能源大过渡的理论与方法：走近氢经济 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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「能源过渡的理论与方法----走近氢经济」是一本理论与方法，情景与现实互映生辉的有趣读物，既是科学普及的书，也是专业技术的书。能源过渡在美国未来学家杰里米里夫金的命题里叫产业革命。本书将有关能源结构演化的脉络展现在书内，内容包括：廉价石油经济的结束、能源结构大过渡、能源地图、氢经济网络、氢氧机企业及布朗气的应用。

　　本书对于能源产业或非能源产业的读者皆适宜。不论是校园、技术园区里的读者们都是很好的阅读教材，更是从事能源政策研究和制定能源政策者的优质参考书借。

　　本书特别介绍S曲线的预测方法，利用大量的案列说明它的技巧，趣味横生。读者均可运用到自己的领域，解决自己的问题。

好的，这是一份关于一本名为《能源大过渡的理论与方法：走近氢经济》的图书简介，但内容将避开该书原有的主题，聚焦于其他能源或技术领域，并力求详实、自然。 --- 《新能源革命：下一代能源系统的构建与实践》图书简介 核心主题： 本书聚焦于全球能源格局的深刻变革，深入探讨以可再生能源为主导的新型电力系统、能源储存技术的前沿进展，以及智慧能源基础设施的建设与管理。它旨在为理解和推动能源系统的可持续转型提供理论框架和实践指南。 --- 第一部分：可再生能源的集成与优化 随着气候变化压力与化石燃料储量限制的日益凸显，全球能源结构正经历一场前所未有的重塑。本书的开篇部分，着重剖析了当前几种主流可再生能源——太阳能光伏（PV）、陆地与海上风能、地热能及生物质能——在技术成熟度、经济性及环境影响方面的最新发展态势。 光伏技术的演进与挑战： 我们详细审视了晶硅电池效率的瓶颈突破，例如钙钛娃（Perovskite）太阳能电池的研究进展及其产业化面临的稳定性难题。同时，重点分析了大型地面电站与分布式光伏系统的不同商业模式、土地利用效率以及逆变器技术（尤其是智能逆变器）在电网稳定中所扮演的关键角色。书中不仅阐述了如何通过优化组件布局和清洗维护策略来最大化发电量，还深入探讨了“光伏+”跨界应用，如光伏建筑一体化（BIPV）和农光互补系统的工程设计规范。 风能领域的拓展现状： 风能作为世界范围内增长最快的可再生能源之一，其发展已进入深水区。本书对大型直驱式海上风电机组的设计原理、安装技术（尤其是深水浮式基础技术）进行了详尽的描述。我们分析了风场选址的气候学模型，以及如何通过气象预报的精确性来提升风电场的出力预测精度。针对风电并网带来的波动性问题，书中专门辟章讨论了先进的功率预测算法和储能技术在平抑风电不确定性中的耦合应用。 电网层面的集成： 可再生能源的间歇性和分散性，对传统中心化的电力系统构成了严峻挑战。本书深入探讨了“高渗透率可再生能源电网”的运行机理。这包括： 1. 先进同步解耦技术： 如何在没有惯性支撑的情况下，利用电力电子设备模拟惯量，维持电网的频率稳定。 2. 直流输电网络（HVDC）的应用： 阐述了特高压直流输电在远距离、大容量、低损耗输送清洁能源时的技术优势与控制策略。 3. 配电网的柔性化管理： 探讨了主动配电网（Active Distribution Networks）的构建，以及如何利用分布式能源（DERs）实现源随荷动、荷随源动的精细化电压和功率控制。 --- 第二部分：下一代能源储存技术与智能系统 能源储存是实现能源系统净零排放目标的核心基石。本书用近半篇幅专门用于分析现有及新兴的储能技术，并将其与信息技术相结合，构建面向未来的智能能源生态系统。 长时、大容量储能系统的突破： 虽然锂离子电池在短时调频和消费电子领域占据主导，但对于数日甚至数周尺度的季节性储能需求，必须探索其他路径。书中详细介绍了： 液流电池（Flow Batteries）： 对钒液流、锌溴液流电池的电化学性能、能量密度、循环寿命及规模化成本进行了细致的对比分析。 压缩空气储能（CAES）与重力储能： 分析了其在特定地理条件下的可行性，特别是先进绝热压缩空气储能（A-CAES）如何提高能量效率。 热能储存（TES）： 探讨了熔盐、固体蓄热材料在工业余热回收和集中式太阳能热发电（CSP）中的应用，以及它们向电能转化的效率瓶颈。 储能系统集成与商业化： 技术本身不足以驱动变革，高效的系统集成和商业模式创新至关重要。本书提供了储能项目全生命周期的管理框架，包括： 1. 系统集成优化： 如何根据电网需求（峰谷套利、容量市场、辅助服务）来优化电池储能系统（BESS）的充放电策略。 2. 安全与退役管理： 针对大规模电池储能面临的热失控风险、防火安全规范以及梯次利用（Second Life Applications）的评估方法。 能源互联网与数字化转型： 未来的能源系统将是高度网络化、智能化和双向交互的。本书阐述了能源互联网（Energy Internet）的架构，重点关注以下前沿领域： 需求侧响应（Demand Response, DR）： 如何利用先进的计量基础设施（AMI）和物联网（IoT）技术，激励用户调整用电行为，将终端用户转变为电网的柔性资源。 分布式能源管理系统（DERMS）： 讨论了利用云计算和边缘计算技术，对数百万计的分布式电源和负荷进行实时协调和优化调度的复杂性。 网络安全与韧性： 鉴于能源系统对网络的深度依赖，书中对针对SCADA系统和智能电表的网络攻击模式进行了深入剖析，并提出了构建高韧性能源基础设施的防御策略。 --- 第三部分：政策、经济与跨部门协同 能源转型不仅是技术问题，更是深刻的经济结构调整和社会治理挑战。 能源经济学模型重构： 本书构建了适应零碳情景的宏观经济模型，用以评估可再生能源投资的边际成本和社会回报。我们分析了碳定价机制（如碳税与碳交易体系）对能源投资决策的引导作用，并对比了不同国家在补贴退坡和市场化改革中的经验教训。书中特别关注了“能源贫困”与“公正转型”的议题，确保能源结构调整过程中的社会公平性。 跨部门耦合与系统协同： 电力部门的清洁化必须与交通、供暖和工业部门的脱碳努力相结合。本书深入探讨了部门耦合（Sector Coupling）的战略： 电转热/电转气： 探讨电力驱动的热泵技术在建筑供暖中的规模化潜力，以及如何利用剩余的清洁电力生产合成燃料（如合成天然气或甲醇）用于重工业和航空运输。 绿色制氢的基础设施： 在不直接讨论氢经济的特定应用的前提下，本书详细分析了电解水制氢的成本构成、电解槽的类型选择（PEM, SOEC）以及大规模制氢所需配套的电力基础设施的升级需求。 监管框架与国际合作： 最后，本书审视了全球主要经济体在推动能源转型过程中所采用的监管工具箱。从特许经营权的调整到电网接入标准的修订，旨在提供一个全面的视角，理解政策如何加速或阻碍技术创新和大规模部署。 本书适合于能源行业的工程师、政策制定者、经济分析师以及对未来可持续能源系统感兴趣的学术研究人员和高层管理者。它提供了一个全面、深入且不失前瞻性的视角，帮助读者理解和驾驭这场正在发生的能源革命。

作者简介

陶在朴

　　现职：
　　中国经济企业研究所

　　经历：
　　维也纳经济大学教授
　　中山大学（广州）教授
　　东北大学教授
　　台湾中华经济研究院研究员
　　台湾工商时报主笔　

　　有关经济发展理论、生态经济、系统动力学和文化基因传播的专门着作数十种

林文章   

　　现职：
　　友荃科技实业股份有限公司董事长

　　学历：
　　1.美国 ITU国际科技大学授台湾发明得奖协会发明博学博士
　　2.高雄应用科技大学机械与精密工程研究所博士候选人
　　3.南开大学法学博士学位研究生

　　经历：
　　1.财团法人ICLEI东亚地区高雄环境永续发展能力训练中心基金会董事
　　2.高雄市经济发展委员会「绿色产业组」委员
　　3.日本国立金泽大学客座教授

　　国际奖项：
　　2008年Energy Globe Award-Honorary全球能源「荣誉奖」
　　2009年Energy Globe Award-National (Taiwan)全球能源「国家奖」
　　2010年联合国环境规划署及世界最大环保组织共同颁发Energy Globe World Award -全球能源「世界奖」-空气项目首奖，为亚洲唯一获奖者。

第一章　廉价石油经济的结束 ⋯⋯⋯⋯⋯ 1
一、世界第一口机械开採的石油井／ 3
二、揭露最后一滴油的秘密／ 5
三、世界石油高峰真的来了／ 9
四、悲观派与乐天派的价格战／ 11
五、石油的价格史／ 15
六、熵和看不见的心／ 18

第二章　什么是好能源 ⋯⋯⋯⋯⋯ 21
一、能源概念三部曲：「功」、「能」和「能源」／ 23
二、能源与经济发展的关系／ 27
三、什么是好能源／ 35
四、能源效率指标：能源强度／ 45

第三章　能源结构大过渡 ⋯⋯⋯⋯⋯ 51
一、能源过渡大地图的开场白／ 53
二、由木柴到煤炭的第一次能源大过渡／ 54
三、石油兴起／ 57
四、电力—初级能源的高速公路／ 59
五、再生能源／ 62
六、2030 年世界能源展望／ 65

第四章　能源地图 ⋯⋯⋯⋯⋯ 73
一、奇妙的S 曲线／ 75
二、技术替代地图／ 85
三、寻找能源「地图」／ 87
四、经典与归宿／ 93
五、台湾的路／ 95

第五章　氢从那里来 ⋯⋯⋯⋯⋯ 101
一、氢的简史／ 103
二、如何获得氢／ 108
三、发展氢能的技术地图—台湾的机会／ 117
四、台湾的能源安全／ 120

第六章　燃料电池 ⋯⋯⋯⋯⋯ 125
一、电池及燃料电池简史／ 127
二、燃料电池的类别／ 132
三、全球燃料电池发展展望／ 146
四、氢的储存与运输／ 149

第七章　氢经济的中途岛—布朗气及其应用 ⋯⋯⋯⋯⋯ 155
一、氢经济的中途岛／ 157
二、布朗气简史／ 158
三、布朗气用于汽车混合燃料系统／ 161
四、布朗气用于汽车除碳／ 167
五、布朗气与油混合燃料用于锅炉／ 171
六、未来的布朗气新应用／ 173

第一章 廉价石油经济的结束
 
一 、世界第一口机械开採的石油井
 
「石油」一词最早出现于西元977年中国北宋编着的《太平广记》。当时杰出的科学家沈括（1031一1095）在所着《梦溪笔谈》中描述 “生于水际砂石，与泉水相杂，惘惘而出”故而名之。石油有两种，一种是人们经常所谈的，由陆地或海洋底层喷出的且易于加工为汽油的“常规石油”，另一种是从沥青砂岩或油页岩等矿层使用复杂的并有污染后果的技术而获得的“非常规石油（或称为油气）”。
 
所有上述两种石油矿床大约形成于1.5亿年前的侏罗纪，地质学家估计工业化以来的140年内，全世界大约开採了8,750亿桶石油，地底下海底下究竟还有多少常规油可採，一直存在两派观点。一派乐观认为，所有资源不存在用光与否的问题，因此不必杞人忧天特别为石油担心。另一派相反，认为所有非再生资源相对于人类的贪婪，并非取之不尽用之不竭,更不要说盛世已去的廉价的常规石油，“后石油时代”已经到来。
 
据维基百科（Wikipedia）的记载，世界上第一个用机械方法开採的石油油井，在美国宾夕法尼亚洲泰特斯维尔城(Titusville)。1859年8月27日，艾德温‧德雷克（Edwin L. Drake）用蒸汽机完成了该油井的勘探和开採，彼时、彼地标志了全世界石油工业的开始。
 
其实早在16世纪初，就有当地的印第安人沿着河溪採收渗漏石油的记录，当时石油用来替代照明用的鲸鱼油。直到1858年，法兰西斯‧布鲁尔医生认为採油有利可图，遂而成立了塞尼加石油股份公司。股东会爲了提高产量给艾德温‧德雷克股东一个任务，请他把油井扩大和加深，德雷克利用一台6马力的蒸汽机代替人力，经他改造的油井日产量立即提高到30桶。
 
炼油商们以每桶20美元的高价收购了德雷克的原油，如果用今天的价格折算，每桶油的油价100-120美元。一百多年过去了，德雷克的第一口井不复存在，但比它小两岁的另一口井至今仍在喷油，它的名字叫McClintock #1（麦克林托克1号），这口油井始于1861年，当年的产量是每天50桶。现在油井仍维持在当时的钻探深度，但是每天的出油量下降到一桶左右。

评分☆☆☆☆☆

（二） 这本《能源大过渡的理论与方法：走近氢经济》的封面设计，简洁却不失力量感，光是看到书名，就让人感受到一种迎接未来的决心。作为一名对未来科技发展充满好奇心的读者，我对于“能源大过渡”这个概念一直耿耿于怀。我们都知道，传统的化石燃料终究会走向终点，而寻找替代能源，特别是像氢能这样被寄予厚望的选项，其背后的逻辑和实际操作，往往是许多人关注的焦点。我特别想知道，作者会如何阐述这“大过渡”的“理论”基础，它是否建立在现有经济学、物理学或是环境科学的理论之上？更重要的是，对于“方法”，我希望能看到具体的、可执行的建议，而不是空泛的口号。例如，在技术研发、基础设施建设、政策法规制定，乃至社会接受度方面，有哪些是需要克服的挑战？书中会不会提供一些不同国家或地区在推动氢经济发展上的成功案例，让我们得以从中学习和反思？

评分☆☆☆☆☆

（五） 我一直对“绿色能源”和“可持续发展”的议题相当关注，特别是近年来，关于“氢经济”的讨论越来越多了，但感觉大众对于它的了解还停留在比较表面的阶段。《能源大过渡的理论与方法：走近氢经济》这个书名，立刻吸引了我的目光。我特别好奇作者是如何来定义这个“大过渡”的，它到底包含哪些层面？是从技术层面、经济层面，还是社会认知层面？而“理论与方法”的结合，更是让我觉得这本书不是一本简单的泛泛而谈的书。我希望能深入了解，支撑氢经济发展的核心理论是什么？是基于已有的能源经济学原理，还是需要发展出新的理论框架？在“方法”方面，我非常期待书中能提供一些切实可行的操作指南，比如，在全球范围内，有哪些成功的案例可以借鉴？在技术研发、基础设施建设、政策支持、以及产业协作等方面，有哪些关键的步骤和考量？这本书能否帮助我厘清氢经济发展的脉络，并且理解它对我们未来生活可能带来的深远影响？

评分☆☆☆☆☆

（四） 最近真的很少看到一本关于能源议题的书，能够同时提及“大过渡”、“理论”、“方法”和“氢经济”这么多的关键点，这本书《能源大过渡的理论与方法：走近氢经济》确实让人眼前一亮。我一直认为，在讨论任何新兴科技或经济模式的时候，脱离了理论基础的空谈是毫无意义的，而没有实际方法的实践也是纸上谈兵。因此，我对书中“理论与方法”的结合抱有很大的期待。我希望能看到作者如何逻辑清晰地阐述，当前能源体系为何需要“大过渡”，这个过渡的根本驱动力是什么？进而，在众多替代能源中，为何“氢经济”被视为重要的方向，其潜在的经济效益和社会价值何在？更关键的是，书中是否会详细介绍实现氢经济所必须的技术突破、政策引导、市场机制设计，以及国际合作等方面的内容？我期待这本书能为我打开一个全新的视角，让我更深刻地理解能源转型的复杂性与可能性。

评分☆☆☆☆☆

（一） 这本书的题目真的很有意思，当初会注意到它，纯粹是因为“氢经济”这三个字。台湾 lately 大家都讨论绿色能源、永续发展，感觉好像每个人都在谈论，但真正能深入理解的人却不多。我平常对科技和经济类的书籍不算特别有研究，但每次看到关于新能源的报导，总会觉得有点雾里看花。这本书的出现，就像是提供了一张地图，让我在复杂且抽象的能源议题中，能找到一个比较清晰的路径。我很好奇，作者会如何从“理论”和“方法”这两个角度，来拆解“能源大过渡”这个宏大的概念。我特别期待的是，书中会不会有提到台湾在发展氢能方面的潜力，或是可以借鉴的国际经验。毕竟，能源转型这件事，对我们这个岛屿来说，是相当关键的议题，事关经济发展，也关乎下一代的生存环境。我希望这本书能帮助我建立起更扎实的认知基础，不再只是随波逐流地听别人谈论，而是能够有自己的一套理解框架。

评分☆☆☆☆☆

（三） 阅读这本《能源大过渡的理论与方法：走近氢经济》，我带着一种既期待又略带审慎的心情。近年来，气候变迁的议题越来越被重视，各国政府和企业都在积极寻找“脱碳”的路径。其中，氢能源被誉为“终极能源”，拥有零排放的潜力，但其发展过程中也面临着生产成本、储存安全、运输效率等多重挑战。这本书的题目，直接点出了“理论”和“方法”，这让我觉得它不像是一本只停留在概念层面的科普读物，而更像是一本试图深入剖析问题、提供解决方案的专业著作。我希望作者能够详细地梳理清楚，在“能源大过渡”这个过程中，有哪些关键的理论框架支撑着氢经济的发展？它又将如何克服现实中的种种技术和经济瓶颈？尤其令我好奇的是，“走近氢经济”这几个字，是否意味着书中会详细探讨实现氢经济过程中，可能出现的各种阶段性成果，以及我们应该如何一步步地接近这个目标。