碳中和的關(guān)鍵問題與顛覆性技術(shù)

目錄

第1章實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰與碳中和目標(biāo)的挑戰(zhàn)

1．1什么是碳足跡、碳達(dá)峰與碳中和

1.1.1碳足跡

1.1.2碳達(dá)峰

1.1.3碳中和

1．2《京都議定書》與《巴黎協(xié)定》

1．2．1《京都議定書》

1．2．2《巴黎協(xié)定》

1．3全球氣溫升高與IPCC第六次氣候變化評估報(bào)告

1．4關(guān)于全球氣溫升高1．5℃的影響

1．5全球升溫的潛在影響及相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)

1．5．1對氣候變化的影響

1．5．2對海平面的影響

1．5．3對陸地的影響

1．5．4對海洋生物的影響

1．5．5對個(gè)人健康、生活質(zhì)量、糧食安全和水供應(yīng)的

影響

1．5．6對生態(tài)系統(tǒng)的影響

1．6符合全球升溫1．5℃的排放路徑和系統(tǒng)轉(zhuǎn)型

1．6．1沒有或有限過沖1．5℃的模式路徑情形

1．6．2不高于或略超過1．5℃的模式路徑情形

1．6．3在升溫不高于或略超過1．5℃的路徑加上規(guī)?；?/p>

使用二氧化碳移除技術(shù)應(yīng)用

1．6．4在可持續(xù)發(fā)展和努力消除貧困背景下加強(qiáng)全球

響應(yīng)

1．7實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)面臨的挑戰(zhàn)

1．7．1現(xiàn)實(shí)阻力

1．7．2城市轉(zhuǎn)型升級

1．7．3能源生產(chǎn)、消費(fèi)和管理方式的轉(zhuǎn)變挑戰(zhàn)

1．7．4對世界經(jīng)濟(jì)格局造成的沖擊

1．8小結(jié)

第2章碳排放權(quán)交易的制度設(shè)計(jì)和法律問題

2．1引言

2．2國際碳排放權(quán)交易制度概述

2．2．1國際條約中的碳排放權(quán)交易制度

2．2．2美國碳排放權(quán)交易制度簡介

2．2．3歐盟碳排放權(quán)交易制度簡介

2．3國外重點(diǎn)碳排放權(quán)交易的法律實(shí)踐

2．3．1歐盟排放交易體系

2．3．2美國區(qū)域溫室氣體減排行動(dòng)

2．3．3新西蘭排放交易體系

2．3．4東京都排出量取引制度

2．4我國碳排放權(quán)交易與交易管理制度

2．4．1我國碳排放權(quán)交易實(shí)踐

2．4．2我國碳排放權(quán)交易管理制度

2．4．3分配與登記

2．4．4碳排放權(quán)定價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)管理

2．4．5碳排放核查與清繳

2．4．6監(jiān)督管理和罰則

2．5碳排放權(quán)交易發(fā)展前瞻與涉及的法律問題

2．5．1我國碳排放權(quán)交易發(fā)展前瞻

2．5．2碳排放權(quán)法律屬性

2．5．3碳排放權(quán)交易的風(fēng)險(xiǎn)防范

2．6小結(jié)

第3章摩擦納米發(fā)電機(jī)

3．1引言

3．2摩擦納米發(fā)電機(jī)的基本原理

3．3摩擦納米發(fā)電機(jī)的工作模式

3．4摩擦納米發(fā)電機(jī)和傳統(tǒng)電磁發(fā)電機(jī)的對比

3．5摩擦納米發(fā)電機(jī)的特性與應(yīng)用

3．5．1電荷密度增強(qiáng)與高性能輸出

3．5．2電容型阻抗與主動(dòng)式傳感

3．5．3高電壓源與可控驅(qū)動(dòng)

3．5．4能量管理與自驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

3．6小結(jié)

第4章熱電轉(zhuǎn)換之多層薄膜與器件

4．1熱電效應(yīng)及多層熱電薄膜

4．1．1熱電效應(yīng)概述

4．1．2熱電性能參數(shù)

4．2多層熱電薄膜概述

4．2．1多層薄膜制備方法

4．2．2薄膜熱導(dǎo)率測試方法

4．2．3Si基多層熱電薄膜

4．2．4Sb2Te3基多層熱電薄膜

4．3多層熱電薄膜傳熱理論分析

4．3．1多層熱電薄膜熱傳輸?shù)慕缑嫘?yīng)

4．3．2多層熱電薄膜界面處的電聲子耦合效應(yīng)

4．4微型熱電器件及進(jìn)展

4．4．1平面型結(jié)構(gòu)

4．4．2垂直型結(jié)構(gòu)

4．5小結(jié)

第5章微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)與芯片上的發(fā)電廠

5．1微機(jī)電系統(tǒng)簡介

5．1．1MEMS技術(shù)分類

5．1．2MEMS的發(fā)展及應(yīng)用

5．1．3MEMS的特征

5．1．4MEMS技術(shù)在熱電器件加工中的應(yīng)用

5．2微機(jī)電系統(tǒng)熱電器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與加工工藝

5．2．1熱電器件加工工藝介紹

5．2．2熱電器件制備及測試

5．3小結(jié)

第6章熱電能源轉(zhuǎn)換技術(shù)原理及應(yīng)用

6．1引言

6．2熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)的基本原理

6．2．1熱電效應(yīng)

6．2．2熱電轉(zhuǎn)換效率及熱電材料性能

6．3熱電材料的輸運(yùn)基礎(chǔ)理論

6．3．1載流子的輸運(yùn)性質(zhì)

6．3．2固體中的熱傳導(dǎo)

6．3．3熱電材料的品質(zhì)因子

6．4熱電輸運(yùn)性質(zhì)的測量

6．4．1電學(xué)輸運(yùn)性質(zhì)

6．4．2熱學(xué)輸運(yùn)性質(zhì)

6．5熱電材料性能優(yōu)化策略及典型熱電材料

6．5．1載流子濃度調(diào)控優(yōu)化電學(xué)性能

6．5．2能帶調(diào)控提升電學(xué)性能

6．5．3聲子調(diào)控最小化晶格熱傳導(dǎo)

6．6典型熱電材料及其性能優(yōu)化

6．6．1低溫及近室溫區(qū)域(<>

6．6．2中溫區(qū)(300~800℃)典型熱電材料

6．6．3高溫區(qū)(>800℃)典型熱電材料

6．7塊體熱電器件的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

6．7．1熱電器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

6．7．2熱電器件的電極連接與技術(shù)界面設(shè)計(jì)

6．8小結(jié)

第7章輻射制冷技術(shù)在碳中和的應(yīng)用

7．1輻射制冷基礎(chǔ)

7．1．1傳熱基礎(chǔ)

7．1．2輻射制冷機(jī)理

7．1．3輻射制冷理論熱分析

7．1．4選擇性輻射體結(jié)構(gòu)

7．1．5輻射冷卻器的性能指標(biāo)

7．2輻射制冷材料與器件

7．2．1自然輻射體

7．2．2薄膜基輻射體

7．2．3納米顆?；椛潴w

7．2．4光子輻射體

7．3輻射制冷在MEMS熱電發(fā)電中的應(yīng)用

7．3．1輻射制冷理論

7．3．2輻射體加工原理及方法

7．3．3輻射體結(jié)構(gòu)與性能表征方法

7．3．4輻射制冷發(fā)電系統(tǒng)的建立與測試方法

7．3．5輻射體結(jié)構(gòu)與性能表征測試結(jié)果

7．3．6基于輻射制冷的熱電發(fā)電

7．4小結(jié)

第8章水熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)

8．1水熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用背景

8．1．1北方城鎮(zhèn)供熱現(xiàn)狀及發(fā)展分析

8．1．2北方地區(qū)水資源概述

8．1．3我國海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展

8．1．4水熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的意義

8．2水熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)方案

8．2．1海水淡化與水熱同產(chǎn)同送技術(shù)原理

8．2．2高溫淡水制備原理與流程介紹

8．2．3長距離輸送

8．2．4末端熱量析出

8．3水熱電聯(lián)產(chǎn)案例

8．3．1火電機(jī)組水熱同送案例

8．3．2核電機(jī)組水熱同送案例

8．3．3工程應(yīng)用案例

8．4水熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用前景分析

8．4．1我國核電廠現(xiàn)狀及供熱潛力分析

8．4．2我國火電廠現(xiàn)狀及供熱潛力分析

8．4．3水熱電聯(lián)產(chǎn)應(yīng)用前景分析

8．5小結(jié)

第9章磁約束核聚變前沿科學(xué)技術(shù)

9．1核能行業(yè)與碳中和

9．2核聚變領(lǐng)域與碳中和

9．2．1可控核聚變的基本原理

9．2．2磁約束核聚變能的開發(fā)歷程

9．2．3中國聚變工程實(shí)驗(yàn)堆

9．2．4托卡馬克的材料問題

9．3關(guān)于托卡馬克的工程問題

9．3．1第一壁結(jié)構(gòu)

9．3．2第一壁結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境

9．3．3包層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

9．3．4氚工廠

9．4小結(jié)

第10章凝聚態(tài)核反應(yīng)

10．1什么是凝聚態(tài)核科學(xué)

10．2凝聚態(tài)核科學(xué)簡史

10．3凝聚態(tài)核科學(xué)主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果

10．3．1束靶反應(yīng)中的屏蔽能異常增高

10．3．2自然界中的核反應(yīng)

10．3．3鈀氘系統(tǒng)

10．3．4鎳氫系統(tǒng)

10．3．5鎳合金氫(氘)氣系統(tǒng)

10．3．6鈦氘系統(tǒng)

10．3．7生物與化學(xué)系統(tǒng)

10．4理論解釋

10．5凝聚態(tài)核科學(xué)的影響

10．5．1科學(xué)影響

10．5．2技術(shù)影響

10．5．3經(jīng)濟(jì)、社會和文化影響

第11章功能介孔碳基薄膜的界面組裝及能源應(yīng)用

11．1介孔碳基薄膜材料的合成

11．1．1介孔碳

11．1．2多孔碳基薄膜組件

11．2在能源體系上的應(yīng)用

11．2．1超級電容器

11．2．2鋰離子電池

11．2．3鈉離子電池

11．2．4鋰硫電池

11．2．5金屬鋰電池

11．2．6析氫反應(yīng)和析氧反應(yīng)

11．2．7氧還原反應(yīng)

11．2．8二氧化碳還原反應(yīng)

11．2．9氮?dú)膺€原反應(yīng)

11．3小結(jié)

第12章分子光儲能

12．1引言

12．1．1理想的分子光儲熱體系

12．1．2常用的分子體系

12．2太陽能的收集與轉(zhuǎn)化

12．2．1分子結(jié)構(gòu)優(yōu)化

12．2．2提高光子能量

12．3太陽能的儲存

12．3．1提高能量密度

12．3．2延長半衰期

12．4釋放儲存的能量

12．5小結(jié)

第13章碳中和誤區(qū)與實(shí)現(xiàn)路徑

13．1關(guān)于碳中和的誤區(qū)

13．1．1第一個(gè)誤區(qū)

13．1．2第二個(gè)誤區(qū)

13．1．3第三個(gè)誤區(qū)

13．1．4第四個(gè)誤區(qū)

13．1．5第五個(gè)誤區(qū)

13．1．6第六個(gè)誤區(qū)

13．2為什么前一百年電動(dòng)車未能戰(zhàn)勝燃油車

13．3為什么氫能汽車還沒有產(chǎn)業(yè)化

13．4為什么甲醇可能是最好的儲氫載體

13．5造成霧霾的元兇在哪里

13．6現(xiàn)實(shí)的碳中和路徑

13．6．1通過現(xiàn)有煤化工與可再生能源結(jié)合實(shí)現(xiàn)低碳能源系統(tǒng)

13．6．2利用煤炭領(lǐng)域的碳中和技術(shù)——微礦分離技術(shù)

13．6．3實(shí)現(xiàn)光伏與農(nóng)業(yè)的綜合發(fā)展

13．6．4峰谷電與熱儲能綜合利用

13．6．5利用可再生能源制取甲醇，然后做分布式發(fā)電

13．7小結(jié)

第14章海陽核電核能供熱示范工程探索實(shí)踐與展望

14．1海陽核電核能供熱示范工程建設(shè)意義

14．1．1開展核能供熱有利于生態(tài)環(huán)境改善，促進(jìn)綠色低碳發(fā)展

14．1．2開展核能供熱有利于解決清潔供熱問題，促進(jìn)地企共贏發(fā)展

14．1．3開展核能供熱有利于推動(dòng)核能技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)企業(yè)高質(zhì)量

發(fā)展

14．2開展海陽核電核能供熱示范工程的探索與實(shí)踐

14．2．1海陽核電核能供熱技術(shù)前期研究論證

14．2．2國家能源核能供熱商用示范工程實(shí)踐

14．2．3積極推進(jìn)海陽核電核能供熱后續(xù)項(xiàng)目建設(shè)和成果應(yīng)用

14．3海陽核電核能供熱長距離大規(guī)模技術(shù)研究與規(guī)劃

14．4小結(jié)

總結(jié)與展望

參考文獻(xiàn)