Renewable Energy from the Ocean pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Avery, William H./ Wu, Chih

出品人:

页数:446

译者:

出版时间:1993-12

价格:$ 327.70

装帧:

isbn号码:9780195071993

丛书系列:

图书标签:

• 海洋能
• 可再生能源
• 海洋能源
• 波浪能
• 潮汐能
• 海洋温差能
• 盐度梯度能
• 能源技术
• 可持续发展
• 海洋工程

海洋能源：可持续发展的蓝色动力 本书简介 《海洋能源：可持续发展的蓝色动力》深入探讨了海洋作为全球能源储备的巨大潜力及其在构建未来可持续能源格局中的关键作用。本书全面概述了从海洋中提取可再生能源的各种技术、面临的工程挑战、环境影响评估以及政策和经济驱动因素。它不仅仅是一本技术手册，更是一份面向能源专家、政策制定者、海洋科学家以及所有关注能源转型和气候变化议题的读者的深度分析报告。 第一部分：海洋能源的驱动力与基础 第一章：全球能源格局的转变与海洋的必然性 当前，全球正处于能源结构转型的关键历史时期，化石燃料的局限性日益凸显，气候变化压力要求我们加速向低碳、清洁能源过渡。传统的可再生能源，如风能和太阳能，虽然发展迅速，但其间歇性仍然是并网消纳的主要瓶颈。海洋，覆盖地球表面超过70%，拥有巨大的、相对稳定的能量流，使其成为解决能源多样性和稳定性问题的理想选择。本章首先分析了当前全球能源供需的挑战，并确立了海洋能源在未来能源组合中不可替代的战略地位。我们审视了能源安全、能源普及和环境责任这三大支柱如何共同推动对海洋资源的开发。 第二章：海洋能源的基本物理学与潜力评估 海洋内部蕴藏着多种形式的、可量化的能量。本章详细阐述了驱动这些能源的物理机制。我们从基础的流体力学和热力学角度，解析了潮汐的引力效应、波浪的表面振动、洋流的连续流动以及海洋温差（OTEC）的梯度效应。随后，本书基于最新的海洋学数据，对全球不同海域的潮汐能、波浪能、洋流能以及温差能的理论最大可捕获功率进行了详细的量化评估。重点讨论了如何区分技术上可捕获的能量与经济上和环境上可接受的能量，为后续的技术选择奠定数据基础。 第二部分：核心海洋能源技术的深度剖析 第三章：潮汐能：规律与可靠性的典范 潮汐能是海洋能源中最稳定、最可预测的形式。本章集中探讨了潮汐能的两种主要利用方式：潮汐堰（Tidal Barrage）和潮流能转换器（Tidal Stream Turbines, TST）。 潮汐堰技术： 回顾了历史上成功的和具有争议的潮汐堰项目，深入分析了其高资本投入、长建设周期以及对局部生态系统的潜在改变。详细阐述了其发电原理、选址标准（如落差与流速要求）和维护策略。 潮流能转换器： 重点介绍了现代潜入式或系泊式涡轮机技术。对比了水平轴和垂直轴设计在不同流速环境下的效率和鲁棒性。对材料选择、抗腐蚀设计和海底电缆铺设的工程挑战进行了细致的剖析。 第四章：波浪能：从随机到可控的工程挑战 波浪能是密度极高但本质上具有随机性的能源。本章系统分类了当前主流的波浪能捕获技术，包括： 振荡水柱（OWC）系统： 探讨了固定式和浮动式OWC的设计优化，特别是对气流的控制和内部涡轮机的匹配。 浮标系统（Point Absorbers）： 分析了吸收式系统的工作原理，重点关注了如何通过复杂的控制系统（如主动负载控制）来最大化能量捕获效率，同时避免极端天气下的结构损坏。 突堤式和聚焦式系统（Attenuators and Focusing Devices）： 讨论了沿波浪传播方向或垂直于波浪方向布置的结构如何通过耦合运动来捕获能量。本书特别强调了波浪能设备在应对海洋极端环境（如巨浪、风暴）时所需的结构韧性设计。 第五章：海洋温差能（OTEC）与盐差能（SOWEC）：热力学与化学的结合 海洋温差能（OTEC）利用表层暖水与深层冷水之间的温差来驱动热力循环发电。 OTEC系统： 详细分析了闭式循环、开式循环和混合循环的优缺点。着重讨论了实现高效热交换的关键技术，如耐污垢的换热器材料、深水管线的铺设与维护，以及氨或烃类工质的选择。此外，本书还探讨了OTEC在发电之余，利用低温副产品进行海水淡化、深海养殖和营养物利用的综合开发模式。 盐差能（SOWEC）： 介绍了渗透压发电技术的原理，包括反渗透膜技术和正渗透技术，并分析了河流入海口在开发盐差能方面的潜力与限制。 第六章：洋流能与深海热流：持续性的潜力股 与受潮汐影响的潮流不同，洋流能（如墨西哥湾流）具有跨越时间和地域的持续性。 洋流涡轮机： 探讨了类似于水下风力发电机的洋流涡轮机的设计，强调了在水下高流速、高密度介质中实现高效、低维护运行的挑战。对比了固定式与悬浮式系统的优劣。 深海热流： 简要介绍了深海热液喷口附近温差的潜在能源利用前景，尽管目前仍处于非常早期的研究阶段。 第三部分：工程、环境与未来路径 第七章：并网、储能与电能传输的挑战 海洋能源的输出往往远离负荷中心，且输出功率具有天然的波动性（除了潮汐能）。 电网集成： 讨论了柔性直流输电（HVDC）在远距离海底输电中的应用，以及如何利用先进的电力电子技术来平滑和稳定来自海洋的电力输出，确保对电网的可靠性。 协同储能： 分析了与其他可再生能源（如近海风电）协同布局的重要性，以及利用海洋的物理特性（如抽水蓄能、压缩空气储能）与海洋能源进行耦合的可能性。 第八章：环境与生态系统的影响评估 海洋能源的部署不可避免地会与海洋生物和生态系统相互作用。本章提供了严格的环境影响评估框架。 生物声学与碰撞风险： 重点分析了波浪和潮流设备的运行噪音对海洋哺乳动物的潜在影响，以及旋转部件对鱼类和海洋无脊椎动物的碰撞风险。探讨了诸如“慢转速设计”和“停机/减速响应协议”等缓解措施。 海洋物理环境的改变： 评估了大型潮汐堰或养殖场结构对局部水流模式、泥沙输运和水体混合的影响，以及对近岸侵蚀和生物栖息地的长期效应。 第九章：政策、经济模型与未来路线图 海洋能源的商业化需要强有力的政策支持和可行的融资模型。 支持机制： 考察了不同国家和地区（如欧洲的差价合约、美国的生产税收抵免）对新兴海洋能源项目的激励措施。分析了如何通过“捆绑”发展（如与深远海风电共享基础设施）来降低成本。 经济性分析（LCOE）： 详细对比了不同海洋能源技术的度电成本（LCOE）发展趋势，并提出了实现“平价上网”所需的关键技术突破和规模化效应。 结论与展望： 总结了海洋能源的短期、中期和长期发展路线图，强调了跨学科合作（海洋学、工程学、经济学）在释放蓝色动力方面的重要性。 本书的特点： 本书涵盖了从基础物理原理到前沿工程实践的完整知识链条，特别注重对不同技术路线的工程鲁棒性、环境友好性和经济可行性的多维度、批判性评估。书中包含大量来自实际部署项目的案例研究和失败教训分析，为读者提供了宝贵的实战经验。

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**评价三：** 这本书的阅读体验非常“沉浸式”，因为它成功地将复杂的海洋环境科学与工程学知识融为一体，为我描绘了一幅宏伟的海洋能源开发图景。作者在描述海流能技术时，简直像一位经验丰富的海洋工程师在现场指导。他详尽地解释了水下涡轮机的流体力学特性，特别是如何优化叶片设计来应对低速但持续性的水流冲击，同时兼顾对海洋生物（特别是鲸类和海豚）的声学影响最小化。书中配有的剖面图和数值模拟结果图表质量极高，清晰地展示了不同深度和不同海域的能量密度分布差异。我特别喜欢其中关于“海洋能量矩阵”的概念——即如何综合利用不同类型的海洋能源，而不是孤立地看待某一种技术。这种系统性的思维方式，让我意识到，未来海洋能源的成功，依赖于一套复杂的、互相补充的能源网络。书中的语言风格带着一种探险家的豪迈感，激励着读者去思考如何克服海洋环境带来的极端挑战，从材料科学到远程监控技术，无不体现出对工程细节的极致追求。

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**评价四：** 作为一个对能源创新和未来科技趋势有所关注的普通读者，我发现这本书在“未来展望”和“颠覆性技术”的讨论上，着实令人振奋，同时也保持了必要的审慎。作者并没有沉溺于对现有技术的简单罗列，而是大胆地预测了未来二十年内，哪几种海洋能源技术最有潜力实现商业化突破。比如，关于“渗透压能”（Salinity Gradient Power）的研究进展，书中提到了一种新型的石墨烯薄膜技术，其离子选择性和耐久性有了里程碑式的进展，这部分内容极具前瞻性。此外，作者在探讨海洋储能解决方案时，引入了“可再生能源驱动的海水制氢”这一极具想象力的概念，并从热力学和电化学的角度进行了初步的论证。阅读这些章节，仿佛是提前窥探到了十年后的能源科技前沿。不过，本书的难点在于，部分关于先进材料科学的章节，需要读者具备一定的化学或物理基础才能完全吸收，但我认为，这种知识的门槛恰恰证明了这本书的价值所在——它不是一本流于表面的普及读物，而是面向行业内有志于推动革命性技术发展的专业人士的深度参考。

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**评价二：** 我是一个对可持续发展和政策制定比较感兴趣的读者，这本书在政策和法规层面的剖析，可以说是非常到位，甚至有些尖锐。作者显然对国际海洋法和各国能源监管体系有深入的研究。他花了相当大的篇幅去讨论“蓝色能源”项目在跨国海域的管辖权冲突问题，以及如何建立一个公平、透明的特许权授予机制。例如，关于潮汐发电项目选址时，对当地渔业社区的社会影响评估（Socio-Economic Impact Assessment, SEIA）的框架构建，书中给出了一个非常实用的操作流程图，这对于政府规划部门来说，无疑是一份极具参考价值的蓝图。更让我眼前一亮的是，作者在论述中巧妙地穿插了几个案例研究：一个位于欧洲的成功案例，展示了如何通过公私合营（PPP）模式有效分担初期风险；以及一个在亚洲遇到的监管僵局的失败案例，清晰地揭示了审批流程冗余带来的负面效应。阅读过程中，我不断地停下来查阅相关的国际条约文本，因为作者对法律条文的引用精准且恰到好处，绝非简单的堆砌，而是将其作为论证其核心观点的有力武器。这本书成功地将一个纯粹的技术议题，提升到了地缘政治和公共治理的高度。

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**评价一：** 这本书，坦白地说，让我对海洋能源的理解有了一个全新的、可以说是颠覆性的认识。作者在开篇就非常有力地指出了当前全球能源转型所面临的瓶颈，并且毫不含糊地将目光投向了海洋——这个我们日常生活中习以为常却又充满未知力量的巨大资源库。我特别欣赏他对于波浪能转换效率的深入分析，那部分内容简直是教科书级别的严谨，但又不失科普的生动性。他没有仅仅停留在理论层面，而是大量引用了近十年内全球范围内几个关键示范项目的工程数据和实际运营中的挑战。比如，关于深海温差能（OTEC）系统在应对腐蚀和生物污损方面的技术细节，叙述得极为详尽，甚至涉及到了特定合金材料的选择标准和维护周期预测。读到最后，我感觉自己像是参与了一场为期数月的国际工程研讨会，而不是在读一本关于能源的书。尤其值得称赞的是，作者在探讨经济可行性时，并没有一味乐观，而是非常现实地分析了初始资本投入（CAPEX）和长期运营成本（OPEX）的敏感性分析，这对于真正想推动这项技术落地的人来说，比任何宏大的愿景都来得实在。这本书的深度和广度，远超出了我对“能源”主题读物的预期。

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**评价五：** 这本书的结构安排非常巧妙，它没有采用线性的时间叙事，而是采取了一种“问题导向型”的叙事结构。每一章都围绕一个核心的工程或环境挑战展开，然后层层剥茧地介绍现有和潜在的解决方案。我尤其欣赏作者在讨论海洋环境影响时所展现出的平衡感。他非常诚实地指出了大规模开发海洋能源可能对本地生态系统造成的不可逆影响，例如对洋流模式的微小扰动，以及对深海沉积物的影响。书中关于环境影响评估（EIA）的章节，要求开发者必须纳入“生态系统服务”的价值评估，这一视角非常新颖。不同于许多侧重技术突破的书籍，这本书花了很大精力去探讨“如何与海洋和谐共存”，这使得整体论述充满了人文关怀和长远眼光。从第一章对海洋能源潜力的宏观描述，到最后关于跨学科人才培养的建议，这本书提供了一个极其全面、多维度的视角，它不仅是能源领域的专业书籍，更是一部关于人类如何负责任地利用地球最后一片“荒野”的思考录。

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