新能源概論

　　能源是構成客觀世界的三大基礎之一，人類尋找可持續的能源道路，開發利用新能源和可再生能源是完善能源系統的重點。本書以新能源科學基礎、新技術前沿、新能源經濟與政策等方面的內容為對象，基礎知識與發展前沿相結合，內容豐富、涉足面廣。內容涉及當前的新能源熱門話題，如新能源的概念、新能源技術包括太陽能、風能、氫能、生物質能、核能和能源材料等的基礎與前沿。

　　本書可作為各大專院校與新能源相關的研究生作為新能源概論方面的教材，也可供相關專業科研與管理工作者參考。

作者簡介

馬振基

現任：國立清華大學化工系教授(1968~迄今)

學歷：國立成功大學化工學士(1969) 　　　
美國北卡羅萊納州立大學化工碩士(1975) 　　　
美國北卡羅萊納州立大學化工博士(1978)

經歷：美國孟山都公司(MONSANTO Co.)資深研究工程師(1977~1979) 　　　
美國洛氏公司(Lord Corp.)資深研究員(1979~1980) 　　　
美國菲利浦公司(Phillips Petroleum Co.)高級材料工程師(1980~1984) 　　　
國科會及國立清華大學化工所客座專家(1984~1986) 　　　
經濟部科技顧問室及技術處顧問(1990~1998) 　　　
國科會工程中心專利研究員(1991~2006) 　　　
國科會科技權益委員會委員(1995~2006) 　　　
國立清華大學研發處副研發長(2000~2002) 　　　
教育部科技顧問室顧問(2001~2006) 　　　
財團法人自強工業科學基金會執行長(2003~2006)

榮譽：1992 第一屆國家傑出發明獎 　　　
1993 行政院傑出科技研究獎 　　　
1994 國防科技研究獎 　　　
全國工業減廢個人獎 　　　
1995 國科會傑出研究獎 　　　
1997 教育部產學合作獎 　　　
1999 世界名人錄Who’s and Who in the world 　　　
2004 Outstanding Achievement Award,International Society of Plastic Engineers,U.S.A 　　　
2005 總統頒「教育百人團」獎 　　　
2006 95學年度清華大學優良教授獎 　　　
中國工程師學會傑出工程獎 　　　
第二屆奈米產業科技菁英獎 　　　
國立清華大學特聘教授(Tsing Hua Distinguished Professor)

Chapter １　概　述（Introduction） 　　
1.1　能源及其分類 　　　　
1.1.1　能量與能源 　　　　
1.1.2　能源的分類 　　　　
1.1.3　能源的開發利用 　　
1.2　新能源及其在能源供應中的作用 　　　　
1.2.1　新能源的概念 　　　　
1.2.2　新能源在能源供應中的作用 　　　　
1.2.3　新能源的未來 　　
1.3　新能源技術的發展 　　　　
1.3.1　太陽能 　　　　
1.3.2　風　能 　　　　
1.3.3　生物質能 　　　　
1.3.4　地熱能 　　　　
1.3.5　海洋能 　　
思考題 　　
參考文獻

Chapter ２　太陽能（Solar Energy） 　　
2.1　概　述 　　　　
2.1.1　太陽與太陽輻射 　　　　
2.1.2　太陽常數和大氣對太陽輻射的衰減 　　　　
2.1.3　太陽輻射測量 　　　　
2.1.4　中國的太陽能資源 　　
2.2　太陽能熱利用 　　　　
2.2.1　基本原理 　　　　
2.2.2　平板型集熱器 　　　　
2.2.3　聚光型集熱器 　　　　
2.2.4　太陽能熱利用系統 　　2.3　太陽光電 　　　　
2.3.1　太陽光電基本原理 　　　　
2.3.2　太陽能電池的製造和測定方法 　　　　
2.3.3　太陽能電池發電系統 　　
2.4　太陽能其他應用 　　　　
2.4.1　太陽池 　　　　
2.4.2　海水淡化 　　
思考題 　　
參考文獻

Chapter ３　生物質能源（Bio-Mass Energy） 　　
3.1　概　述 　　　　
3.1.1　生物質 　　　　
3.1.2　生物質能 　　　　
3.1.3　生物質的組成與結構 　　　　
3.1.4　生物質轉化利用技術 　　
3.2　生物質燃燒 　　　　
3.2.1　生物質燃燒及特點 　　　　
3.2.2　生物質燃燒原理 　　　　
3.2.3　生物質燃燒技術 　　　　
3.2.4　生物質燃燒直接熱發電 　　　　
3.2.5　生物質與煤的混合燃燒 　　
3.3　生物質氣化 　　　　
3.3.1　生物質氣化及其特點 　　　　
3.3.2　生物質氣化原理 　　　　
3.3.3　生物質氣化方法 　　　　
3.3.4　生物質氣化發電技術 　　
3.4　生物質熱解技術 　　　　
3.4.1　生物質熱解及其特點 　　　　
3.4.2　生物質熱解原理 　　　　
3.4.3　生物質熱解方法 　　　　
3.4.4　生物質熱解產物及應用 　　
3.5　生物質直接液化 　　　　
3.5.1　生物質直接液化及其特點 　　　　
3.5.2　生物質直接液化方法 　　　　
3.5.3　生物質直接液化產物及應用 　　
3.6　生物燃料乙醇 　　　　
3.6.1　生物燃料乙醇及其特點 　　　　
3.6.2　澱粉質原料製備生物燃料乙醇 　　　　
3.6.3　乙醇發酵方法 　　　　
3.6.4　纖維質原料製備生物燃料乙醇 　　　　
3.6.5　生物燃料乙醇的應用 　　
3.7　生物柴油 　　　　
3.7.1　生物柴油及其特點 　　　　
3.7.2　化學法轉酯化製備生物柴油 　　　　
3.7.3　生物催化法生產生物柴油 　　　　
3.7.4　超臨界法製備生物柴油 　　　　
3.7.5　生物柴油的應用 　　
3.8　沼氣技術 　　　　
3.8.1　沼氣的成分和性質 　　　　
3.8.2　沼氣發酵微生物學原理 　　　　
3.8.3　大中型沼氣工程 　　　　
3.8.4　沼氣的用途 　　
思考題 　　
參考文獻

Chapter ４　風　能（Wind Energy） 　　
4.1　風能資源 　　　　
4.1.1　風能資源分布的一般規律 　　　　
4.1.2　風能資源的表徵 　　　　
4.1.3　中國風能資源 　　
4.2　風能利用原理 　　　　
4.2.1　風力機簡介 　　　　
4.2.2　風力機工作原理 　　
4.3　風力發電 　　　　
4.3.1　關鍵設備及工作原理 　　　　
4.3.2　離網風力發電 　　　　
4.3.3　並網風力發電 　　
4.4　風力提水 　　　　
4.4.1　風力提水的現狀 　　　　
4.4.2　發展風力提水業的前景 　　
思考題 　　
參考文獻

Chapter ５　氫　能（Hydrogen Energy） 　　
5.1　概　述 　　
5.2　氫的製取 　　　　
5.2.1　天然氣製氫 　　　　
5.2.2　煤製氫 　　　　
5.2.3　水電解製氫 　　　　
5.2.4　生物質製氫 　　　　
5.2.5　太陽能製氫 　　　　
5.2.6　核能製氫 　　　　
5.2.7　等離子化學法製氫 　　
5.3　氫的儲存 　　　　
5.3.1　高壓氣態儲氫 　　　　
5.3.2　冷液化儲氫 　　　　
5.3.3　金屬氫化物儲氫 　　　　
5.3.4　碳質材料儲氫 　　　　
5.3.5　有機化合物儲氫 　　　　
5.3.6　其他的儲氫方式 　　
5.4　氫的利用 　　　　
5.4.1　燃料電池技術 　　　　
5.4.2　氫內燃機 　　
5.5　氫能安全 　　
5.6　氫能應用展望 　　
思考題 　　
參考文獻

Chapter ６　新型核能（New Nuclear Energy） 　　
6.1　概　述 　　
6.2　原子核子物理基礎 　　　　
6.2.1　原子與原子核的結構與性質 　　　　
6.2.2　放射性與核的穩定性 　　　　
6.2.3　射線與物質的相互作用 　　　　
6.2.4　原子核反應 　　
6.3　商用核電技術 　　　　
6.3.1　核能發電的基礎知識 　　　　
6.3.2　商用核電站的工作原理 　　　　
6.3.3　商用核電站的安全性 　　
6.4　核能的新紀元 　　　　
6.4.1　核分裂發電技術的選擇 　　　　
6.4.2　Gen-Ⅳ的研發目標與原則 　　　　
6.4.3　選定的GEN-Ⅳ反應爐 　　
6.5　未來的新型核能 　　　　
6.5.1　核分裂（變）能園區（圖6-17） 　　　　
6.5.2　加速器驅動的次臨界潔淨核能系統 　　　　
6.5.3　核聚變點火與約束 　　　　
6.5.4　聚變—裂變混合堆系統 　　　　
6.5.5　磁約束聚變能系統（MFE） 　　　　
6.5.6　慣性約束聚變能系統（IFE） 　　
思考題 　　
參考文獻

Chapter ７　新能源材料（New Energy Materials） 　　
7.1　緒　論 　　
7.2 　鋰離子電池材料 　　　　
7.2.1　正極材料 　　　　
7.2.2　負極材料 　　
7.3　燃料電池材料 　　
7.4　新型儲能材料 　　　　
7.4.1　概　論 　　　　
7.4.2　熱能儲存技術 　　　　
7.4.3　相變儲能材料 　　
7.5　其他新能源材料 　　　　
7.5.1　太陽能電池材料 　　　　
7.5.2　生物質能材料 　　　　
7.5.3　核能關鍵材料 　　　　
7.5.4　鎳氫電池材料 　　　　
7.5.5　其他新能源材料 　　
思考題 　　
參考文獻

Chapter ８　其他新能源（Anothor New Eneries） 　　
8.1　地熱能 　　　　
8.1.1　地熱資源及其特點 　　　　
8.1.2　地熱的熱利用 　　　　
8.1.3　地熱發電 　　
8.2　海洋能 　　　　
8.2.1　潮汐能及其開發利用 　　　　
8.2.2　波浪能及其開發利用 　　　　
8.2.3　海流能及其開發利用 　　　　
8.2.4　海洋溫差能及其開發利用 　　　　
8.2.5　海洋鹽度差能及其開發利用 　　
8.3　可燃冰 　　　　
8.3.1　可燃冰資源及其特點 　　　　
8.3.2　國際上可燃冰的勘探和開發動態 　　　　
8.3.3　中國的相關活動和資源量估計 　　　　
8.3.4　可燃冰的開採技術現狀 　　
思考題 　　
參考文獻

Chapter ９　新能源發展政策 　　
9.1　新能源在中國發展障礙 　　　　
9.1.1　成本障礙 　　　　
9.1.2　技術障礙 　　　　
9.1.3　產業障礙 　　　　
9.1.4　融資障礙 　　　　
9.1.5　政策障礙 　　　　
9.1.6　體制障礙 　　
9.2　國外促進新能源發展的政策措施 　　　　
9.2.1　國外新能源技術發展的政策經驗 　　　　
9.2.2　國外的主要政策工具 　　
思考題 　　
參考文獻