能源经济经典译丛·能源载体时代的能源系统：后化石燃料时代如何定义、分析和设计能源系统 epub pdf mobi txt 电子书 下载 2024

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内容简介

　　能源已经成为现代文明社会的血液。随着人类社会进入工业文明，能源的开发利用成为经济活动的重要组成部分，与能源相关的生产、贸易、消费和税收等问题开始成为学者和政策制定者关注的重点。得益于经济学的系统发展和繁荣，对这些问题的认识和分析有了强大的工具。如果从英国经济学家威廉·杰文斯1865年发表的《煤的问题》算起，人们从经济学视角分析能源问题的历史迄今已经有一个多世纪了。

作者简介

法比奥？奥莱奇尼，意大利古列尔莫？马可尼大学、罗马智德大学教授，罗马智德大学可持续发展研究中心GEA能源与环境小组和GRA汽车研究机构创始人、协调员，古列尔莫？马可尼大学能源和力学系主任。

内页插图

目录

第1章  能源系统1．1  能源循环1．2  能源闭式循环1．3  能源系统第2章  能源2．1  能源潜力的定义2．2  地球能源平衡2．3  可再生能源2．4  不可再生能源第3章  能源载体3．1  能源运输和储存的需要3．2  时间和空间上能源运输的观点和应用范围3. 3  传输的时间和范围3．4  能源载体的特征3．5  主要能源载体分析3．6  能源载体的时代第4章  能源转换以及能源转换装置4．1  概述4．2  能源转换装置4. 3能  源转换厂第5章  分布式发电和热电联产5．1  分布式发电5．2  电能和热能联合生产：热电联产第6章  能源效应和最终用途6．1  引言6．2  热能终端用途6．3  光能最终用途6．4  机械用途6．5  电能／电子能的终端使用

精彩书摘

　　能源系统的应用　　远古生物体固定大气中的碳结构，通过数百万年的物理化学反应形成煤炭、石油和天然气，成为当代高速发展的能源密集型社会最为适用的天然能源。　　碳化石的形成周期需要上百万年的时间，远远大于其几十年的人类使用和消耗时间。因此，从人类的角度，矿物燃料的循环已经被认为是完全的开式循环。通过使用矿物燃料，我们的社会飞快地消耗大量的能源，而自然界绝对不可能以同样的速度产生新的矿物燃料。　　另外，能源消耗需要通过各种化学反应进行，这些反应会释放大量有害人类健康和环境的物质，包括：一氧化碳、硫氧化物、氮氧化物、碳氢化合物（烃）、微粒以及各种其他化合物。其中二氧化碳表现出一种特殊的问题：它通过矿石燃料燃烧，以碳氧重新结合的形式释放到空气中。虽然，二氧化碳对于人类健康不会造成直接的危害，但是，短时间内大量释放在地球大气中的二氧化碳会对气候造成威胁。　　矿物能源的开式循环意味着储存在地下深层的煤、石油和天然气中“潜在”的数亿吨二氧化碳会被释放到大气中。科学界几乎一致认为如果目前这种开式循环不发生改变的话，地球气温将会持续升高。　　碳氢化合物一二氧化碳　　少数科学工作者对于二氧化碳等温室气体排放导致气温增加这一说法表示怀疑，他们的怀疑主要集中在大气中温室气体含量变化对于环境产生的影响，但并不否认温室气体对于自然平衡存在的风险。他们大多反对通过计算和预测得到的环境变化影响，而并不否认这种环境变化本身。并且他们中的大多数人也并不否认环境风险的存在。　　因此，学术界对于气候变化原因的主要观点是：　　二氧化碳增加气候不稳定性　　然而，少数人同意气候变化的原因但不赞同其结果。他们认为人类排放的二氧化碳只是造成了一种环境风险，但不会必然导致气候变化：　　二氧化碳增加一不明风险　　现有的共识是至少存在风险，比如环境失衡的风险。　　核能的供应链也具有开式循环的特点：　　放射性物质一浓缩材料一核能生产一放射性废料处置　　并且，核能问题的关键在于核能生产以及废料处理过程中存在的“风险”：放射性废料一风险　　因此，只有能源部门放弃能源开式循环的方案，才能避免环境失衡的风险。　　能源闭式循环　　虽然，根据物理定律可以从能源闭式循环中获取有效能量，但是，在能源系统中的能源载体整合却是一种浪费能源的循环。热力学第一定律表明，获取能源载体所消耗的能量至少要等于转化后的能量。而热力学第二定律表明，获取能源载体所消耗的能量总是高于热力学第一定律规定的最低能量，也就是说，转换后的能量总是低于消耗的能量。　　因此，上述简单的效率分析得出的结论是：应该尽量避免使用能源载体，因为它在一次能源的使用方面总是造成能源的损失，所消耗的能量要高于获取的能量。　　这个分析是正确的，尽管它并不全面。　　因此，有必要进行以下分析：一次能源中，可再生能源的“使用”和不可再生能源的“消耗”有着完全不同的含义。从这种情况来看，“使用”和“消耗”的概念表现出两者含义的巨大差别。能源系统不会“消耗”那些在一定时间内不可再生的地球资源，并且遵循循环，从理论上可以将资源消耗和废物形成方面的环境影响降低到零。因此，能量在通过能源载体传递的过程中，消耗的能量和获取的能量之差可以被看做是一种可接受的能量消耗成本。　　所以，尽管关于能源效率的阐释是正确的，也应该重新考虑让新的“闭式循环”成为可持续发展的能源系统。　　可持续发展的定义是基于闭式循环的基本方案，可以从可持续性的角度客观地比较不同的发展方案。事实上，可持续发展方案和不可持续发展方案的区别很明显，只有不消耗资源的发展才能被定义为可持续发展。　　能源部门的应用表明，使用人射太阳能可以让人类社会发展有可能不耗尽地球资源。在这种情况下，能源闭式循环就可以遵循“零能耗和零浪费”的原则，并且在技术上已经存在实现的可能性。　　通过开发可再生资源和整合能源载体，能源闭式循环将会真正实现。在能量系统链中加入能源载体（由适当的一次能源产生）是这种发展模式的关键概念，一旦大规模应用，它将满足人类社会和经济发展的全部能源终端的使用需求。　　……

前言/序言

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