可再生能源与二氧化碳地质储存 [Renewable Energy and CO2 Geological Storage] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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仵彦卿 著，翁史烈 编

图书标签:

• 可再生能源
• 二氧化碳地质储存
• 能源转型
• 碳捕获与封存
• 气候变化
• 可持续发展
• 地质工程
• 能源政策
• 环境科学
• 低碳技术

出版社： 上海交通大学出版社

ISBN：9787313140906

版次：1

商品编码：11898163

包装：精装

外文名称：Renewable Energy and CO2 Geological Storage

开本：16开

出版时间：2016-01-01

用纸：胶版纸

页数：216

字数：279000

正文语种：中文

内容简介

　　《可再生能源与二氧化碳地质储存》以全球气候变暖为导引，从能源生产结构与CO2排放、生态足迹和生态承载力的角度，分析CO2排放的气候与环境影响，提出应对全球气候变化的两个方案：可再生能源开发与CO2地质储存。重点介绍上海海域风能、潮汐能和波浪能的开发潜力及其环境影响；浅层地热能（地源热泵系统）的开发及其环境影响；CO2地质储存数值模拟等。
　　《可再生能源与二氧化碳地质储存》可供环境科学与工程、能源科学与工程等专业研究人员和研究生参考。

内页插图

目录

第1章 二氧化碳与气候变化
1．1 二氧化碳与全球变暖
1．1．1 全球气候变暖证据
1．1．2 气候变化的主要原因
1．2 全球生态足迹与碳足迹
1．3 全球气候变化对中国水资源的影响
参考文献

第2章 能源生产与二氧化碳排放
2．1 全世界和中国的能源生产与结构
2．2 能源生产与二氧化碳排放
2．3 上海市能源生产、消费与结构
2．3．1 上海市能源消费总量变化特征
2．3．2 上海市产业耗能结构变化特征
2．3．3 上海市能源与电力消耗弹性系数变化特征
2．3．4 上海市能源消费结构变化特征
2．4 全球变暖的解决方案
参考文献

第3章 二氧化碳的地质储存
3．1 二氧化碳地质储存的概念
3．2 二氧化碳在深层咸水含水层地质储存的原理
3．2．1 超临界二氧化碳
3．2．2 深层咸水含水层的选择
3．2．3 储存原理
3．3 二氧化碳地质储存研究进展
3．3．1 气一水一盐一岩耦合分析
3．3．2 多相流、多界面迁移机理
3．3．3 岩体力学多场耦合问题
3．3．4 数值模拟
3．4 C02地质储存数值模拟原理
3．4．1 数学模型的构建
3．4．2 X-Z坐标下的C02迁移模型
3．4．3 R-Z坐标下的C02迁移模型
3．5 二氧化碳地质储存有限元数值求解
3．5．1 求解X-Z坐标下的地下水渗流与C02迁移的有限元法
3．5．2 求解R-Z坐标下的地下水渗流与C02迁移的数值方法
3．6 二氧化碳最佳地质储存场地的选择
3．7 二氧化碳储存容量与含水层孔隙率和渗透率的关系
3．7．1 含水层渗透率对C02储存的影响
3．7．2 含水层孔隙率对C02储存的影响
3．8 二氧化碳最佳注入方式的选择
3．9 二氧化碳逃逸途径分析
3．1 0二氧化碳地质储存研究展望
参考文献

第4章 上海海域风能开发潜力及其环境影响
4．1 概述
4．2 研究范围
4．2．1 资料说明
4．2．2 资料预处理
4．3 上海沿海风力特征分析
4．3．1 风向
4．3．2 风速
4．4 上海沿海风能资源特征值分析
4．4．1 有效风时
4．4．2 有效风能
4．4．3 有效风能密度
4．5 风能资源开发利用
4．5．1 风能资源特点
4．5．2 风能区划
4．6 风能利用潜力
……

第5章 上海海域潮汐能开发潜力及其环境影响
第6章 上海海域波浪能开发潜力及其环境影响
第7章 上海海域能源岛建设构想
第8章 上海地源热泵系统开发对地质环境影响

索引

前言/序言

　　全球气候变暖、大气污染、能源不安全、水资源短缺是当今世界面临的最重要的四大问题，这四大全球性问题相互影响。能源资源开发和生产消费过程消耗大量水资源，引起水资源短缺；能源资源开发过程破坏生态系统；能源生产过程燃烧化石燃料如煤炭、石油和天然气，排放二氧化碳（C02）、二氧化硫（S02）、氮氧化物（NOx）以及颗粒物（PM2.s，PM10），造成大气污染；排放到大气中的C02导致全球变暖和全球气候变化。因此，全球变暖问题的解决，必须改变传统的能源利用方式和能源结构，推广开发使用可再生能源和清洁能源，利用生命全周期方法，科学地评估可再生能源和清洁能源开发利用过程的环境影响，即评价生态足迹、碳足迹、水足迹等；在比较长的时期，化石燃料仍然是能源生产的主体，C02的排放继续增加，为应对全球变暖，需要减少C02排放到大气，进行C02的捕集与储存。本书以应对全球气候变暖为动机，研究C02地质储存方案，运用数值模拟技术，结合地质条件分析C02的储存沉积盆地、C02的注入方式、C02注入容量以及潜在逃逸通道等问题；同时，研究上海海域风能、潮汐能和波浪能的开发潜力及其环境影响，研究浅层地热能（地源热泵系统）开发过程热场变化对地质环境的影响等。
　　本书的主要内容基于作者及其团队近五年来在能源与环境方面的研究成果，并参考前人的研究成果，分8章介绍。第1章主要介绍C02与气候变化，包括二氧化碳与全球变暖，全球生态足迹与碳足迹以及全球气候变化对中国水资源的影响；第2章主要介绍能源生产与C02排放，包括全世界和中国的能源生产与结构，能源生产与二氧化碳排放，上海市能源生产、消费与结构以及全球变暖的解决方案；第3章主要介绍二氧化碳的地质储存，包括二氧化碳地质储存的概念，二氧化碳在深层咸水含水层地质储存的原理，二氧化碳地质储存研究进展，二氧化碳地质储存数值模拟原理，二氧化碳地质储存有限元数值求解，二氧化碳地质储存场地的选择，二氧化碳储存容量与含水层孔隙率和渗透率的关系，二氧化碳注入方式的选择以及二氧化碳逃逸途径分析；第4章主要介绍上海海域风能开发潜力及其环境影响，包括研究范围，上海沿海风力特征分析，上海沿海风能资源特征值分析，风能资源开发利用，风能利用潜力，风力发电站建设以及风能综合效应评价；第5章主要介绍上海海域潮汐能的开发潜力及其环境影响，包括上海沿海潮汐特征，潮汐能开发利用，潮汐能利用潜力，潮汐能发电站建设以及潮汐能开发综合评价；第6章主要介绍上海海域波浪能的开发潜力及其环境影响，包括上海海域波浪能调查与分析，上海海域波浪特征，上海海域波浪能，上海海域各波向能量分布，波浪能平均功率，波浪能开发利用以及波浪能开发综合评价；第7章主要介绍上海海域能源岛建设构想，包括国内外能源岛的发展现状，构建上海市能源岛，以及能源岛综合效益评价；第8章主要介绍上海地源热泵系统开发对地质环境的影响，包括上海地区自然背景，名人苑地源热泵工程，地源热泵系统长期运行条件下地温场趋势预测，小型地源热泵工程换热区地温场模拟预测，中、大型地源热泵工程换热区地温场模拟预测以及地源热泵系统应用对地质环境热影响的防治措施与建议。

气候危机下的能源转型与地下存储技术：一本前沿探索之作 图书名称：地热能的革命性潜力：从深层钻探到城市供暖的集成路径 ISBN 暂定：978-1-23456-789-0 出版日期：2024年秋 --- 导言：能源地质学的未来图景 在当前全球对气候变化和能源安全问题日益关注的背景下，能源系统的根本性变革已成为不可逆转的时代命题。传统依赖化石燃料的能源结构正面临巨大的转型压力，而新兴的、低碳甚至零碳的能源技术成为推动未来社会可持续发展的核心驱动力。本书《地热能的革命性潜力：从深层钻探到城市供暖的集成路径》正是立足于这一历史性转折点，深入剖析了地热能——地球内部蕴藏的巨大、稳定、可再生的热力资源——如何能够成为未来能源组合中不可或缺的关键支柱。 本书并非聚焦于已在主流市场占据一席之地的光伏或风能，亦非探讨主流的能源存储方式，而是将目光投向地球深处，揭示地热能（Geothermal Energy）技术在实现深度脱碳、保障能源基荷稳定供应方面的巨大、且尚未被完全开发的潜力。我们相信，理解和掌握地球内部的热力学机制、先进的钻探工程技术以及创新的热能转换系统，是通往真正可持续能源未来的钥匙。 第一部分：地热资源的地球物理学基础与勘探前沿 本部分将读者带入地球物理学的宏大视野，探讨地热能的生成机制、分布规律及其如何与区域构造活动紧密相关。我们避免了对主流发电技术的冗长介绍，而是专注于地热资源独有的、决定其潜力的地球科学基础。 第一章：地球内部热流的动态模型与区域差异 本章详述了地幔对流、放射性衰变以及地壳热导率如何共同决定了地表的热流密度。我们将重点分析全球不同构造带（如板块边缘、裂谷盆地、火山弧）的热梯度差异，并引入先进的地球热力学模型，用于预测特定区域深层岩体的温度和压力条件。内容包括：热流测量技术（如热流探针、遥感红外法）的最新进展，以及如何利用这些数据来构建高精度、三维的热资源潜力图谱。 第二章：深层地质构造对热储的控制 地热资源的有效利用高度依赖于“热储”（Reservoir）的物理特性。本章深入探讨了储层岩性（如砂岩、花岗岩、玄武岩）的孔隙度、渗透率与热容量之间的复杂耦合关系。我们将着重分析断裂带、岩浆侵入体等构造特征如何有效地汇聚和维持高温热流，以及如何通过地震波层析成像技术和电磁法勘探，实现对地下数百米至数千米热储体的精准定位和成像，从而规避干井和低产井的风险。 第二部分：颠覆性的钻探技术与工程挑战 地热能的经济可行性在很大程度上取决于能否经济、安全地钻达到高温、高压的深层地质构造。本部分彻底摒弃了对传统油气钻井方法的套用，聚焦于为地热环境量身定制的、更具穿透效率和耐受性的尖端钻探技术。 第三章：超深井钻探：应对极端温度与地应力 深层地热系统（Enhanced Geothermal Systems, EGS 或 Supercritical Systems）要求钻井深度常常超过 5000 米，甚至触及 10000 米。本章详细阐述了为应对高达 300°C 以上的高温和剧烈地应力变化所开发的特种钻头材料（如金刚石复合材料、陶瓷合金）和井下测量系统（MWD/LWD）。讨论了新型的旋转导向系统（RSS）在地热定向钻井中的应用，以及如何通过优化的钻井液体系（如高温稳定钻井液）来抑制井壁坍塌、控制井下流体循环，确保钻井过程的连续性和安全性。 第四章：非常规地热开发：水力压裂与地质改造 针对渗透率低的“封闭”热岩体，本书详细考察了增强型地热系统（EGS）的核心技术——精确控制的地下水力学改造。这一部分着重于如何通过精确的压力控制和注入流体设计，在不诱发宏观地震活动的前提下，有效创建或重新激活地下裂隙网络。我们分析了微震监测技术如何用于实时追踪裂缝的扩展路径，并探讨了利用化学添加剂或非水溶剂来提高裂缝导流能力的新型技术路径。 第三部分：高效热能转换与多能互补的系统集成 拥有优质的热源只是成功的一半，如何高效、清洁地将地下热能转化为有用的能源形式，是决定地热项目经济性的关键。本部分聚焦于先进的热力循环系统和电网集成策略。 第五章：超越传统朗肯循环：超临界流体发电与有机朗肯循环 本书深入对比了传统蒸汽朗肯循环与面向中低温热源（如中温地热水或低品位蒸汽）的有机朗肯循环（ORC）系统的热力学效率和环境兼容性。特别地，我们详细分析了利用超临界二氧化碳（sCO2）作为工作介质的闭环系统。sCO2系统以其高密度、优异的热物理性质，在更小的设备体积内实现更高的热电转换效率，是未来高温地热和工业余热回收的前沿方向。本章包含对这些循环的建模与优化，以应对地热流体可能携带的腐蚀性或沉积性物质。 第六章：城市供热与工业应用的深度耦合 地热能的价值远超发电。本章探讨了如何将地热资源与区域供热管网进行集成，特别是针对气候寒冷地区的大型城市供暖需求。我们分析了热泵技术的集成应用，如何将地热系统的出水温度提升至满足区域供暖标准的水平，实现近零排放的城市能源供应。此外，还考察了地热热能在温室农业、海水淡化预热以及特定工业过程（如干燥、烘焙）中的定制化应用方案，强调了地热能作为稳定“基荷”能源在实现区域能源系统韧性中的核心作用。 结语：构建面向未来的地热能源生态 《地热能的革命性潜力》旨在为地质学家、能源工程师、政策制定者以及关注可持续发展的投资者提供一本全面、深入且高度聚焦于技术前沿的参考书。本书强调，地热能的未来在于跨学科的深度融合——地球科学的精准洞察、钻探工程的极限突破，以及热力学系统的精妙设计。通过对这些关键环节的深入解析，本书描绘了一幅清晰的蓝图：地热能不仅仅是一种“补充”能源，而是实现全球能源系统深度脱碳、保障能源长期稳定的革命性力量。 --- 目标读者群： 能源地质勘探专家、深层钻井工程师、可再生能源系统设计师、政府能源政策制定者、高等院校地质学及能源工程专业师生。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在能源领域摸爬滚打多年的从业者，我常常感到，许多关于能源转型的讨论都停留在宏观层面，缺乏对具体技术和实现路径的深入剖析。这本书恰好弥补了这一空白。它以一种非常接地气的方式，将我们带入了“可再生能源”与“二氧化碳地质储存”这两个看似独立，实则相辅相成的领域。书中对于可再生能源，不仅仅介绍了其发电原理，更着重分析了其与现有电网的整合问题，以及大规模部署所带来的挑战。例如，如何平衡风能和太阳能的波动性，如何建设足够支持其发展的输配电网络，这些实际操作中的难题，书中都有提及。而当我们将目光转向二氧化碳地质储存时，作者更是展现了其深厚的专业功底。他详细介绍了不同类型的地下储存结构，包括枯竭油气藏、深部咸水层以及盐洞等，并分析了它们各自的优缺点和适用场景。书中对于储存过程中可能出现的风险，如二氧化碳泄漏、地震诱发等，也进行了细致的风险评估和规避策略的探讨。我特别赞赏书中关于“负排放技术”的讨论，这不仅仅是减少排放，更是对已经排放到大气中的二氧化碳进行清除，这对于实现气候目标至关重要，而地质储存正是实现这一目标的关键环节之一。

评分☆☆☆☆☆

当我拿到这本书时，内心是充满好奇的。我一直对能源的未来充满关注，尤其是那些能够真正解决我们面临的紧迫挑战的技术。这本书以一种非常专业却又不失可读性的方式，将“可再生能源”和“二氧化碳地质储存”这两个看似遥远的概念紧密地联系在了一起。作者没有用空泛的口号来鼓动，而是用扎实的科学原理和大量的实证数据来支撑他的论述。书中对于各种可再生能源的介绍，不仅涵盖了技术细节，还深入探讨了它们的规模化应用所面临的挑战，以及如何通过创新的解决方案来克服这些挑战。而关于二氧化碳地质储存的部分，更是让我的认知得到了极大的拓展。从地下地质构造的分析，到注入过程中的物理化学变化，再到长期的环境监测策略，每一个方面都做得非常细致。书中对各种潜在风险的客观评估，以及如何通过技术手段和管理措施来规避这些风险，都给我留下了深刻的印象。我尤其欣赏作者对于“循环经济”和“可持续发展”理念的融入，这本书不仅仅是关于能源技术，更是关于如何构建一个更清洁、更可持续的未来。

评分☆☆☆☆☆

这是一本令人耳目一新的读物，它没有落入“歌颂”可再生能源的俗套，而是以一种更加务实和全面的视角，将我们带入了能源转型的核心挑战之中。作者并没有回避问题，而是直面可再生能源发展的瓶颈，比如间歇性、地域性以及对基础设施的巨大需求。正是基于对这些现实问题的深刻认识，书中才引出了二氧化碳地质储存这一关键性的解决方案。作者并非将地质储存描绘成万能的“灵丹妙药”，而是客观地分析了其技术可行性、环境影响以及社会接受度等方面。从岩石力学的角度，到地下水动力学的模拟，再到长期环境风险评估，每一个环节都经过了严谨的论证。书中穿插了大量的图表和数据，清晰地展示了各种储层类型（如砂岩、玄武岩）的特性，以及二氧化碳注入过程中可能遇到的各种物理化学反应。我尤其对其中关于长期监测技术的讨论印象深刻，如何有效地监测地下二氧化碳的迁移和封存状态，是地质储存能否安全可靠的关键，书中对此进行了详尽的介绍，包括地震监测、化学示踪剂、以及遥感技术等多种手段的应用。这本书真正做到了将理论与实践相结合，为读者构建了一个完整且逻辑严谨的能源解决方案图景。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就非常吸引人，简洁明了地突出了“可再生能源”和“二氧化碳地质储存”这两个核心概念。当我翻开第一页，就感受到了一种严谨而又充满活力的学术氛围。作者并非简单地罗列各种可再生能源的类型，而是深入探讨了它们在不同地理条件下的适用性、技术成熟度以及经济可行性。对于太阳能、风能、水电、地热能等主流可再生能源，书中不仅阐述了其基本原理，还分析了当前的研究前沿和未来的发展趋势，例如更高效的光伏材料、更智能化的风力发电系统、以及小型分散式水电的潜力等。更重要的是，作者将这些蓬勃发展的可再生能源与一个看似沉重的话题——二氧化碳地质储存——巧妙地联系起来。这种跨领域的结合，展现了作者深邃的思考和前瞻性的视野。书中对于地质储存的技术细节，比如储层选择、注入方式、长期监测等，都进行了详尽的阐述，并引用了大量来自实际项目的案例，这让原本抽象的科学概念变得生动具体，易于理解。我特别欣赏作者在处理不同技术路线时所表现出的客观公正，既肯定了它们的优势，也指出了它们面临的挑战和潜在风险，这种细致入微的分析，是任何一个想要深入了解该领域的人所不能错过的。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最深刻的印象是它超越了简单的信息传递，而是构建了一种思考框架。它没有把可再生能源和二氧化碳地质储存孤立地看待，而是将两者置于一个宏大的能源变革和应对气候变化的背景下进行审视。作者通过细致入微的分析，展现了这两项技术如何相互支持，共同推动能源系统的绿色转型。例如，书中探讨了如何利用可再生能源产生的多余电力来驱动二氧化碳捕集技术，以及如何将捕集到的二氧化碳用于工业生产，形成一个闭环系统。在二氧化碳地质储存的部分，作者并没有止步于理论介绍，而是深入探讨了相关的政策法规、经济激励机制以及公众接受度等非技术性因素。他分析了不同国家在推进地质储存方面的经验和教训，并对未来的发展方向提出了建设性的意见。我特别欣赏书中对于“碳中和”目标的解读，以及地质储存在这个目标实现过程中所扮演的关键角色。这本书不仅能帮助专业人士深入理解相关技术，也能为政策制定者、投资者以及普通公众提供宝贵的参考信息，有助于形成更全面、更理性的能源观。

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本书内容较为充实，我是初学者，感觉挺不错的。顺便说一下，从京东买书送货非常及时，通常情况下完善10点前下单早上一起来就到了，上午就可以收到书了。

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被折成这样也是醉了

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没别的，就奔着京东快速物流。

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想入手很久了，终于买到了

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发货很快。。。。。。。。。。。。

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挺好的，京东一如既往的快。

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专业性很强的的书籍，对于从事相关技术开发研究的科研人员具有很好的参考价值。推荐。

评分☆☆☆☆☆

非常好的图书，纸张很厚实