內容簡介
地球生物的發展史,同時也是光合作用的歷史。本書從地質學、古生物學、古氣候學等多個領域探索了大氣中CO2與植被互為消長的規律及其所產生的聚煤期與貧煤期的周期性;從光合作用機理、基因工程學的角度出發,研究了未來大氣CO2濃度快速增加的情況下,生物增長的速度、規模滿足人類能源發展所需的可能性與可行性;從能源農業、生物質能源套用技術、物質能源在不同條件下的經濟性等角度,展望了生物質能源*終全面替代化石能源並全面引領第四次產業革命的機遇、方法、趨勢。在此基礎上,本書收集整理了迄今為止包括轉基因產品在內的生物能源新品種、新成果、新案例,對地球植物大規模發展與生物質能源成為人類基礎能源所引發的第四次產業革命及其對人類生態經濟、文化、社會形態的影響做出了預測。
圖書目錄
第1部分能源、環境與產業革命
1能源與產業革命
11能源轉型是產業革命的動力
111能源轉型的定義、分期及標誌
112產業革命的定義、特徵及分期
113能源轉型是產業革命的動力
12能源與經濟發展
121能源消費與經濟發展作用機理
122能源轉型與國際經濟關係
123能源價格與經濟發展
124中國經濟發展和能源消耗的特點
13能源更替與人類生活需求
131人類能源發展階段回溯
132產業革命依次滿足不斷升級的人類需求
133現階段能源結構存在諸多問題
2能源與環境
21CO2、植物發展與氣候變化
211CO2在大氣圈、生物圈的轉化
212CO2與溫室效應
213CO2濃度與地球植物的發展
214從地球歷史的角度看今天的氣候變化
22人類或有能力調節大氣圈、生物圈的碳平衡
221岩石圈、生物圈、大氣圈的碳總量及循環模式
222人類必須在地球碳循環的過程中找到一個新的平衡點
223重視化石能源的清潔使用,贏得綠色能源發展的時間與空間
224人類有能力調控大氣中的碳平衡並不斷最佳化人類生存環境
23生物質能源主導人類能源需求
231生物工程與大氣碳含量的增加決定了生物質能源必將替代化石能源
232光合速率與CO2含量
233綠色地球與人類生存環境的根本改善
24隻要太陽依然存在,地球能源就永不枯竭
241太陽與地球的太陽能
242光合作用是收集、儲存、套用太陽能的途徑
243化石能源是地球歷史上太陽能的儲備
第2部分化石能源的保障能力及經濟壽命
3傳統化石能源的保障能力評估
31傳統化石能源完全滿足中國能源過渡期的充分使用
311中國傳統化石能源的資源儲量及分布特徵
312中國傳統化石能源的可使用年限分析
32傳統化石能源的開發現狀及經濟壽命分析
321煤炭開採技術相對成熟,油氣開發技術要求越來越高
322傳統化石能源的相對開採成本逐年升高
33傳統化石能源的保障體系正面臨挑戰
331開發難度加大,供給能力偏弱
332以煤炭消費為主,環境壓力加大
333人類化石能源規模化使用尚有空間與時間,是堵還是疏
334新能源快速崛起
4中國潛在化石能源的發展潛力評估
41非常規天然氣快速發展
411非常規天然氣資源的潛力可觀
412非常規天然氣的開採技術發展迅速
413產業政策不斷完善,我國對非常規天然氣的重視度顯著提升
42煤炭地下氣化的前景良好
421煤炭地下氣化原理
422國內外產業研究進展
423煤炭地下氣化能效及經濟性
424煤炭地下氣化市場前景
43新型煤化工技術發展對煤炭套用的最佳化
431新型煤化工發展歷程
432新型煤化工產業現狀
433新型煤化工發展趨勢
44油頁岩等潛在資源的開發和套用
441潛在資源產業現狀
442潛在資源發展趨勢
第3部分碳環境推動下的生物質能源
5能源植物
51生物質能源的成分
52能源植物的分類
521生產燃料乙醇的能源植物
522生產燃料油的能源植物
523木質纖維素能源植物
524水生藻類生物質能源
53生物質能源的特點
54決定生物質能源未來的關鍵——CO2、陽光和降水
541CO2
542陽光
543降水
544一個新的適宜植物生長的環境正在形成
6生物工程技術發展對生物質能源套用的關鍵作用
61基因工程技術發展與光合作用效率的提高
611通過改變C3與C4植物的基因提高光合作用效率
612通過延緩葉片衰老提高光合作用效率
613通過提高氮同化效率提高光合作用效率
614通過修飾植株株型提高光合作用效率
615通過提高水分利用率提高光合作用效率
62轉基因生物質能源原料的改良與發展
621轉基因技術對澱粉和糖類作物的改良
622轉基因技術對纖維素類植物的改良
623轉基因技術對油脂類能源植物的改良
624轉基因技術對藻類能源植物的改良
63生物工程技術領域的研發與投資
631國際重要戰略與政策規劃
632國際重大科技進展與趨勢
633對我國的啟示與發展建議
7未來50~100年生物質資源分布情景分析
71碳環境的改善與碳平衡的過程分析
72生物工程及生物總量的培育與成長過程
73新型氣候與碳環境下植物光合作用效率與生長速度評估
731現有環境條件下的再生能力評估
732CO2增加一倍時,在上述基礎上的生物質的增長規模
733在新的碳環境下現有沙漠與戈壁的綠化前景及再生能力
734未來生物質可再生能力評估
74新型氣候與碳環境下生物質生長的空間與規模
741現有森林可利用生物質經濟評價
742芒屬植物替代草原經濟規模
743部分草原升級為森林的經濟規模
744灌木升級為喬木的經濟規模
745森林換代與林木品種升級的經濟規模
8生物質能源套用技術現狀與套用工程示範
81生物質液化技術——液體燃料
811燃料乙醇
812生物柴油
813生物質熱解油
814巴西的生物質液體燃料產業
82生物質制沼氣
821歐洲沼氣工程技術現狀
822我國沼氣工程技術現狀
823持續高速發展的德國沼氣工業
83生物質發電
831全球生物質發電產業進展
832生物質發電技術現狀及示範工程
833我國燃煤耦合生物質發電技術套用情況
84生物質固化成型——顆粒燃料
85生物質氣化
9其他可再生能源與清潔能源是新能源結構體系的有益補充
91太陽能利用現狀及前景分析
911太陽能利用的主要影響因素
912太陽能套用前景分析
92風能利用現狀及前景分析
921風能利用的主要影響因素
922風能利用前景分析
93地熱能利用現狀及前景分析
931地熱能利用的主要影響因素
932地熱能套用前景分析
94海洋能利用現狀及前景分析
941海洋能利用的主要影響因素
942海洋能套用前景分析
95核能利用現狀及前景分析
951核能利用的主要影響因素
952核能套用前景分析
96氫能利用現狀及前景分析
961氫能利用的主要影響因素
962氫能套用前景分析
102019年啟示錄
101CO2排放量再創新高,減排措施遠水不解近渴
102多地突破高溫紀錄,全球變暖不斷加速
103冰蓋崩塌加速,海平面上升不可逆轉
104全球綠地面積快速增加,森林覆蓋面積增長
105高緯度地區濕度增加,年降雨量成倍增長
106沙漠面積快速退化,生物多樣性再創生機
107糧食產量再創紀錄,全球潛在可耕種面積不斷增加
108生物燃料產量進一步增長,生產成本不斷降低
109植物生長速度明顯加快,吸碳及儲碳功能不斷增加
第4部分新能源套用與發展的技術保障
11儲能技術在新能源領域大有可為
111儲能技術是分散式能源體系建立的關鍵
112儲能技術套用現狀及進展
1121機械類儲能
1122電氣類儲能
1123電化學類儲能
1124熱儲能
1125化學類儲能
113不同儲能技術適用性比較
114儲能技術前景展望
12分散式能源系統已經萌芽
121分散式能源發展現狀
1211分散式能源供應在已開發國家迅猛發展
1212我國分散式能源發展滯後
122分散式能源對儲能的要求
1221併網運行的一般要求
1222獨立運行的一般要求
1223特殊要求
123分散式能源發展趨勢展望
13網際網路與去中心化的能源格局
131網際網路的發展階段分析及趨勢展望
1311發展階段分析
1312趨勢展望
132區塊鏈技術的套用
1321區塊鏈技術發展現狀及未來展望
1322區塊鏈技術在能源格局中的套用
1323區塊鏈在能源方面的套用處於初級階段
133一個新的多元化能源保障系統的建立
1331可再生能源比重正在不斷提高
1332能源區塊鏈技術已經在快速發展
1333新的能源保障系統正在形成
第5部分生物質能源將全面推動第四次產業革命
14生物質將全面破解能源困境
141化石能源繼續利用的瓶頸
142可再生能源的局限性
1421太陽能
1422風能
1423潮汐能
1424地熱能
143生物質能源替代化石能源的必然性
1431生物質能具有稟賦優勢
1432生物質的增長潛力極大
1433生物質能源將全面破解能源困境
144生物質及其能源體系將全面推動第四次產業革命
15農業革命與社會財富的再分配
151基因工程推動下的生物質能源
1511轉基因作物已經帶來農業產品的20年快速增長
1512生物質能源是基因工程未來發展的主要領域
1513氣候變暖,CO2和水分增加,生物質能源體量增加巨大
1514未來十年全球生物質能源產量將翻番
152生物質能源產業化即將來臨
1521快速發展中的能源農業
1522生物質能源種植園
1523新技術與規模化為生物質能源產業帶來了契機
153向沙漠進軍
1531沙漠氣候的改善與灌溉技術的普及
1532沙漠生物品種的研發與普及
1533沙漠生物質能源的經濟性與商業推廣
1534生物質能源在沙漠領域的無限前景
154農業重新回歸大經濟產業地位
1541高科技指導下的新型農業
1542規模化與自動化
1543現代農業、循環經濟推動生物質能產業發展
1544社會財富的生產者和擁有者
16水利與灌溉工程將成為的基礎產業
161重新定義水利與灌溉工程
162轉基因產品與碳環境的改善將使水利工程獲得巨大的經濟效益
1621生物技術將使相同耗水量下的生物質生產量成倍提高
1622近30年來碳增長已使陸地植物增長迅速
163新型節水灌溉技術對單位水資源套用效率與經濟性的影響
1631現代節水灌溉技術與傳統渠灌套用效率比較
1632現代節水灌溉技術與傳統渠灌技術經濟性比較
164水利工程將成為的基礎產業
1641水利工程將由目前的公益行為轉化為盈利性的商業工程
1642水力與灌溉工程建設將成為的基礎產業
17新能源與新型工業體系的建立
171能源體系的變革
1711電力供應與保障體系
1712生物燃料替代化石燃料
1713能源技術的變革
172化工與原材料
173生物質建築材料與套用
1731木質建築材料
1732竹藤建築材料
1733秸稈建築材料
174新的工業體系的建立
175逆城市化與就業變革
1751逆城市化
1752就業變革
18中國將全面引領第四次產業革命
181生物質能源產業將在中國快速發展
1811中國是碳排放總量和綠化面積增長快的國家
1812豐富有效的土地資源為生物質能源產業發展提供了物質基礎
1813巨大的農業人口紅利與就地產業化
1814現有產業布局有利於生物質能源產業的發展
1815生物質能源技術需要政策大力傾斜
182網際網路等新技術體系將全面推動生物質能源產業的發展
1821人工智慧
1822新一代通信技術
1823量子通信
1824能源替代
183巨大的產業與市場優勢
1831巨大的市場與階梯化發展
1832中國是當今世界上內生創新活力的國家
1833中國具備已開發國家沒有的發展新能源的市場優勢
1834中國具備走向新能源創新的低成本優勢
184中國將全面引領第四次產業革命
1841第四次產業革命迫在眉睫
1842中國是第四次產業革命條件充分的經濟體
1843中國將全面引領第四次產業革命
作者簡介
鄧彤,中共黨員,高級經濟師、註冊安全工程師,中國人民大學工商管理學院工商管理專業碩士研究生。曾先後在山西省焦炭集團所屬的益達化工股份有限公司、龍源(介休)園區焦化有限公司擔任董事長兼黨委書記,現任山西省焦炭集團黨委委員、副總經理、總工程師。從事焦化及相關行業工作三十多年,專注於技術經濟、信息技術及新能源技術研究等多個領域,在《煤化工》、《經濟師》等學術刊物發表論文多篇,主持參與省部級科技項目若干。