《可再生能源規(guī)模應用與先進核能》以能源革命為背景，以碳達峰、碳中和目標為導向，采用圖解形式介紹可再生能源和先進核能領域宏觀發(fā)展態(tài)勢，太陽能、風能、水能、生物質能、地熱能、海洋能、核能等子領域的發(fā)展詳情。全書內容共計兩篇十五章，全面系統(tǒng)地介紹了可再生能源及先進核能領域的科技創(chuàng)新、產業(yè)發(fā)展、主要技術清單及發(fā)展路線圖；近年來領域政策支持概況及展望；采用文獻調研等方法對可再生能源和先進核能技術進行領域發(fā)展態(tài)勢分析等。
本書可供從事新能源、環(huán)境保護等相關專業(yè)的技術人員、研究人員和管理人員參考，也可供關心新能源技術發(fā)展的人士閱讀。
李婉君，工學博士，研究員。中國科學院大連化學物理研究所科技處副處長兼低碳戰(zhàn)略研究中心副主任。長期從事科技管理與服務，先后負責國際合作、重大項目管理等工作。近期主要從事“多能融合”技術體系、基于技術與數(shù)據(jù)的能源及科技等戰(zhàn)略研究。作為核心骨干參與了中國科學院“變革性潔凈能源關鍵技術與示范”A類先導項目子課題一，“碳中和重大院士咨詢”項目專題四，中國工程院中法氫能聯(lián)合戰(zhàn)略研究，國際工程與技術科學院理事會能源終端用戶脫碳研究等多項國內外咨詢研究項目；參與遼寧省、大連市、新疆自治區(qū)、山西省等多項地區(qū)及行業(yè)能源及“雙碳”戰(zhàn)略研究課題。
0緒論 1
0.1新能源發(fā)展的重要性 1
0.2新能源發(fā)展的必要性 2
第一篇可再生能源篇
第1章可再生能源發(fā)展態(tài)勢 7
1.1國際發(fā)展 7
1.2國內發(fā)展 10
第2章太陽能 18
2.1資源概況 18
2.1.1資源分布 18
2.1.2技術開發(fā)量 19
2.2基礎理論 21
2.2.1光伏發(fā)電基本原理 21
2.2.2光伏發(fā)電主要技術 21
2.2.3光熱發(fā)電基本原理 22
2.2.4光熱發(fā)電主要技術 23
2.3主要特征 24
2.3.1光伏 24
2.3.2光熱 25
2.4發(fā)展現(xiàn)狀 26
2.4.1國際現(xiàn)狀 26
2.4.2國內現(xiàn)狀 28
2.4.3光伏 31
2.4.4光熱 41
2.5技術清單 51
2.5.1晶體硅電池技術 51
2.5.2薄膜和新型電池技術 52
2.5.3光伏系統(tǒng)及核心部件技術 53
2.5.4超超臨界熔鹽塔式太陽能熱發(fā)電技術 54
2.5.5超臨界二氧化碳太陽能熱發(fā)電技術 55
2.5.6化學電池和卡諾電池協(xié)同儲能技術 56
2.5.7太陽能集熱儲熱多能互補零碳供熱技術 57
2.5.8太陽能廢水近零排放技術 58
2.6技術發(fā)展路線圖 59
第3章風能 61
3.1資源概況 61
3.1.1資源分布 61
3.1.2技術開發(fā)量 63
3.2基礎理論 63
3.3主要特征 64
3.4發(fā)展現(xiàn)狀 65
3.4.1國際現(xiàn)狀 65
3.4.2國內現(xiàn)狀 69
3.4.3技術發(fā)展 71
3.4.4產業(yè)現(xiàn)狀 81
3.5技術清單 85
3.5.1先進風力發(fā)電技術 85
3.5.2陸上不同類型風電場運行優(yōu)化及運維技術 86
3.5.3大型海上風電機組葉片測試技術研究及測試系統(tǒng)研制 87
3.5.4超大型、高可靠性海上風電機組與關鍵部件研制技術 87
3.5.5大功率陸上風電機組設計優(yōu)化與電氣控制關鍵技術 88
3.6技術路線圖 89
第4章水能 90
4.1資源概況 90
4.1.1資源分布 90
4.1.2技術開發(fā)量 91
4.2基礎理論 91
4.2.1基本原理 91
4.2.2電站分類 93
4.3主要特征 93
4.4發(fā)展現(xiàn)狀 94
4.4.1國際現(xiàn)狀 94
4.4.2國內現(xiàn)狀 95
4.4.3技術現(xiàn)狀 98
4.4.4產業(yè)現(xiàn)狀 100
4.5技術清單 102
4.5.1抽水蓄能和可調節(jié)性水電技術內涵 102
4.5.2未來發(fā)展方向和趨勢 102
4.5.3擬解決的關鍵科技問題 102
4.6技術發(fā)展路線圖 103
第5章生物質能 104
5.1資源概況 104
5.1.1資源分布 104
5.1.2技術開發(fā)量 106
5.2基礎理論 108
5.2.1生物質 108
5.2.2生物質發(fā)電 108
5.3主要特征 109
5.4發(fā)展現(xiàn)狀 110
5.4.1國際現(xiàn)狀 110
5.4.2國內現(xiàn)狀 112
5.4.3技術現(xiàn)狀 114
5.4.4產業(yè)現(xiàn)狀 116
5.5技術清單 117
5.5.1航油技術 117
5.5.2生物柴油技術 118
5.5.3生物燃料乙醇技術 118
5.5.4厭氧發(fā)酵制備生物燃氣技術 119
5.5.5熱化學氣化技術 120
5.5.6生物質直燃發(fā)電技術 121
5.5.7生物質混燃發(fā)電技術 122
5.5.8生物質氣化發(fā)電技術 122
5.5.9生物質成型燃料 123
5.5.10生物基化學品 124
5.6技術發(fā)展路線圖 124
第6章地熱能 126
6.1資源概況 126
6.1.1資源分布 126
6.1.2技術開發(fā)量 127
6.2基礎理論 128
6.2.1地熱能 128
6.2.2地熱發(fā)電 128
6.2.3地熱供熱 128
6.3主要特征 129
6.4發(fā)展現(xiàn)狀 130
6.4.1國際現(xiàn)狀 130
6.4.2國內現(xiàn)狀 133
6.4.3技術發(fā)展 137
6.4.4產業(yè)現(xiàn)狀 139
6.5技術清單 142
6.5.1干蒸汽地熱發(fā)電技術 142
6.5.2閃蒸地熱發(fā)電技術 143
6.5.3有機朗肯循環(huán)技術 145
6.5.4卡琳娜循環(huán)技術 146
6.5.5增強型地熱系統(tǒng) 147
6.5.6地源熱泵技術 148
6.5.7中深層水熱型地熱能取暖技術 149
6.6技術發(fā)展路線圖 150
第7章海洋能 151
7.1資源概況 151
7.1.1資源分布 151
7.1.2技術開發(fā)量 151
7.2基礎理論 152
7.2.1潮汐能 153
7.2.2潮流能 153
7.2.3海流能 154
7.2.4波浪能 154
7.2.5溫差能 154
7.2.6鹽差能 155
7.3主要特征 155
7.4發(fā)展現(xiàn)狀 156
7.4.1國際現(xiàn)狀 156
7.4.2國內現(xiàn)狀 166
7.4.3技術現(xiàn)狀 172
7.4.4產業(yè)現(xiàn)狀 179
7.5技術清單 181
7.5.1波浪能高效、高穩(wěn)定性和大型陣列化技術 182
7.5.2潮流能高效、低成本和大型化技術 182
7.5.3潮流能發(fā)電機組低流速啟動技術 183
7.5.4溫差能發(fā)電及綜合利用技術 184
7.5.5溫差能發(fā)電熱力循環(huán)技術 185
7.6技術發(fā)展路線圖 185
第8章“碳中和、碳達峰”目標下的可再生能源發(fā)展方向 187
8.1電力發(fā)展 188
8.2熱力發(fā)展 198
第9章政策分析 203
9.1政策概述 203
9.2政策梳理 206
9.3政策展望 221
第二篇核能
第10章核能技術發(fā)展現(xiàn)狀 227
10.1國際核能現(xiàn)狀 229
10.1.1核電裝機情況 229
10.1.2核電發(fā)電量 230
10.1.3美國核電發(fā)展情況 231
10.1.4俄羅斯核電發(fā)展情況 233
10.1.5法國核電發(fā)展情況 235
10.1.6日本核電發(fā)展情況 236
10.1.7韓國核電發(fā)展情況 238
10.1.8國際核能技術應用現(xiàn)狀 239
10.1.9國際核能發(fā)展的展望 241
10.2國內核能產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 244
10.2.1天然鈾 244
10.2.2核燃料循環(huán)產業(yè) 246
10.2.3核電工程建設 247
10.2.4核電站運行 249
10.2.5國內核能技術發(fā)展現(xiàn)狀 254
10.2.6核電企業(yè) 256
10.2.7國內核能發(fā)展的展望 260
第11章核能基礎理論 263
11.1核工業(yè)產業(yè)鏈基本知識 264
11.1.1鈾礦勘查 264
11.1.2鈾礦采冶 264
11.1.3鈾純化 265
11.1.4鈾轉化 265
11.1.5鈾濃縮 265
11.1.6燃料組件制造 266
11.1.7核電站 266
11.1.8乏燃料后處理 267
11.1.9放射性廢物處理 267
11.1.10放射性廢物處置 267
11.2核能的主要特征 267
第12章核能領域技術清單 269
12.1先進核裂變能 269
12.1.1大型輕水堆技術 269
12.1.2高溫與超高溫氣冷反應堆技術 270
12.1.3超臨界水冷堆技術 271
12.1.4快堆技術 272
12.1.5釷基熔鹽堆技術 273
12.1.6加速器驅動的先進核能系統(tǒng) 273
12.1.7小型模塊化反應堆技術 274
12.1.8先進核燃料元件設計及制造技術 275
12.1.9超高溫熔鹽蓄熱儲能技術 276
12.1.10高溫電解制氫技術與應用 277
12.1.11放射性廢物減容與減害技術 278
12.1.12先進核材料 279
12.1.13核安全技術與工程 280
12.1.14核能非電利用技術 281
12.2乏燃料安全處理處置與循環(huán)利用 282
12.2.1濕法乏燃料后處理技術 282
12.2.2干法后處理技術 282
12.2.3冷坩堝玻璃化技術 282
12.2.4石墨自蔓延等放射性廢物處理技術 283
12.2.5快堆嬗變技術 283
12.2.6ADS嬗變技術 284
12.2.7核能資源勘探開發(fā)與核燃料循環(huán) 285
12.3可控核聚變能 286
12.3.1聚變示范堆DEMO 286
12.3.2大型托卡馬克聚變堆裝置的設計、建造和運行 287
12.3.3慣性約束聚變驅動器技術 288
第13章核能技術發(fā)展路線圖 290
13.1核能發(fā)展總體路線圖 290
13.2壓水堆發(fā)展路線及備選技術 292
13.2.1路線 292
13.2.2備選技術 292
13.3快堆及第四代堆發(fā)展路線及備選技術 292
13.3.1路線 292
13.3.2備選技術 293
13.4受控核聚變科學技術路線及備選技術 293
13.4.1路線 293
13.4.2備選技術 293
第14章核能領域專利分析 294
14.1研究背景 294
14.2核裂變能專利現(xiàn)狀分析 295
14.2.1反應堆技術 295
14.2.2核能非電應用技術 297
14.2.3核安全科學技術 299
14.3乏燃料后處理專利現(xiàn)狀分析 301
14.4可控核聚變專利現(xiàn)狀分析 303
14.4.1磁約束核聚變技術 303
14.4.2慣性約束核聚變技術 305
第15章“碳中和、碳達峰”目標下核能行業(yè)對策建議 307
15.1核電將成為兌現(xiàn)減排主力軍，加強核電在未來能源體系中的作用和定位 307
15.2核能非電應用將為能源密集型行業(yè)脫碳助力 308
15.3核安全政策加快出臺，保障核能安全性生命線 308
15.4乏燃料管理盡快完善，確保核能可持續(xù)發(fā)展 309
15.5加大國內鈾資源勘查開發(fā)力度，確保核能物質基礎供應安全 309
總結 310
參考文獻 312
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