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第1章 能源挑战与能源科技1

1.1 世界能源现状和前景展望1

1.1.1 世界能源现状1

1.1.2 世界能源前景3

1.2 中国能源现状和资源9

1.2.1 中国能源现状9

1.2.2 中国能源资源11

1.3 应对挑战的中国能源科技12

1.3.1 中国能源科技进展12

1.3.2 中国能源科技面临的挑战16

1.3.3 中国能源科技发展战略17

1.3.4 中国能源科技发展政策建议21

参考文献23

第2章 节能和提高能效科技24

2.1 中国节能工作的现状与中长期节能发展战略24

2.1.1 节能相关的术语24

2.1.2 节能的战略地位26

2.1.3 主要耗能领域节能潜力26

2.1.4 节能工作的特点与节能工作的管理和实施29

2.1.5 节能目标、发展战略和关键技术31

2.2 电力过程节能和提高能效32

2.2.1 电力工业节能33

2.2.2 用电节能45

2.2.3 企业节能和电能的综合利用49

2.3 热力过程节能和提高能效技术52

2.3.1 热能节约潜力52

2.3.2 提高热力系统和能量转换系统效率的途径55

2.3.3 高效能量传递和转换技术57

2.3.4 能量的梯级利用66

2.3.5 工业窑炉和锅炉的节能技术68

2.3.6 能量流、物质流、信息流的协同73

2.4 建筑节能和绿色建筑78

2.4.1 建筑节能的潜力78

2.4.2 节能建筑和绿色建筑概念79

2.4.3 建筑节能的设计标准80

2.4.4 建筑围护结构的节能82

2.4.5 建筑物的采暖空调节能82

2.4.6 建筑照明节能87

2.4.7 建筑物分布式能量系统87

2.5 交通节能和提高能效88

2.5.1 交通节能的潜力88

2.5.2 内燃机节油技术90

2.5.3 替代燃料油技术94

2.5.4 替代动力汽车98

参考文献100

第3章 天然气发电和煤的现代化利用102

3.1 天然气燃气-蒸汽联合循环102

3.1.1 世界发展的趋势102

3.1.2 燃气-蒸汽联合循环的基本原理103

3.1.3 关键设备和技术问题104

3.1.4 当前世界燃气轮机典型产品106

3.2 先进高效燃煤发电技术110

3.2.1 超临界SC和超超临界USC发电技术110

3.2.2 循环流化床燃烧技术119

3.2.3 烟气净化技术123

3.3 煤的现代化利用129

3.3.1 煤的气化技术129

3.3.2 整体煤气化联合循环142

3.3.3 煤的直接液化153

3.3.4 煤的间接液化159

3.3.5 基于煤气化的多联产系统165

3.3.6 煤气化多联产与中国CO2减排170

参考文献176

第4章 先进核能技术177

4.1 世界核能发展现状和趋势177

4.1.1 世界核能发展现状177

4.1.2 世界铀资源和消费181

4.1.3 世界核能未来发展情景和铀资源需求183

4.1.4 核能发展面临的挑战186

4.2 我国核能的发展现状和前景展望193

4.2.1 我国核能事业的创建和发展现状193

4.2.2 核电中长期发展规划和远期发展设想195

4.3 先进轻水堆197

4.3.1 先进轻水堆用户要求文件197

4.3.2 先进沸水堆200

4.3.3 AP-600和AP-1000205

4.3.4 欧洲压水堆209

4.3.5 IRIS型一体化反应堆212

4.4 第四代核电技术213

4.4.1 第四代核电技术发展目标213

4.4.2 第四代核电技术的堆型215

4.5 核燃料循环226

4.5.1 核燃料循环的定义226

4.5.2 核燃料循环方式227

4.5.3 核燃料循环方式的选择对核能发展的意义228

4.5.4 反应堆乏燃料的后处理技术229

4.5.5 再循环所要求的MOX燃料236

4.5.6 核废物的最终处置238

4.5.7 核燃料循环系统的规划241

4.5.8 中国未来核能园区情景计算结果246

4.5.9 对未来中国核燃料循环方式及所需要发展的技术的建议251

4.6 我国聚变能发展252

4.6.1 热核聚变能252

4.6.2 国际发展态势及我国现状253

4.6.3 我国核聚变能发展的战略构想256

4.6.4 结论257

参考文献258

第5章 先进输配电技术259

5.1 世界发展现状和趋势259

5.1.1 世界各国电网发展现状259

5.1.2 可持续发展的电网新技术261

5.2 大容量远距离输电262

5.2.1 概述262

5.2.2 交流超高压、特高压输电技术267

5.2.3 高压、特高压直流输电技术286

5.3 大规模互联电网的安全稳定运行技术296

5.3.1 国内外大规模互联电网状况296

5.3.2 互联电网的分析和仿真技术301

5.3.3 互联电网的运行、调度管理和自动化技术304

5.3.4 互联电网的稳定监控、保护及通信信息系统技术309

5.3.5 互联电网安全保障和防御体系技术及在线可靠性评估技术313

5.4 先进可靠的配电网和供用电技术318

5.4.1 概述318

5.4.2 国内外配电网的现状分析和比较318

5.4.3 我国配电网的发展方向324

5.4.4 我国配电网需要采用的新技术326

5.5 超导电性及其在电力系统中的应用328

5.5.1 超导电性及技术发展328

5.5.2 超导体的基本特性330

5.5.3 超导材料研究的进展333

5.5.4 超导技术在电力系统中的应用335

5.6 分布式电力系统技术352

5.6.1 概述352

5.6.2 分布式发电与配电网并网问题及对配电网的影响358

5.6.3 分布式发电（电源）技术应用的障碍和瓶颈361

5.6.4 微型电网技术362

5.6.5 分布式发电（电源）的应用前景365

参考文献366

第6章 可再生能源372

6.1 世界发展现状和趋势372

6.1.1 可再生能源需求372

6.1.2 可再生能源发电374

6.1.3 在工业和建筑物中的可再生能源381

6.1.4 生物燃料382

6.1.5 主要国家利用再生能源的展望383

6.2 水电开发与生态环境387

6.2.1 世界各国水电开发现状及发展趋势387

6.2.2 我国的水能资源及分布特点388

6.2.3 我国水能资源的开发利用390

6.2.4 水能开发的效益和负面影响392

6.2.5 水能开发利用技术394

6.2.6 水能开发利用前景395

6.3 现代生物质能397

6.3.1 生物质资源398

6.3.2 现代生物质能技术399

6.3.3 世界生物质能发展现状和趋势402

6.3.4 我国生物质能发展现状和趋势405

6.3.5 循环系统和技术集成407

6.3.6 我国开发生物质能的科技任务409

6.4 风力发电410

6.4.1 风电技术简介410

6.4.2 世界风力发电发展的现状和趋势415

6.4.3 我国风电发展现状和存在问题421

6.4.4 我国风电发展的前景展望428

6.5 太阳能的利用431

6.5.1 太阳能的资源和利用形式431

6.5.2 太阳能热利用现状和发展前景432

6.5.3 太阳能热发电现状和发展前景438

6.5.4 太阳能光伏发电现状和发展前景448

6.6 其他可再生能源457

6.6.1 海洋能利用457

6.6.2 地热能利用471

第7章 氢能源与燃料电池481

7.1 氢能源481

7.1.1 氢能源简介481

7.1.2 氢能源在能源发展中的作用481

7.1.3 国外的氢能源发展战略及我国氢能发展现状482

7.1.4 氢的生产技术及发展趋势486

7.1.5 氢的储运489

7.1.6 加氢站建设490

7.1.7 氢能的安全性491

7.2 燃料电池492

7.2.1 燃料电池工作原理与分类492

7.2.2 质子交换膜燃料电池与燃料电池电动汽车494

7.2.3 直接甲醇燃料电池与便携式电源500

7.2.4 高温燃料电池与发电系统503

7.3 结语511

参考文献512