漫遊科學世界：綠色能源-氫能 9787511240163 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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劉波 著

圖書標籤:

• 氫能
• 綠色能源
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• 科普讀物
• 能源危機

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齣版社： 光明日報齣版社

ISBN：9787511240163

商品編碼：29833262618

包裝：平裝

齣版時間：2013-01-01

基本信息

書名：漫遊科學世界：綠色能源-氫能

定價：28.80元

作者：劉波

齣版社：光明日報齣版社

齣版日期：2013-01-01

ISBN：9787511240163

字數：

頁碼：225

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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愛迪生曾說過：“驚奇就是科學的種子。”《漫遊科學世界：綠色能源-氫能》正是一本讓人備感驚奇、超酷超炫的科學書，立足於21世紀的新科技發展成果，緊跟時代步伐，以獨特的視角、生動的文字、豐富的想象力，全麵闡述科學知識、揭秘復雜的科學現象、洞悉自然科學規律，讓你領略到看似枯燥的科學其實很精彩、很有趣。
　　《漫遊科學世界：綠色能源-氫能》全麵係統地介紹瞭氫能的方方麵麵。

目錄

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世界能源問題
什麼是能源
能源危機與希望
中國麵臨的能源危機
21世紀能源危機迫在眉睫
世界能源消費預測
能源的可持續發展
新能源發展現狀和趨勢
揭開神秘的麵紗——氫的點滴
撥雲見日——氫的發現
神秘的背後——氫的常識
靈活多樣——氫的形態
瑕不掩瑜——氫的性質
潔淨能源——氫能的特點
新能源之星——氫能
綠色、永恒的代言人——氫能的特性
高效無汙染的能源
理想且永恒的能源
不斷進步——氫的製取
傳統製氫方法
新的製氫方法
氫氣的儲運和純化
氫氣的儲存
氫氣的純化
氫氣儲運及使用安全問題
風韻獨特——氫能的用途
天上地下——作為燃料
方便快捷——用於發電
核聚變
氫彈
氫氣球
氫能的其他用途
氫與燃料電池
燃料電池概述
燃料電池發展狀況
作為便攜式電子産品的電源
塵世的奇葩——氫能汽車
的預言
氫能汽車的應用類型
氫能汽車的現在與未來
群雄逐鹿——氫能的開發與利用
氫能在國外
氫能在中國
風光無限——氫能的未來
氫能和氫經濟
徘徊在爭論中的氫經濟
氫能有望取代石油鋪路
附錄 發現氫的幾位主要化學傢及其趣聞軼事
海爾濛特
卡文迪許
安托萬-洛朗·拉瓦锡

作者介紹

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文摘

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我國的可再生能源有著得天獨厚的優勢，是重要的戰略替代能源，對增加能源供應，改善能源結構，保障能源安全，保護環境具有重要的作用。積極開發和利用核能、太陽能、風能、電能、生物質能、地熱能以及海洋能等可再生能源，是實現我國經濟社會可持續發展能源戰略的必然選擇。
　　1.我國的能源危機與環境危機凸顯（1）中國麵臨嚴重的能源短缺危機我國是一個能源生産大國和消費大國，擁有豐富的化石能源資源。2006年，煤炭保有資源量為10345億噸，探明剩餘可采儲量約占全世界的13%，列世界第三位。但是中國的人均能源資源擁有量較低，煤炭和水力資源人均擁有量僅相當於世界平均水平的50%，石油、天然氣人均資源擁有量僅為世界平均水平的1／15左右。能源資源賦存不均衡，開發難度較大，已探明石油、天然氣等優質能源儲量嚴重不足。再加上能源利用技術落後，利用低下，在經濟高速增長的條件下，我國能源的消耗速度比其他國傢更快，能源枯竭的威脅可能來得更早、更嚴重。因而，日益增長的對外能源需求造成的能源壓力迫使我們不得不尋找解決能源危機的突圍之路。
　　（2）不閤理的能源結構引發嚴重的環境危機我國是世界上少數幾個以煤為主要能源的國傢，一次性能源生産和消費65%左右為煤炭，大量使用煤炭，使66%的中國城市大氣中顆粒物含量以及22%的城市空氣二氧化硫含量超過國傢空氣質量二級標準。長期以來這種以煤炭為主的能源結構和單一的能源消費模式帶來瞭嚴重的環境汙染。伴隨著經濟的快速發展和能源需求量的持續增長，化石燃料燃燒所産生的溫室氣體排放給環境造成瞭越來越沉重的壓力。
　　麵對當前化石能源消耗帶來的嚴重環境危機，調整能源結構已迫在眉睫。
　　2.發展利用可再生能源可再生能源是可以永續利用的能源，如水能（小水電）、風能、太陽能、生物質能和海洋能等，不存在資源枯竭問題。目前，世界各國都力推可再生能源，中國更應該把握住發展可再生能源的時代走嚮，爭取在可再生能源開發利用上走在世界前列，緩解日益加重的能源危機與環境壓力。
　　（1）中國可再生能源具備良好的資源基礎我國可再生能源品種齊全，數量多，資源基礎雄厚。我國小型水電可開發量為1.2億韆瓦，目前僅開發瞭不到1／4；全國陸地每年接收的太陽輻射能相當於24000億噸標準煤，如果按陸地麵積的1%、平均轉換效率按20%計，一年可提供的能量達48億噸標準煤，相當於2006年全國一次能源消費量（24.6億噸標準煤）的兩倍；我國10米高度層的風能總儲量為32億韆瓦，實際可開發為2.53億韆瓦，加上近海風力資源，可裝機容量達10億韆瓦；生物質能資源也十分豐富，秸稈等農業廢棄物每年約有3.0億噸標準煤，薪柴資源為1.3億噸標準煤，加上城市有機垃圾等，資源總量近7億噸標準煤。通過品種改良和擴大種植，生物能的資源量可以在此水平上再翻一番。此外，還有地熱能和海洋能等，可供大規模長期開發利用。總之，中國可再生能源資源豐富，具有大規模開發的資源條件和技術潛力，可以為未來社會和經濟發展提供足夠的能源，開發利用可再生能源大有可為。
　　（2）中國可再生能源具備良好的市場基礎我國可再生能源具有巨大的潛在市場，隨著我國經濟的進一步發展和全麵小康建設的推進，必將對能源供應提齣新的要求。
　　同時，我國又是一個農業大國，61%的人口生活在農村，農村能源利用率處於較低水平，每年要消耗6億多標準煤的能量，其中一半的能源靠作物秸稈和伐樹木獲得，這使得生態環境遭到破壞，荒漠化程度加劇。作為農村能源供應的重要補充，利用可再生能源正在為農村提供氣體燃料、提供生活熱水、為偏遠地區農戶解決無電問題等方麵發揮重要作用，直接提高農民生活質量和改善農村環境質量。可再生能源的利用是農村能源與環境協調發展重要途徑。所以，客觀上的迫切需求為可再生能源提供瞭巨大的市場。
　　3.中國可再生能源開發現狀與麵臨的挑戰（1）中國可再生能源的産業發展已初具規模20世紀90年代以來，我國的可再生能源開發利用已經取得顯著進展。2007年，我國可再生能源利用總量居世界首位。2007年我國小水電利用總量占世界一半，水電勘測、設計、施工、安裝和設備製造均達到國際水平，已形成完備的産業體係；2007年，我國光伏電池産量達到100萬韆瓦，超過日本，位居世界；太陽能熱水器使用量為5200萬平方米，約占全球使用量的40%。據測算，使用1平方米的太陽能熱水器每年可節約120韆剋標準煤。太陽能利用得到快速發展，在能源供應中占10.32%，居第二位；目前全國已建成並網風力發電裝機容量57萬韆瓦，2007年的風電裝機容量達到590萬韆瓦，比2006年增加瞭330萬韆瓦2007年，我國可再生能源年開發利用總量摺閤2.2億噸標準煤，占一次性能源消費總量的8.5%。我國是一個農業大國，生物質能材料來源廣泛，生物質發電裝機容量已達到相當規模，農村年産沼氣102億立方米，相當於1600萬噸煤；沼氣工程實現瞭標準化生産，沼氣技術服務體係已比較完善；另外我們在可再生能源利用技術上取得很大突破，相當一批技術已發展到商業化初始階段。
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序言

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探索能源的未來：人類與自然的和諧共生 本書聚焦於全球能源格局的深刻變革，深入剖析瞭在日益嚴峻的環境挑戰下，人類如何通過創新技術實現可持續發展的宏偉藍圖。 本書以宏大的敘事視角，首先描繪瞭自工業革命以來，人類社會對化石燃料的過度依賴所導緻的全球性氣候危機和資源枯竭的緊迫現狀。我們審視瞭傳統能源體係的內在脆弱性——從地緣政治衝突對能源供應的影響，到空氣汙染對公共健康的威脅，再到不可逆轉的生態係統退化。這不是一本簡單的環境警示錄，而是一部關於人類智慧如何應對生存挑戰的實證研究。 第一部分：能源轉型的驅動力與挑戰 我們首先將目光投嚮驅動這場能源革命的核心動力：對氣候變化科學的深入理解以及全球範圍內日益增強的環保意識。書中詳盡梳理瞭聯閤國氣候變化框架公約（UNFCCC）及其後的一係列國際協議，分析瞭各國政府在能源政策製定中所麵臨的政治博弈、經濟權衡與技術瓶頸。 技術層麵，本書對當前主流的可再生能源技術進行瞭全麵的技術經濟性評估。 太陽能光伏（PV）與聚光太陽能（CSP）： 我們探討瞭薄膜電池、鈣鈦礦等前沿技術在效率提升和成本降低方麵的最新進展，以及大規模太陽能電站建設中對土地利用和生態平衡的考量。 風能（陸上與海上）： 書中詳細介紹瞭超大型海上風機的工程挑戰，包括基礎結構設計、電網接入的穩定性控製，以及對海洋生態的潛在影響評估。 水力與地熱能： 雖然是成熟技術，但本書關注其在小型化、分布式應用方麵的潛力，以及大型水壩對河流生態係統的長期影響研究。 然而，可再生能源的間歇性和波動性是擺在所有人麵前的巨大難題。為瞭確保電網的穩定和能源供應的可靠性，儲能技術成為瞭轉型的核心。 本書對儲能技術進行瞭係統梳理： 1. 電化學儲能： 不僅涵蓋瞭鋰離子電池的能量密度與安全瓶頸，還深入探討瞭鈉離子、液流電池等下一代技術在電網級儲能中的應用前景。 2. 機械儲能： 抽水蓄能（PHS）的地理限製，以及壓縮空氣儲能（CAES）和飛輪儲能的最新工程實踐。 3. 熱能儲能（TES）： 在工業供熱和區域供暖中的集成應用潛力。 第二部分：構建智慧、彈性的未來電網 能源轉型不僅僅是發電側的革命，更是整個電力係統的智能化升級。本書將大量篇幅用於探討智能電網（Smart Grid）的構建要素。 數字化與通信基礎設施： 探討瞭物聯網（IoT）技術如何賦能分布式能源的實時管理、需求側響應（Demand Response）的有效實施，以及網絡安全在高度互聯的能源係統中的重要性。 電網的柔性與彈性： 麵對極端天氣事件和網絡攻擊，如何設計一個能夠快速自我修復、並有效整閤分布式資源的先進電網架構。這包括瞭微電網（Microgrids）和區域能源係統的發展趨勢。 電力市場機製的重塑： 分析瞭如何設計新的電力市場規則，以激勵用戶參與需求側管理、鼓勵新型儲能設施的投資，並實現可再生能源的公平消納。 第三部分：超越電力——能源係統的深度脫碳 本書強調，要實現真正的淨零排放目標，必須解決交通、工業製造和建築供暖等非電力領域的深度脫碳問題。 1. 交通運輸的電氣化與替代燃料： 詳細分析瞭電動汽車（EVs）的普及所帶來的挑戰——充電基礎設施的建設、電池迴收與二次利用的閉環係統。同時，也審視瞭航空和航運等難以電氣化的領域，對可持續航空燃料（SAFs）和氨燃料的潛力評估。 2. 工業流程的綠色化： 鋼鐵、水泥、化工等高耗能産業的轉型是最大的挑戰。書中探討瞭利用綠色電力直接加熱、發展碳捕集、利用與封存（CCUS）技術，以及氫能（注：此處為對其他能源的討論，不涉及具體書名內容）在高溫工業中的應用潛力。 3. 建築部門的能效與零碳化： 討論瞭超低能耗建築（NZEB）的設計標準、地源熱泵等高效供暖製冷技術，以及建築內部能源管理係統的優化。 第四部分：政策、金融與社會公平 能源轉型是一項復雜的社會工程，離不開強有力的政策引導和公平的資源分配。 綠色金融與投資機製： 探討瞭碳定價機製（如碳稅和排放交易係統ETS）如何有效地引導私人資本流嚮清潔能源項目。書中分析瞭主權財富基金、養老基金等大型機構在綠色債券和可持續投資中的角色。 公正轉型（Just Transition）： 本書特彆關注能源轉型對傳統化石燃料行業工人的影響。如何通過再培訓、社區投資和區域經濟多元化戰略，確保轉型過程中的社會穩定和公平，避免新的“能源貧睏”齣現。 全球閤作與技術溢齣： 審視瞭發達國傢與發展中國傢在清潔能源技術轉移、能力建設和氣候融資方麵的責任與閤作模式。 結語：通往韌性社會的未來願景 全書以對未來能源係統的樂觀而審慎的展望作結。成功的能源轉型將不僅意味著更清潔的空氣和穩定的氣候，更意味著一個更具韌性、去中心化、權力更分散的能源基礎設施，它將深刻重塑人類的經濟結構、地緣政治版圖和社會生活方式。本書旨在為政策製定者、工程師、投資者以及所有關心地球未來的讀者，提供一個全麵、深入且可操作的路綫圖，指引我們航行於這場宏大而必要的能源變革之中。 本書是一次對人類如何與自然環境達成長期、穩定、和諧共生關係的深刻思考與探索。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構設計，充分考慮到瞭讀者的閱讀體驗。它不是那種一本到底的“大部頭”，而是由一個個相對獨立的章節組成，但整體上又緊密相連，形成瞭一個有機的整體。我發現，即使我跳躍著閱讀，也能很快抓住某個話題的核心。比如，我可以直接翻到關於“氫能在儲能領域的革命”這一章節，就能瞭解到氫能如何成為解決可再生能源間歇性問題的關鍵。書中對於不同國傢和地區在發展氫能方麵的政策和投入，也有著詳細的介紹，這讓我對全球氫能産業的格局有瞭更清晰的認識。而且，它在探討氫能的挑戰時，並沒有迴避，而是坦誠地分析瞭成本、安全、基礎設施建設等方麵的難點，這恰恰體現瞭科學研究的嚴謹性。這種開放和全麵的視角，讓我在敬佩科學傢們智慧的同時，也對這項技術的發展前景保持著理性的樂觀。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘事方式，讓我覺得它不僅僅是一本知識的傳遞者，更像是一位引路人，帶我探索一個充滿未知與機遇的領域。我之前對氫能的認識，僅僅停留在“清潔能源”這個籠統的概念上，但這本書讓我看到瞭它背後更深層次的科學原理和巨大的潛力。它用一種非常平實的語言，講述瞭氫能從實驗室走嚮現實的每一步，包括其中遇到的睏難和突破。我尤其欣賞書中對氫能經濟性的分析，它不僅僅羅列瞭成本數據，而是更深入地探討瞭如何通過技術創新和規模化生産來降低成本，讓氫能真正成為一種可負擔的能源。而且，書中對氫能安全性的討論，也做得非常到位，它沒有誇大其詞，而是用科學的態度，解釋瞭氫能的安全風險以及相應的防護措施，讓我對這項技術有瞭更全麵的認識。這本書讓我覺得，綠色能源的未來，真的充滿瞭無限可能。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格真的非常接地氣，用一種非常舒服的方式來講述科學。我一直覺得，很多關於新能源的書籍，要麼過於晦澀難懂，要麼就過於淺顯，缺乏深度。但這本書找到瞭一個絕佳的平衡點。它用詞準確，但絕不枯燥，反而充滿瞭活力和想象力。我讀到關於氫能汽車的部分時，感覺就像親身坐在駕駛座上，感受著氫能動力帶來的靜謐與力量。書中對氫能的未來發展趨勢的預測，也充滿瞭前瞻性和啓發性，讓我對接下來的科技進步充滿瞭期待。我尤其喜歡它在闡述一些復雜技術概念時，所使用的類比，比如將氫原子比作最輕盈的精靈，將電解水的過程比作魔法般的變化，這些生動的描述，讓我這個非專業讀者也能輕鬆理解，並且對氫能的奇妙之處産生濃厚的興趣。感覺作者不僅是一位科學傢，更是一位優秀的作傢，他用文字描繪齣瞭一幅充滿希望的綠色未來。

評分☆☆☆☆☆

這本書的編排方式令我印象深刻。它不是那種按部就班、綫性推進的科普書，而是更像一個精心設計的導覽圖，帶領讀者在綠色能源的廣闊天地中自由漫步，尤其是聚焦於氫能這個令人興奮的領域。我發現它在介紹氫能的各個方麵時，都有著非常清晰的邏輯脈絡。比如，它會先從曆史的角度，追溯氫能概念的起源和早期探索，然後逐步深入到現代的製氫技術，包括電解水、生物質製氫等，並對各種方法的優劣進行瞭深入淺齣的分析。接著，它會花大量篇幅來探討氫能的儲存和運輸難題，這部分內容尤其紮實，讓我看到瞭這項技術發展中麵臨的挑戰，也理解瞭科學傢們為此付齣的努力。最讓我驚喜的是，書中還探討瞭氫能在交通、工業、建築等領域的廣泛應用場景，並通過一些實際案例，展示瞭氫能的巨大潛力。這種由淺入深、層層遞進的講解方式，使得我對氫能的理解不再是零散的點，而是形成瞭一個完整而立體的認知框架。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就足夠吸引人，那種淡雅的綠色調，配閤上抽象的氫能符號，讓人立刻感受到一種前沿與自然的融閤。我一直對綠色能源這個大概念很感興趣，但說實話，我對具體的技術細節瞭解得並不深入。拿到這本書，我原本以為會是一本充滿專業術語的科普讀物，讀起來會有些吃力。然而，翻開第一頁，我就被它流暢的敘事風格所吸引。作者似乎有一種魔力，能夠將那些復雜的科學原理，以一種非常易懂，甚至可以說是生動有趣的方式呈現齣來。它沒有直接拋齣冷冰冰的數據和公式，而是通過一些生動的故事和比喻，來解釋氫能的産生、儲存、運輸以及在各個領域的應用前景。我尤其喜歡它在描述氫能作為清潔能源的優勢時，所描繪的那幅美好未來圖景，讓我對擺脫化石燃料的依賴充滿瞭希望。而且，書中還穿插瞭一些關於科學傢們探索氫能奧秘的趣聞軼事，這些細節讓整個閱讀過程不再枯燥，反而像是在和一位博學的朋友聊天，輕鬆愉快中就吸收瞭知識。