸引人了！那种深邃的绿色，配合着简洁明亮的字体，一下子就点出了“绿色能源”的主题，让人感觉非常清新、有活力。我个人对环保和可持续发展一直非常关注，所以看到这本书的封面，内心就有一种莫名的亲切感和期待。它不是那种冷冰冰的学术书籍，反而透露着一种对未来的乐观和对地球的关怀。翻开书页，纸张的质感也很好，闻起来有淡淡的油墨香，读起来是一种享受。我尤其喜欢它在排版上的用心，虽然内容可能涉及很多专业知识，但整体布局清晰，章节划分合理，大量的图表和插画穿插其中，让原本可能枯燥的概念变得生动易懂。我之前也看过一些关于新能源的书，但很多要么过于技术化，要么过于泛泛而谈，这本书给我的感觉是既有深度又不失可读性，相信它能带领我更深入地理解绿色能源的魅力。