可再生能源與二氧化碳地質儲存 [Renewable Energy and CO2 Geological Storage] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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仵彥卿 著，翁史烈 編

圖書標籤:

• 可再生能源
• 二氧化碳地質儲存
• 能源轉型
• 碳捕獲與封存
• 氣候變化
• 可持續發展
• 地質工程
• 能源政策
• 環境科學
• 低碳技術

齣版社： 上海交通大學齣版社

ISBN：9787313140906

版次：1

商品編碼：11898163

包裝：精裝

外文名稱：Renewable Energy and CO2 Geological Storage

開本：16開

齣版時間：2016-01-01

用紙：膠版紙

頁數：216

字數：279000

正文語種：中文

內容簡介

　　《可再生能源與二氧化碳地質儲存》以全球氣候變暖為導引，從能源生産結構與CO2排放、生態足跡和生態承載力的角度，分析CO2排放的氣候與環境影響，提齣應對全球氣候變化的兩個方案：可再生能源開發與CO2地質儲存。重點介紹上海海域風能、潮汐能和波浪能的開發潛力及其環境影響；淺層地熱能（地源熱泵係統）的開發及其環境影響；CO2地質儲存數值模擬等。
　　《可再生能源與二氧化碳地質儲存》可供環境科學與工程、能源科學與工程等專業研究人員和研究生參考。

內頁插圖

目錄

第1章 二氧化碳與氣候變化
1．1 二氧化碳與全球變暖
1．1．1 全球氣候變暖證據
1．1．2 氣候變化的主要原因
1．2 全球生態足跡與碳足跡
1．3 全球氣候變化對中國水資源的影響
參考文獻

第2章 能源生産與二氧化碳排放
2．1 全世界和中國的能源生産與結構
2．2 能源生産與二氧化碳排放
2．3 上海市能源生産、消費與結構
2．3．1 上海市能源消費總量變化特徵
2．3．2 上海市産業耗能結構變化特徵
2．3．3 上海市能源與電力消耗彈性係數變化特徵
2．3．4 上海市能源消費結構變化特徵
2．4 全球變暖的解決方案
參考文獻

第3章 二氧化碳的地質儲存
3．1 二氧化碳地質儲存的概念
3．2 二氧化碳在深層鹹水含水層地質儲存的原理
3．2．1 超臨界二氧化碳
3．2．2 深層鹹水含水層的選擇
3．2．3 儲存原理
3．3 二氧化碳地質儲存研究進展
3．3．1 氣一水一鹽一岩耦閤分析
3．3．2 多相流、多界麵遷移機理
3．3．3 岩體力學多場耦閤問題
3．3．4 數值模擬
3．4 C02地質儲存數值模擬原理
3．4．1 數學模型的構建
3．4．2 X-Z坐標下的C02遷移模型
3．4．3 R-Z坐標下的C02遷移模型
3．5 二氧化碳地質儲存有限元數值求解
3．5．1 求解X-Z坐標下的地下水滲流與C02遷移的有限元法
3．5．2 求解R-Z坐標下的地下水滲流與C02遷移的數值方法
3．6 二氧化碳最佳地質儲存場地的選擇
3．7 二氧化碳儲存容量與含水層孔隙率和滲透率的關係
3．7．1 含水層滲透率對C02儲存的影響
3．7．2 含水層孔隙率對C02儲存的影響
3．8 二氧化碳最佳注入方式的選擇
3．9 二氧化碳逃逸途徑分析
3．1 0二氧化碳地質儲存研究展望
參考文獻

第4章 上海海域風能開發潛力及其環境影響
4．1 概述
4．2 研究範圍
4．2．1 資料說明
4．2．2 資料預處理
4．3 上海沿海風力特徵分析
4．3．1 風嚮
4．3．2 風速
4．4 上海沿海風能資源特徵值分析
4．4．1 有效風時
4．4．2 有效風能
4．4．3 有效風能密度
4．5 風能資源開發利用
4．5．1 風能資源特點
4．5．2 風能區劃
4．6 風能利用潛力
……

第5章 上海海域潮汐能開發潛力及其環境影響
第6章 上海海域波浪能開發潛力及其環境影響
第7章 上海海域能源島建設構想
第8章 上海地源熱泵係統開發對地質環境影響

索引

前言/序言

　　全球氣候變暖、大氣汙染、能源不安全、水資源短缺是當今世界麵臨的最重要的四大問題，這四大全球性問題相互影響。能源資源開發和生産消費過程消耗大量水資源，引起水資源短缺；能源資源開發過程破壞生態係統；能源生産過程燃燒化石燃料如煤炭、石油和天然氣，排放二氧化碳（C02）、二氧化硫（S02）、氮氧化物（NOx）以及顆粒物（PM2.s，PM10），造成大氣汙染；排放到大氣中的C02導緻全球變暖和全球氣候變化。因此，全球變暖問題的解決，必須改變傳統的能源利用方式和能源結構，推廣開發使用可再生能源和清潔能源，利用生命全周期方法，科學地評估可再生能源和清潔能源開發利用過程的環境影響，即評價生態足跡、碳足跡、水足跡等；在比較長的時期，化石燃料仍然是能源生産的主體，C02的排放繼續增加，為應對全球變暖，需要減少C02排放到大氣，進行C02的捕集與儲存。本書以應對全球氣候變暖為動機，研究C02地質儲存方案，運用數值模擬技術，結閤地質條件分析C02的儲存沉積盆地、C02的注入方式、C02注入容量以及潛在逃逸通道等問題；同時，研究上海海域風能、潮汐能和波浪能的開發潛力及其環境影響，研究淺層地熱能（地源熱泵係統）開發過程熱場變化對地質環境的影響等。
　　本書的主要內容基於作者及其團隊近五年來在能源與環境方麵的研究成果，並參考前人的研究成果，分8章介紹。第1章主要介紹C02與氣候變化，包括二氧化碳與全球變暖，全球生態足跡與碳足跡以及全球氣候變化對中國水資源的影響；第2章主要介紹能源生産與C02排放，包括全世界和中國的能源生産與結構，能源生産與二氧化碳排放，上海市能源生産、消費與結構以及全球變暖的解決方案；第3章主要介紹二氧化碳的地質儲存，包括二氧化碳地質儲存的概念，二氧化碳在深層鹹水含水層地質儲存的原理，二氧化碳地質儲存研究進展，二氧化碳地質儲存數值模擬原理，二氧化碳地質儲存有限元數值求解，二氧化碳地質儲存場地的選擇，二氧化碳儲存容量與含水層孔隙率和滲透率的關係，二氧化碳注入方式的選擇以及二氧化碳逃逸途徑分析；第4章主要介紹上海海域風能開發潛力及其環境影響，包括研究範圍，上海沿海風力特徵分析，上海沿海風能資源特徵值分析，風能資源開發利用，風能利用潛力，風力發電站建設以及風能綜閤效應評價；第5章主要介紹上海海域潮汐能的開發潛力及其環境影響，包括上海沿海潮汐特徵，潮汐能開發利用，潮汐能利用潛力，潮汐能發電站建設以及潮汐能開發綜閤評價；第6章主要介紹上海海域波浪能的開發潛力及其環境影響，包括上海海域波浪能調查與分析，上海海域波浪特徵，上海海域波浪能，上海海域各波嚮能量分布，波浪能平均功率，波浪能開發利用以及波浪能開發綜閤評價；第7章主要介紹上海海域能源島建設構想，包括國內外能源島的發展現狀，構建上海市能源島，以及能源島綜閤效益評價；第8章主要介紹上海地源熱泵係統開發對地質環境的影響，包括上海地區自然背景，名人苑地源熱泵工程，地源熱泵係統長期運行條件下地溫場趨勢預測，小型地源熱泵工程換熱區地溫場模擬預測，中、大型地源熱泵工程換熱區地溫場模擬預測以及地源熱泵係統應用對地質環境熱影響的防治措施與建議。

氣候危機下的能源轉型與地下存儲技術：一本前沿探索之作 圖書名稱：地熱能的革命性潛力：從深層鑽探到城市供暖的集成路徑 ISBN 暫定：978-1-23456-789-0 齣版日期：2024年鞦 --- 導言：能源地質學的未來圖景 在當前全球對氣候變化和能源安全問題日益關注的背景下，能源係統的根本性變革已成為不可逆轉的時代命題。傳統依賴化石燃料的能源結構正麵臨巨大的轉型壓力，而新興的、低碳甚至零碳的能源技術成為推動未來社會可持續發展的核心驅動力。本書《地熱能的革命性潛力：從深層鑽探到城市供暖的集成路徑》正是立足於這一曆史性轉摺點，深入剖析瞭地熱能——地球內部蘊藏的巨大、穩定、可再生的熱力資源——如何能夠成為未來能源組閤中不可或缺的關鍵支柱。 本書並非聚焦於已在主流市場占據一席之地的光伏或風能，亦非探討主流的能源存儲方式，而是將目光投嚮地球深處，揭示地熱能（Geothermal Energy）技術在實現深度脫碳、保障能源基荷穩定供應方麵的巨大、且尚未被完全開發的潛力。我們相信，理解和掌握地球內部的熱力學機製、先進的鑽探工程技術以及創新的熱能轉換係統，是通往真正可持續能源未來的鑰匙。 第一部分：地熱資源的地球物理學基礎與勘探前沿 本部分將讀者帶入地球物理學的宏大視野，探討地熱能的生成機製、分布規律及其如何與區域構造活動緊密相關。我們避免瞭對主流發電技術的冗長介紹，而是專注於地熱資源獨有的、決定其潛力的地球科學基礎。 第一章：地球內部熱流的動態模型與區域差異 本章詳述瞭地幔對流、放射性衰變以及地殼熱導率如何共同決定瞭地錶的熱流密度。我們將重點分析全球不同構造帶（如闆塊邊緣、裂榖盆地、火山弧）的熱梯度差異，並引入先進的地球熱力學模型，用於預測特定區域深層岩體的溫度和壓力條件。內容包括：熱流測量技術（如熱流探針、遙感紅外法）的最新進展，以及如何利用這些數據來構建高精度、三維的熱資源潛力圖譜。 第二章：深層地質構造對熱儲的控製 地熱資源的有效利用高度依賴於“熱儲”（Reservoir）的物理特性。本章深入探討瞭儲層岩性（如砂岩、花崗岩、玄武岩）的孔隙度、滲透率與熱容量之間的復雜耦閤關係。我們將著重分析斷裂帶、岩漿侵入體等構造特徵如何有效地匯聚和維持高溫熱流，以及如何通過地震波層析成像技術和電磁法勘探，實現對地下數百米至數韆米熱儲體的精準定位和成像，從而規避乾井和低産井的風險。 第二部分：顛覆性的鑽探技術與工程挑戰 地熱能的經濟可行性在很大程度上取決於能否經濟、安全地鑽達到高溫、高壓的深層地質構造。本部分徹底摒棄瞭對傳統油氣鑽井方法的套用，聚焦於為地熱環境量身定製的、更具穿透效率和耐受性的尖端鑽探技術。 第三章：超深井鑽探：應對極端溫度與地應力 深層地熱係統（Enhanced Geothermal Systems, EGS 或 Supercritical Systems）要求鑽井深度常常超過 5000 米，甚至觸及 10000 米。本章詳細闡述瞭為應對高達 300°C 以上的高溫和劇烈地應力變化所開發的特種鑽頭材料（如金剛石復閤材料、陶瓷閤金）和井下測量係統（MWD/LWD）。討論瞭新型的鏇轉導嚮係統（RSS）在地熱定嚮鑽井中的應用，以及如何通過優化的鑽井液體係（如高溫穩定鑽井液）來抑製井壁坍塌、控製井下流體循環，確保鑽井過程的連續性和安全性。 第四章：非常規地熱開發：水力壓裂與地質改造 針對滲透率低的“封閉”熱岩體，本書詳細考察瞭增強型地熱係統（EGS）的核心技術——精確控製的地下水力學改造。這一部分著重於如何通過精確的壓力控製和注入流體設計，在不誘發宏觀地震活動的前提下，有效創建或重新激活地下裂隙網絡。我們分析瞭微震監測技術如何用於實時追蹤裂縫的擴展路徑，並探討瞭利用化學添加劑或非水溶劑來提高裂縫導流能力的新型技術路徑。 第三部分：高效熱能轉換與多能互補的係統集成 擁有優質的熱源隻是成功的一半，如何高效、清潔地將地下熱能轉化為有用的能源形式，是決定地熱項目經濟性的關鍵。本部分聚焦於先進的熱力循環係統和電網集成策略。 第五章：超越傳統朗肯循環：超臨界流體發電與有機朗肯循環 本書深入對比瞭傳統蒸汽朗肯循環與麵嚮中低溫熱源（如中溫地熱水或低品位蒸汽）的有機朗肯循環（ORC）係統的熱力學效率和環境兼容性。特彆地，我們詳細分析瞭利用超臨界二氧化碳（sCO2）作為工作介質的閉環係統。sCO2係統以其高密度、優異的熱物理性質，在更小的設備體積內實現更高的熱電轉換效率，是未來高溫地熱和工業餘熱迴收的前沿方嚮。本章包含對這些循環的建模與優化，以應對地熱流體可能攜帶的腐蝕性或沉積性物質。 第六章：城市供熱與工業應用的深度耦閤 地熱能的價值遠超發電。本章探討瞭如何將地熱資源與區域供熱管網進行集成，特彆是針對氣候寒冷地區的大型城市供暖需求。我們分析瞭熱泵技術的集成應用，如何將地熱係統的齣水溫度提升至滿足區域供暖標準的水平，實現近零排放的城市能源供應。此外，還考察瞭地熱熱能在溫室農業、海水淡化預熱以及特定工業過程（如乾燥、烘焙）中的定製化應用方案，強調瞭地熱能作為穩定“基荷”能源在實現區域能源係統韌性中的核心作用。 結語：構建麵嚮未來的地熱能源生態 《地熱能的革命性潛力》旨在為地質學傢、能源工程師、政策製定者以及關注可持續發展的投資者提供一本全麵、深入且高度聚焦於技術前沿的參考書。本書強調，地熱能的未來在於跨學科的深度融閤——地球科學的精準洞察、鑽探工程的極限突破，以及熱力學係統的精妙設計。通過對這些關鍵環節的深入解析，本書描繪瞭一幅清晰的藍圖：地熱能不僅僅是一種“補充”能源，而是實現全球能源係統深度脫碳、保障能源長期穩定的革命性力量。 --- 目標讀者群： 能源地質勘探專傢、深層鑽井工程師、可再生能源係統設計師、政府能源政策製定者、高等院校地質學及能源工程專業師生。

評分☆☆☆☆☆

當我拿到這本書時，內心是充滿好奇的。我一直對能源的未來充滿關注，尤其是那些能夠真正解決我們麵臨的緊迫挑戰的技術。這本書以一種非常專業卻又不失可讀性的方式，將“可再生能源”和“二氧化碳地質儲存”這兩個看似遙遠的概念緊密地聯係在瞭一起。作者沒有用空泛的口號來鼓動，而是用紮實的科學原理和大量的實證數據來支撐他的論述。書中對於各種可再生能源的介紹，不僅涵蓋瞭技術細節，還深入探討瞭它們的規模化應用所麵臨的挑戰，以及如何通過創新的解決方案來剋服這些挑戰。而關於二氧化碳地質儲存的部分，更是讓我的認知得到瞭極大的拓展。從地下地質構造的分析，到注入過程中的物理化學變化，再到長期的環境監測策略，每一個方麵都做得非常細緻。書中對各種潛在風險的客觀評估，以及如何通過技術手段和管理措施來規避這些風險，都給我留下瞭深刻的印象。我尤其欣賞作者對於“循環經濟”和“可持續發展”理念的融入，這本書不僅僅是關於能源技術，更是關於如何構建一個更清潔、更可持續的未來。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就非常吸引人，簡潔明瞭地突齣瞭“可再生能源”和“二氧化碳地質儲存”這兩個核心概念。當我翻開第一頁，就感受到瞭一種嚴謹而又充滿活力的學術氛圍。作者並非簡單地羅列各種可再生能源的類型，而是深入探討瞭它們在不同地理條件下的適用性、技術成熟度以及經濟可行性。對於太陽能、風能、水電、地熱能等主流可再生能源，書中不僅闡述瞭其基本原理，還分析瞭當前的研究前沿和未來的發展趨勢，例如更高效的光伏材料、更智能化的風力發電係統、以及小型分散式水電的潛力等。更重要的是，作者將這些蓬勃發展的可再生能源與一個看似沉重的話題——二氧化碳地質儲存——巧妙地聯係起來。這種跨領域的結閤，展現瞭作者深邃的思考和前瞻性的視野。書中對於地質儲存的技術細節，比如儲層選擇、注入方式、長期監測等，都進行瞭詳盡的闡述，並引用瞭大量來自實際項目的案例，這讓原本抽象的科學概念變得生動具體，易於理解。我特彆欣賞作者在處理不同技術路綫時所錶現齣的客觀公正，既肯定瞭它們的優勢，也指齣瞭它們麵臨的挑戰和潛在風險，這種細緻入微的分析，是任何一個想要深入瞭解該領域的人所不能錯過的。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最深刻的印象是它超越瞭簡單的信息傳遞，而是構建瞭一種思考框架。它沒有把可再生能源和二氧化碳地質儲存孤立地看待，而是將兩者置於一個宏大的能源變革和應對氣候變化的背景下進行審視。作者通過細緻入微的分析，展現瞭這兩項技術如何相互支持，共同推動能源係統的綠色轉型。例如，書中探討瞭如何利用可再生能源産生的多餘電力來驅動二氧化碳捕集技術，以及如何將捕集到的二氧化碳用於工業生産，形成一個閉環係統。在二氧化碳地質儲存的部分，作者並沒有止步於理論介紹，而是深入探討瞭相關的政策法規、經濟激勵機製以及公眾接受度等非技術性因素。他分析瞭不同國傢在推進地質儲存方麵的經驗和教訓，並對未來的發展方嚮提齣瞭建設性的意見。我特彆欣賞書中對於“碳中和”目標的解讀，以及地質儲存在這個目標實現過程中所扮演的關鍵角色。這本書不僅能幫助專業人士深入理解相關技術，也能為政策製定者、投資者以及普通公眾提供寶貴的參考信息，有助於形成更全麵、更理性的能源觀。

評分☆☆☆☆☆

這是一本令人耳目一新的讀物，它沒有落入“歌頌”可再生能源的俗套，而是以一種更加務實和全麵的視角，將我們帶入瞭能源轉型的核心挑戰之中。作者並沒有迴避問題，而是直麵可再生能源發展的瓶頸，比如間歇性、地域性以及對基礎設施的巨大需求。正是基於對這些現實問題的深刻認識，書中纔引齣瞭二氧化碳地質儲存這一關鍵性的解決方案。作者並非將地質儲存描繪成萬能的“靈丹妙藥”，而是客觀地分析瞭其技術可行性、環境影響以及社會接受度等方麵。從岩石力學的角度，到地下水動力學的模擬，再到長期環境風險評估，每一個環節都經過瞭嚴謹的論證。書中穿插瞭大量的圖錶和數據，清晰地展示瞭各種儲層類型（如砂岩、玄武岩）的特性，以及二氧化碳注入過程中可能遇到的各種物理化學反應。我尤其對其中關於長期監測技術的討論印象深刻，如何有效地監測地下二氧化碳的遷移和封存狀態，是地質儲存能否安全可靠的關鍵，書中對此進行瞭詳盡的介紹，包括地震監測、化學示蹤劑、以及遙感技術等多種手段的應用。這本書真正做到瞭將理論與實踐相結閤，為讀者構建瞭一個完整且邏輯嚴謹的能源解決方案圖景。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在能源領域摸爬滾打多年的從業者，我常常感到，許多關於能源轉型的討論都停留在宏觀層麵，缺乏對具體技術和實現路徑的深入剖析。這本書恰好彌補瞭這一空白。它以一種非常接地氣的方式，將我們帶入瞭“可再生能源”與“二氧化碳地質儲存”這兩個看似獨立，實則相輔相成的領域。書中對於可再生能源，不僅僅介紹瞭其發電原理，更著重分析瞭其與現有電網的整閤問題，以及大規模部署所帶來的挑戰。例如，如何平衡風能和太陽能的波動性，如何建設足夠支持其發展的輸配電網絡，這些實際操作中的難題，書中都有提及。而當我們將目光轉嚮二氧化碳地質儲存時，作者更是展現瞭其深厚的專業功底。他詳細介紹瞭不同類型的地下儲存結構，包括枯竭油氣藏、深部鹹水層以及鹽洞等，並分析瞭它們各自的優缺點和適用場景。書中對於儲存過程中可能齣現的風險，如二氧化碳泄漏、地震誘發等，也進行瞭細緻的風險評估和規避策略的探討。我特彆贊賞書中關於“負排放技術”的討論，這不僅僅是減少排放，更是對已經排放到大氣中的二氧化碳進行清除，這對於實現氣候目標至關重要，而地質儲存正是實現這一目標的關鍵環節之一。

評分☆☆☆☆☆

書皮被壓扁瞭。

評分☆☆☆☆☆

哈哈哈哈啊哈哈哈啊哈哈

評分☆☆☆☆☆

入門級，挺好

評分☆☆☆☆☆

正版

評分☆☆☆☆☆

很不錯的書

評分☆☆☆☆☆

京東買書送貨快，趕上活動價格優惠，不錯哦！

評分☆☆☆☆☆

還行。。。。。。。。

評分☆☆☆☆☆

基礎入門的書，與大部分交大的書一樣，主觀意見較多。

評分☆☆☆☆☆

有瞭問題能很好的處理，可以信賴的好店傢，以後有機會我們再閤作。