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第1章 绪论 1
1．1 能源 1
1．2 新能源 1
1．3 新能源技术 2
第2章 太阳能 4
2．1 前言 4
2．1．1 太阳和太阳辐射能 4
2．1．2 到达地球的太阳辐射能 5
2．1．3 太阳能的利用 6
2．2 太阳能-热能交换技术 7
2．2．1 太阳能热发电技术 7
2．2．2 太阳能供暖技术 12
2．2．3 太阳能制冷技术 15
2．2．4 太阳能热水系统 18
2．2．5 其他太阳能的热利用技术 24
2．3 太阳能-光电转换技术 27
2．3．1 晶体硅太阳能电池 31
2．3．2 非晶硅太阳能电池 33
2．3．3 化合物半导体太阳能电池 37
2．3．4 纳米晶化学太阳能电池 44
2．3．5 太阳能电池的发展 45
2．4 太阳能-化学能转化技术 46
2．4．1 光合作用 46
2．4．2 光化学作用-光催化水解制氢 47
2，4．3 光电转化-电解水制氢 47
2．4．4 太阳能-高温热化学反应 47
主要参考文献 48
第3章 氢能 51
3．1 氢的制取 53
3．1．1 化石燃料制氢技术 53
3．1．2 电解水制氢 67
3．1．3 生物及生物质制氢 81
3．1．4 太阳能光解水制氢 87
3．1．5 热化学分解水制氢 90
3．1．6 其他制氢技术 94
3．1．7 氢气提纯 96
3．2 氢的储存与输运 97
3．2．1 液化储氢 98
3．2．2 压缩氢气储存 108
3．2．3 金属氢化物储氢 111
3．2．4 配位氢化物储氢 115
3．2．5 物理吸附储氢 117
3．2．6 有机物储氢 118
3．2．7 玻璃微球储氢 120
3．2．8 地下储存 120
3．2．9 氢的输运 121
3．3 氢的应用 122
3．3．1 氦在燃气轮机发电系统中的应用 122
3．3．2 氢在内燃机中的应用 128
3．3．3 氢在喷气发动机上的应用 138
3．4 氢的安全性 139
3．4．1 泄漏性 139
3．4．2 氢脆 140
3．4．3 氢的扩散 141
3．4．4 可燃性 141
3．4．5 爆炸性 142
主要参考文献 143
第4章 核能 148
4．1 核能概述 148
4．1．1 人类认识和利用核能的历史 148
4．1．2 核能应用的基础与特点 148
4．1．3 核能的优势及用途 150
4．1．4 世界核能发展的历史及现状 154
4．1．5 核能技术今后发展的战略方向 155
4．2 核电技术 156
4．2．1 核裂变反应堆 156
4．2．2 核聚变装置 166
4．3 核供热 172
4．3．1 常压深水池供热反应堆 173
4．3．2 常压壳式供热堆 175
4．3．3 核供热堆的其他用途 177
4．3．4 核供热堆前景展望 178
4．4 核废物处理与核安全 178
4．4．1 核废物的管理及处置 178
4．4．2 核安全 183
主要参考文献 185
第5章 化学电源 188
5．1 金属氢化物镍电池 189
5．1．1 MH/Ni电池的工作原理 189
5．1．2 MH/Ni二次电池的结构与性能 190
5．1．3 MH/Ni电池的性能 190
5．1．4 MH/Ni二次电池的制造工艺 192
5．1．5 MH/Ni电池的材料 195
5．2 锂离子二次电池 195
5．2．1 锂离子电池的工作原理 196
5．2．2 锂离子电池的结构 196
5．2．3 锂离子电池的性能 197
5．2．4 锂离子电池的制备工艺 198
5．2．5 锂离子电池的材料 200
5．3 燃料电池 201
5．3．1 碱性燃料电池(AFC) 202
5．3．2 磷酸型燃料电池(PAFC) 205
5．3．3 质子交换膜燃料电池(PEMFC) 209
5．3．4 熔融碳酸盐燃料电池(MCFC) 216
5．3．5 固体氧化物燃料电池(SOFC) 221
5．4 铝电池 226
5．4．1 水溶液电解质铝电池 226
5．4．2 铝-空气电池 227
5．4．3 非水溶液电解质铝电池 231
主要参考文献 232
第6章 生物质能 236
6．1 生物质能简介 236
6．1．1 生物质能的特点 236
6．1．2 生物质能分类 237
6．1．3 生物质利用的主要技术 238
6．1．4 国内外生物质能开发利用的现状 239
6．1．5 生物质能开发利用的前景 242
6．2 生物质能转化技术 242
6．2．1 物理转换技术 242
6．2．2 生物质化学转化技术 248
6．2．3 生物转换技术 272
6．3 其他新技术 292
6．3．1 生物柴油 292
6．3．2 生物质制氢 297
主要参考文献 304
第7章 其他新能源 306
7．1 风能 306
7．1．1 概述 306
7．1．2 风力发电系统 309
7．1．3 风机技术发展趋势 315
7．2 海洋能 321
7．2．1 潮汐能发电 321
7．2．2 波浪能发电 325
7．2．3 温差能发电 325
7．2．4 盐差能发电 326
7．3 地热能 326
7．3．1 地热能资源 327
7．3．2 地热能的利用 327
7．3．3 地热能的开发 328
7．4 可燃冰 328
7．4．1 可燃冰的形成 329
7．4．2 可燃冰的分布 329
7．4．3 可燃冰的性质 329
7．4．4 可燃冰的开采 330
主要参考文献 331
在世界金融危机肆虐，国际格局大变动，国际秩序大调整的背景下，中国政府和能源企业利用时代发展的新机遇，化解国际社会出现的新挑战，能源外交有声有色，能源国际合作取得重大进展。
总结今年中国能源外交面临的新机遇新形势，主要表现在以下几个方面：
第一，世界金融危机对部分能源资源国造成严重冲击，资源国的强势地位相对下降。
发端于美国的世界金融危机对全球经济造成沉重打击，包括美国、欧盟、日本在内的发达国家经济体生产大幅下滑，东欧、独联体等国家经济增长也急剧减速，就连新兴发展中大国经济也受到不同程度的冲击。世界经济的大面积滑坡导致国际市场石油需求明显下降，出现了多年来少有的供大于求的情况。
与此同时，多个资源国的金融系统陷入困境，投机大宗商品的风险增大，利润减少，致使金融资本大规模抽离石油市场，国际油价波动幅度明显加大。能源金融因素的重大变化导致国际油价大幅度下跌，能源资源国出口收入锐减，同时，由于能源资源国一些大型国有公司，近年来盲目借贷扩张，特别像俄罗斯这样独立的石油输出国，巨额债务缠身，在石油出口收入锐减的情况下，资金链发生断裂，因而陷入严重的资金短缺危机，导致开发投资萎缩，剩余产能减少，股值大幅贬值，有些公司为了还债不得不压价出售资产。
虽然最近两个月国际油价大幅反弹，但能源界普遍认为，这种反弹并非供需失衡所致，事实上，石油供应和需求库存等仍然温和看跌，本轮反弹实际上是投机资本在对世界经济危机即将触底反弹的过分乐观预期趋势下，看涨石油期权重返国际石油市场，以及美元贬值等因素所导致的。专家预测，今后一段时间，国际油价仍有可能继续走高，但持续高涨的可能性不大。主要原因是，一方面，世界经济是否已经见底，能否避免长时间的谷底徘徊，现在很难预料，另一方面，世界各国加强对金融投机监管的呼声高涨，投机资本兴风作浪的空间明显缩小，国际石油市场再次出现剧烈震荡的危险性有可能降低。
上述情况导致能源资源国在近年高油价条件下不断强化的强势地位明显下降。尽管我们不能说现在的国际石油市场不再是卖方市场，但可以肯定的是，在今后一段时间，资源国要回复上年咄咄逼人的气势十分困难。
这种情况显然有利于能源消费国的能源安全。就是在这种形势下，中国充分利用充足的外汇储备，以及深化国际能源合作，一方面大幅提升了国家的能源安全水平，另一方面给资源国能源产业的生存和发展提供了强有力的支撑，同时，也为金融危机后，国际能源市场的稳定作出了重要的贡献，可以说，中国的举措，具有双赢和多赢的性质，这是新的形式第一点。
第二，气候变化问题凸显，成为国际合作的新焦点。
与世界金融危机的发生几乎同时，国际社会对应对气候变化挑战的重视大幅增高。气候变化成为大国关系、南北关系的重大课题，成为国际战略博弈的新焦点。世界各国节能减排的呼声强烈，对于哥本哈根气候变化大会寄予厚望。因为温室气体的排放，80%都跟人类能源活动密切有关。所以，世界各国都把应对气候变化的关注重点放在了采用节能技术减少二氧化碳的排放上，放在了开发清洁能源、可再生能源的能源问题上。
于是，一场新的能源革命，一场低碳经济革命，一场绿色产业革命蓬勃兴起。在这场革命中，美国奥巴马政府率先推出了能源新政，包括中国在内的其他主要经济体刺激经济计划也都高度重视能源产业结构的调整。无论即将召开的哥本哈根气候变化大会能否就减排量化指标问题达成妥协，它对可再生清洁能源的发展都会产生极大的推动作用，不久的将来，新能源完全可能以人类意想不到的速度取代世界经济对一次能源的部分需求，我们可以设想对石油等化石能源的需求即使减少百分之十几，也不会对国际石油市场产生极大的冲击、极大的震撼，从而可能大大缓解石油供需的矛盾，引起国际能源格局的重大变化。
这种情况有利于世界能源的安全，对能源需求大国中国来说，更是一种福音。中国实现工业化、城市化、现代化的能源成本因此有望大幅降低，如果中国能在新能源革命中争取到主动，国家的能源安全受制于他人的状况会得到实质性的改变。
第三，中国的崛起势头强劲，应对危机表现突出，在国际能源关系中地位有所增强。
中国经济快速增长，能源需求持续旺盛，中国在国际能源领域必将继续占据战略买家的地位，任何国际能源主体都不能不重视中国日益增强的影响力，从而渴望大幅度扩展中国的能源外交空间。中国的外汇储备充足，世界主要能源国普遍看重中国的投资能力，这种情况有望为中国增强在国际能源市场地位，加强以资源国在能源金融领域的合作创造新的条件。
中国应对金融危机措施坚决，化危为机，成效显著，表现突出。有望率先走出危机，而率先走出危机赢得的主动地位，有望为中国对国际能源关系的运筹提供有利的支撑。
中国的国际地位快速上升，世界普遍看好中国，重视发展对中国的关系，有望大幅增强中国在现行国际格局中的地位，为中国开展更具活力的能源外交提供新的依托。
上述这三个方面的有利因素对中国能源外交的运筹已经并将继续起到重要的作用。中国战略石油储备的建立，商业石油储备的充盈，能源企业走出去步伐的加快，海外资产并购力度的加大，陆上油气管道建设的突破，长期石油供应合同的签订，能源领域全面合作的战略都是在这种有利条件下发生的。
然而，我们在看到有利条件的同时，必须重视不利因素的存在。
例如：中国经济的发展对境外能源资源的依赖度还在增大，至少在2030年对化石能源的需求难以减少，势必影响到国家能源安全的维护。
再如，中国在能源金融领域的运筹能力有限，特别是在应对国际金融投机资本操纵能源市场方面缺少经验。势必增大中国维护能源安全的代价和成本。
还有，中国在现行国际能源秩序中可能长时间处于一种弱势地位，中国维护能源安全可能面临着重重困难。
基于以上有利和不利因素的分析，我认为中国能源外交必须从以下几个方面作出新的努力。
首先，要加紧后金融危机时期能源战略的谋划。在这次金融危机中，我国受到的冲击相对较轻，应对危机的思路对头，措施得力，因而完全有希望率先赢得走出危机的先机。充分利用这一先机的前提是，切实做好具有前瞻性的后金融危机时期的能源战略谋划。要分析金融危机对世界能源形势的影响以及危机过后我国在世界能源格局地位中可能的变化，既要有高瞻远瞩的战略思维，又要立足于现实国情，既要确立明确的战略目标战略战略布局和战略重点，又要制定各领域各阶段实施方略和具体举措，从而指引各个能源合作主体开展纵横捭阖的能源外交，深化多方位的国际能源合作，特别下大力推动我国周边区域和次区域能源合作，取得实质性进展。
其次，要大力推动新的国际能源金融秩序的形成。在推动新的更加公正合理的国际能源秩序形成方面，特别要关注国际能源金融秩序，要充分认识金融因素对国际能源关系的重大影响，研究这种影响，寻求利用其积极方面规避其消极方面的有效途径，建议从扩大本地结算比例入手，逐步形成新的一揽子货币结算体系，充分利用外汇储备充足的优势，加大对境外资源开发、周边油气管道建设的投资力度，贷款换石油的成功经验值得我们认真总结。
第三，要力争在绿色产业革命中走在世界前列。新能源技术是21世纪最具发展潜力的技术，是为经济可持续发展创造新的经济繁荣的重要引擎，也是应对气候变化的重要钥匙。谁率先掌握了新能源技术谁就有希望占据世界经济发展的制高点，成为世界经济革命的领头羊。我们应当从本国国情和长远利益出发，采取积极而又稳妥的措施，争取在这项革命中走到世界的前列。
与此同时，我们必须继续重视传统能源安全问题。在新能源开发尚处于起步阶段，而且在中短期内难以规模化利用的情况下，我们对一次能源的利用难以有实质性减少。因此，必须抓住后金融危机的有利时机，强化国家的传统能源安全，与世界主要油气资源国建立更加广泛的战略合作关系，尽可能多的并购油气资产，以确保我国长期而又稳定的油气供应，同时，为世界经济发展作出我们应有的贡献。
能源资源的战略属性日益突出，国际能源合作越来越离不开外交运筹，离不开对对象国政治环境、经济环境、人文环境、法律环境、社会环境、安全环境等宏观环境的研究，以及机动灵活的外交运筹。
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