漫游科学世界：绿色能源-氢能 9787511240163 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

刘波 著

图书标签:

• 氢能
• 绿色能源
• 新能源
• 科学普及
• 能源技术
• 未来能源
• 环保
• 科技
• 科普读物
• 能源危机

店铺： 泰源博文图书专营店

出版社： 光明日报出版社

ISBN：9787511240163

商品编码：29833262618

包装：平装

出版时间：2013-01-01

基本信息

书名：漫游科学世界：绿色能源-氢能

定价：28.80元

作者：刘波

出版社：光明日报出版社

出版日期：2013-01-01

ISBN：9787511240163

字数：

页码：225

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

---

内容提要

---

爱迪生曾说过：“惊奇就是科学的种子。”《漫游科学世界：绿色能源-氢能》正是一本让人备感惊奇、超酷超炫的科学书，立足于21世纪的新科技发展成果，紧跟时代步伐，以独特的视角、生动的文字、丰富的想象力，全面阐述科学知识、揭秘复杂的科学现象、洞悉自然科学规律，让你领略到看似枯燥的科学其实很精彩、很有趣。
　　《漫游科学世界：绿色能源-氢能》全面系统地介绍了氢能的方方面面。

目录

---

世界能源问题
什么是能源
能源危机与希望
中国面临的能源危机
21世纪能源危机迫在眉睫
世界能源消费预测
能源的可持续发展
新能源发展现状和趋势
揭开神秘的面纱——氢的点滴
拨云见日——氢的发现
神秘的背后——氢的常识
灵活多样——氢的形态
瑕不掩瑜——氢的性质
洁净能源——氢能的特点
新能源之星——氢能
绿色、永恒的代言人——氢能的特性
高效无污染的能源
理想且永恒的能源
不断进步——氢的制取
传统制氢方法
新的制氢方法
氢气的储运和纯化
氢气的储存
氢气的纯化
氢气储运及使用安全问题
风韵独特——氢能的用途
天上地下——作为燃料
方便快捷——用于发电
核聚变
氢弹
氢气球
氢能的其他用途
氢与燃料电池
燃料电池概述
燃料电池发展状况
作为便携式电子产品的电源
尘世的奇葩——氢能汽车
的预言
氢能汽车的应用类型
氢能汽车的现在与未来
群雄逐鹿——氢能的开发与利用
氢能在国外
氢能在中国
风光无限——氢能的未来
氢能和氢经济
徘徊在争论中的氢经济
氢能有望取代石油铺路
附录 发现氢的几位主要化学家及其趣闻轶事
海尔蒙特
卡文迪许
安托万-洛朗·拉瓦锡

作者介绍

---

文摘

---

我国的可再生能源有着得天独厚的优势，是重要的战略替代能源，对增加能源供应，改善能源结构，保障能源安全，保护环境具有重要的作用。积极开发和利用核能、太阳能、风能、电能、生物质能、地热能以及海洋能等可再生能源，是实现我国经济社会可持续发展能源战略的必然选择。
　　1.我国的能源危机与环境危机凸显（1）中国面临严重的能源短缺危机我国是一个能源生产大国和消费大国，拥有丰富的化石能源资源。2006年，煤炭保有资源量为10345亿吨，探明剩余可采储量约占全世界的13%，列世界第三位。但是中国的人均能源资源拥有量较低，煤炭和水力资源人均拥有量仅相当于世界平均水平的50%，石油、天然气人均资源拥有量仅为世界平均水平的1／15左右。能源资源赋存不均衡，开发难度较大，已探明石油、天然气等优质能源储量严重不足。再加上能源利用技术落后，利用低下，在经济高速增长的条件下，我国能源的消耗速度比其他国家更快，能源枯竭的威胁可能来得更早、更严重。因而，日益增长的对外能源需求造成的能源压力迫使我们不得不寻找解决能源危机的突围之路。
　　（2）不合理的能源结构引发严重的环境危机我国是世界上少数几个以煤为主要能源的国家，一次性能源生产和消费65%左右为煤炭，大量使用煤炭，使66%的中国城市大气中颗粒物含量以及22%的城市空气二氧化硫含量超过国家空气质量二级标准。长期以来这种以煤炭为主的能源结构和单一的能源消费模式带来了严重的环境污染。伴随着经济的快速发展和能源需求量的持续增长，化石燃料燃烧所产生的温室气体排放给环境造成了越来越沉重的压力。
　　面对当前化石能源消耗带来的严重环境危机，调整能源结构已迫在眉睫。
　　2.发展利用可再生能源可再生能源是可以永续利用的能源，如水能（小水电）、风能、太阳能、生物质能和海洋能等，不存在资源枯竭问题。目前，世界各国都力推可再生能源，中国更应该把握住发展可再生能源的时代走向，争取在可再生能源开发利用上走在世界前列，缓解日益加重的能源危机与环境压力。
　　（1）中国可再生能源具备良好的资源基础我国可再生能源品种齐全，数量多，资源基础雄厚。我国小型水电可开发量为1.2亿千瓦，目前仅开发了不到1／4；全国陆地每年接收的太阳辐射能相当于24000亿吨标准煤，如果按陆地面积的1%、平均转换效率按20%计，一年可提供的能量达48亿吨标准煤，相当于2006年全国一次能源消费量（24.6亿吨标准煤）的两倍；我国10米高度层的风能总储量为32亿千瓦，实际可开发为2.53亿千瓦，加上近海风力资源，可装机容量达10亿千瓦；生物质能资源也十分丰富，秸秆等农业废弃物每年约有3.0亿吨标准煤，薪柴资源为1.3亿吨标准煤，加上城市有机垃圾等，资源总量近7亿吨标准煤。通过品种改良和扩大种植，生物能的资源量可以在此水平上再翻一番。此外，还有地热能和海洋能等，可供大规模长期开发利用。总之，中国可再生能源资源丰富，具有大规模开发的资源条件和技术潜力，可以为未来社会和经济发展提供足够的能源，开发利用可再生能源大有可为。
　　（2）中国可再生能源具备良好的市场基础我国可再生能源具有巨大的潜在市场，随着我国经济的进一步发展和全面小康建设的推进，必将对能源供应提出新的要求。
　　同时，我国又是一个农业大国，61%的人口生活在农村，农村能源利用率处于较低水平，每年要消耗6亿多标准煤的能量，其中一半的能源靠作物秸秆和伐树木获得，这使得生态环境遭到破坏，荒漠化程度加剧。作为农村能源供应的重要补充，利用可再生能源正在为农村提供气体燃料、提供生活热水、为偏远地区农户解决无电问题等方面发挥重要作用，直接提高农民生活质量和改善农村环境质量。可再生能源的利用是农村能源与环境协调发展重要途径。所以，客观上的迫切需求为可再生能源提供了巨大的市场。
　　3.中国可再生能源开发现状与面临的挑战（1）中国可再生能源的产业发展已初具规模20世纪90年代以来，我国的可再生能源开发利用已经取得显著进展。2007年，我国可再生能源利用总量居世界首位。2007年我国小水电利用总量占世界一半，水电勘测、设计、施工、安装和设备制造均达到国际水平，已形成完备的产业体系；2007年，我国光伏电池产量达到100万千瓦，超过日本，位居世界；太阳能热水器使用量为5200万平方米，约占全球使用量的40%。据测算，使用1平方米的太阳能热水器每年可节约120千克标准煤。太阳能利用得到快速发展，在能源供应中占10.32%，居第二位；目前全国已建成并网风力发电装机容量57万千瓦，2007年的风电装机容量达到590万千瓦，比2006年增加了330万千瓦2007年，我国可再生能源年开发利用总量折合2.2亿吨标准煤，占一次性能源消费总量的8.5%。我国是一个农业大国，生物质能材料来源广泛，生物质发电装机容量已达到相当规模，农村年产沼气102亿立方米，相当于1600万吨煤；沼气工程实现了标准化生产，沼气技术服务体系已比较完善；另外我们在可再生能源利用技术上取得很大突破，相当一批技术已发展到商业化初始阶段。
　　……

序言

---

探索能源的未来：人类与自然的和谐共生 本书聚焦于全球能源格局的深刻变革，深入剖析了在日益严峻的环境挑战下，人类如何通过创新技术实现可持续发展的宏伟蓝图。 本书以宏大的叙事视角，首先描绘了自工业革命以来，人类社会对化石燃料的过度依赖所导致的全球性气候危机和资源枯竭的紧迫现状。我们审视了传统能源体系的内在脆弱性——从地缘政治冲突对能源供应的影响，到空气污染对公共健康的威胁，再到不可逆转的生态系统退化。这不是一本简单的环境警示录，而是一部关于人类智慧如何应对生存挑战的实证研究。 第一部分：能源转型的驱动力与挑战 我们首先将目光投向驱动这场能源革命的核心动力：对气候变化科学的深入理解以及全球范围内日益增强的环保意识。书中详尽梳理了联合国气候变化框架公约（UNFCCC）及其后的一系列国际协议，分析了各国政府在能源政策制定中所面临的政治博弈、经济权衡与技术瓶颈。 技术层面，本书对当前主流的可再生能源技术进行了全面的技术经济性评估。 太阳能光伏（PV）与聚光太阳能（CSP）： 我们探讨了薄膜电池、钙钛矿等前沿技术在效率提升和成本降低方面的最新进展，以及大规模太阳能电站建设中对土地利用和生态平衡的考量。 风能（陆上与海上）： 书中详细介绍了超大型海上风机的工程挑战，包括基础结构设计、电网接入的稳定性控制，以及对海洋生态的潜在影响评估。 水力与地热能： 虽然是成熟技术，但本书关注其在小型化、分布式应用方面的潜力，以及大型水坝对河流生态系统的长期影响研究。 然而，可再生能源的间歇性和波动性是摆在所有人面前的巨大难题。为了确保电网的稳定和能源供应的可靠性，储能技术成为了转型的核心。 本书对储能技术进行了系统梳理： 1. 电化学储能： 不仅涵盖了锂离子电池的能量密度与安全瓶颈，还深入探讨了钠离子、液流电池等下一代技术在电网级储能中的应用前景。 2. 机械储能： 抽水蓄能（PHS）的地理限制，以及压缩空气储能（CAES）和飞轮储能的最新工程实践。 3. 热能储能（TES）： 在工业供热和区域供暖中的集成应用潜力。 第二部分：构建智慧、弹性的未来电网 能源转型不仅仅是发电侧的革命，更是整个电力系统的智能化升级。本书将大量篇幅用于探讨智能电网（Smart Grid）的构建要素。 数字化与通信基础设施： 探讨了物联网（IoT）技术如何赋能分布式能源的实时管理、需求侧响应（Demand Response）的有效实施，以及网络安全在高度互联的能源系统中的重要性。 电网的柔性与弹性： 面对极端天气事件和网络攻击，如何设计一个能够快速自我修复、并有效整合分布式资源的先进电网架构。这包括了微电网（Microgrids）和区域能源系统的发展趋势。 电力市场机制的重塑： 分析了如何设计新的电力市场规则，以激励用户参与需求侧管理、鼓励新型储能设施的投资，并实现可再生能源的公平消纳。 第三部分：超越电力——能源系统的深度脱碳 本书强调，要实现真正的净零排放目标，必须解决交通、工业制造和建筑供暖等非电力领域的深度脱碳问题。 1. 交通运输的电气化与替代燃料： 详细分析了电动汽车（EVs）的普及所带来的挑战——充电基础设施的建设、电池回收与二次利用的闭环系统。同时，也审视了航空和航运等难以电气化的领域，对可持续航空燃料（SAFs）和氨燃料的潜力评估。 2. 工业流程的绿色化： 钢铁、水泥、化工等高耗能产业的转型是最大的挑战。书中探讨了利用绿色电力直接加热、发展碳捕集、利用与封存（CCUS）技术，以及氢能（注：此处为对其他能源的讨论，不涉及具体书名内容）在高温工业中的应用潜力。 3. 建筑部门的能效与零碳化： 讨论了超低能耗建筑（NZEB）的设计标准、地源热泵等高效供暖制冷技术，以及建筑内部能源管理系统的优化。 第四部分：政策、金融与社会公平 能源转型是一项复杂的社会工程，离不开强有力的政策引导和公平的资源分配。 绿色金融与投资机制： 探讨了碳定价机制（如碳税和排放交易系统ETS）如何有效地引导私人资本流向清洁能源项目。书中分析了主权财富基金、养老基金等大型机构在绿色债券和可持续投资中的角色。 公正转型（Just Transition）： 本书特别关注能源转型对传统化石燃料行业工人的影响。如何通过再培训、社区投资和区域经济多元化战略，确保转型过程中的社会稳定和公平，避免新的“能源贫困”出现。 全球合作与技术溢出： 审视了发达国家与发展中国家在清洁能源技术转移、能力建设和气候融资方面的责任与合作模式。 结语：通往韧性社会的未来愿景 全书以对未来能源系统的乐观而审慎的展望作结。成功的能源转型将不仅意味着更清洁的空气和稳定的气候，更意味着一个更具韧性、去中心化、权力更分散的能源基础设施，它将深刻重塑人类的经济结构、地缘政治版图和社会生活方式。本书旨在为政策制定者、工程师、投资者以及所有关心地球未来的读者，提供一个全面、深入且可操作的路线图，指引我们航行于这场宏大而必要的能源变革之中。 本书是一次对人类如何与自然环境达成长期、稳定、和谐共生关系的深刻思考与探索。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就足够吸引人，那种淡雅的绿色调，配合上抽象的氢能符号，让人立刻感受到一种前沿与自然的融合。我一直对绿色能源这个大概念很感兴趣，但说实话，我对具体的技术细节了解得并不深入。拿到这本书，我原本以为会是一本充满专业术语的科普读物，读起来会有些吃力。然而，翻开第一页，我就被它流畅的叙事风格所吸引。作者似乎有一种魔力，能够将那些复杂的科学原理，以一种非常易懂，甚至可以说是生动有趣的方式呈现出来。它没有直接抛出冷冰冰的数据和公式，而是通过一些生动的故事和比喻，来解释氢能的产生、储存、运输以及在各个领域的应用前景。我尤其喜欢它在描述氢能作为清洁能源的优势时，所描绘的那幅美好未来图景，让我对摆脱化石燃料的依赖充满了希望。而且，书中还穿插了一些关于科学家们探索氢能奥秘的趣闻轶事，这些细节让整个阅读过程不再枯燥，反而像是在和一位博学的朋友聊天，轻松愉快中就吸收了知识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构设计，充分考虑到了读者的阅读体验。它不是那种一本到底的“大部头”，而是由一个个相对独立的章节组成，但整体上又紧密相连，形成了一个有机的整体。我发现，即使我跳跃着阅读，也能很快抓住某个话题的核心。比如，我可以直接翻到关于“氢能在储能领域的革命”这一章节，就能了解到氢能如何成为解决可再生能源间歇性问题的关键。书中对于不同国家和地区在发展氢能方面的政策和投入，也有着详细的介绍，这让我对全球氢能产业的格局有了更清晰的认识。而且，它在探讨氢能的挑战时，并没有回避，而是坦诚地分析了成本、安全、基础设施建设等方面的难点，这恰恰体现了科学研究的严谨性。这种开放和全面的视角，让我在敬佩科学家们智慧的同时，也对这项技术的发展前景保持着理性的乐观。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格真的非常接地气，用一种非常舒服的方式来讲述科学。我一直觉得，很多关于新能源的书籍，要么过于晦涩难懂，要么就过于浅显，缺乏深度。但这本书找到了一个绝佳的平衡点。它用词准确，但绝不枯燥，反而充满了活力和想象力。我读到关于氢能汽车的部分时，感觉就像亲身坐在驾驶座上，感受着氢能动力带来的静谧与力量。书中对氢能的未来发展趋势的预测，也充满了前瞻性和启发性，让我对接下来的科技进步充满了期待。我尤其喜欢它在阐述一些复杂技术概念时，所使用的类比，比如将氢原子比作最轻盈的精灵，将电解水的过程比作魔法般的变化，这些生动的描述，让我这个非专业读者也能轻松理解，并且对氢能的奇妙之处产生浓厚的兴趣。感觉作者不仅是一位科学家，更是一位优秀的作家，他用文字描绘出了一幅充满希望的绿色未来。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事方式，让我觉得它不仅仅是一本知识的传递者，更像是一位引路人，带我探索一个充满未知与机遇的领域。我之前对氢能的认识，仅仅停留在“清洁能源”这个笼统的概念上，但这本书让我看到了它背后更深层次的科学原理和巨大的潜力。它用一种非常平实的语言，讲述了氢能从实验室走向现实的每一步，包括其中遇到的困难和突破。我尤其欣赏书中对氢能经济性的分析，它不仅仅罗列了成本数据，而是更深入地探讨了如何通过技术创新和规模化生产来降低成本，让氢能真正成为一种可负担的能源。而且，书中对氢能安全性的讨论，也做得非常到位，它没有夸大其词，而是用科学的态度，解释了氢能的安全风险以及相应的防护措施，让我对这项技术有了更全面的认识。这本书让我觉得，绿色能源的未来，真的充满了无限可能。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编排方式令我印象深刻。它不是那种按部就班、线性推进的科普书，而是更像一个精心设计的导览图，带领读者在绿色能源的广阔天地中自由漫步，尤其是聚焦于氢能这个令人兴奋的领域。我发现它在介绍氢能的各个方面时，都有着非常清晰的逻辑脉络。比如，它会先从历史的角度，追溯氢能概念的起源和早期探索，然后逐步深入到现代的制氢技术，包括电解水、生物质制氢等，并对各种方法的优劣进行了深入浅出的分析。接着，它会花大量篇幅来探讨氢能的储存和运输难题，这部分内容尤其扎实，让我看到了这项技术发展中面临的挑战，也理解了科学家们为此付出的努力。最让我惊喜的是，书中还探讨了氢能在交通、工业、建筑等领域的广泛应用场景，并通过一些实际案例，展示了氢能的巨大潜力。这种由浅入深、层层递进的讲解方式，使得我对氢能的理解不再是零散的点，而是形成了一个完整而立体的认知框架。