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店未来能源我们能做些什么妙趣横生 充满想象力的可再生能源科普 双碳气候清洁能源应用
¥ ×1
作者:[德]克里斯蒂安·霍勒、
[德]约阿希姆·高克尔、
[德]哈拉尔德·莱施、
[德]弗洛里安·莱施著
出版社:北京联合出版公司
书号:9787559665423
开本:32
成品尺寸:135*215*12
页数:176
1、市场相对空白。能源类图书,普遍专业性较强,大众阅读有一定门槛。面向儿童/青少年的科普图书则内容较浅,几乎没有涉及可再生能源的利用迫切性与具体应用模式。本书内容全面,内容深度和可读性兼备,具有更广泛的读者基础。
2、话题紧跟热点,具有市场潜力。自“双碳”目标提出以来,气候问题、清洁能源应用等受到各界的广泛关注,本书系统梳理了各种可再生能源的应用现状与前景,是人们着手应对能源问题之前需要了解的知识基础。
本书采用了一个生动形象的比喻,帮助读者对“什么是能量”形成更具体的感知和理解:假设一个自行车手,每天连续骑行10小时,可以产生1千瓦时的能量。你可以用这1千瓦时洗3分钟热水澡,或者驾驶电动汽车前行6公里……
可见,我们的生活处处都离不开能量。如果没有能源,人类生存所需的能量也就无从获取和转化。
而各种活动需消耗的能量,都可以用“自行车手”来量化计算。
正是基于这一参数,本书梳理了太阳能、风能、水电、核能等可再生能源的现状与应用前景,并结合简明趣味的图表,呈现了这些能源的利用条件和转化率。
随着环境和气候问题日益突出,全球人口不断增长,怎样才能满足我们未来巨大的能源需求?本书不仅为能源相关从业者、研究者提供了可再生能源的应用方向和投资机会,也为每一个人了解并参与未来能源转型开拓了思考空间。
作者简介
克里斯蒂安·霍勒( Christian Holler )
德国慕尼黑应用科学大学教授,剑桥大学实验天体物理学博士,曾在牛津大学进行相关方向研究。近年来专注研究可再生能源。
约阿希姆·高克尔(Joachim Gaukel)
数学家,埃斯林根应用科技大学教授。持续关注可持续的生活方式。
哈拉尔德·莱施(Harald Lesch)
德国慕尼黑大学理论天体物理学教授,德国最著名的自然科学家之一。著有多部科普类图书作品。多年来,一直在向广大公众传授科普知识,包括在ZDF(德国电视二台)主持“Lesch’s Kosmos”(莱施的宇宙,一档德国科普节目)。
弗洛里安·莱施(Florian Lesch)
可再生能源和能源技术工程师。独立从事建筑能源咨询、光伏系统规划、租户用电等领域的工作。积极关注和参与气候保护和能源转型话题及活动。
2前言
4能量!
16能源消耗
26太阳能
40生物质能
54风能
68水能
80波浪能
90潮汐能
104地热能
118其他能源
130能量储存
142核能——核裂变和核聚变
156这一切对我们来说意味着什么
致谢
宇宙中发生的一切都需要能量。整个宇宙是能量的游乐场。没有了能量,就没有运动,没有辐射,没有思想,什么都没有,能量是一切的开始。
对我们人类而言尤其如此,因为我们是能量消耗者。
通过我们自己对生命的定义,可以看出能量对我们来说是多么基本的东西。我们所说的“活着”是指生物与自然环境一起代谢,用以维持自身、其身体及其功能的状态。生物与环境交换空气、水和养分。在这个过程中,生物就像是一台“连续工作的加热器”,因为它利用原子和分子的结合所包含的能量来维持生命并排放废料,生物就是这样活着的。而我们所说的“死亡”是指已经停止按照这种模式来交换能量的状态,然后死亡的生物像枯萎的花束一样分解成自身的组成部分。生命是流动的能量,其他一切物质都是没有生命的。
然而,不仅自然循环需要大量的能量,全球经济循环的各种庞杂的活动也需要巨大的能量支撑。我们的轮船、飞机和汽车,我们的机器运作、农业生产、家居生活、电子产品的使用……一切都需要能量才能运行。为了满足这些需求,我们主要使用地球上历时数百万年形成的能源储备——煤、石油和天然气——来改变我们的星球。
难道我们不能简单地放弃使用大部分能量,从而将这个世界从气候危机中解救出来吗?
请想一想:如果没有能量,你的日常生活还会剩下什么?交通方面,很明显我们想要开车、坐飞机、出国旅行肯定是不可能了。但即使是使用自行车也包含所谓的“灰色能量”,因为生产钢和碳需要能量,制作橡胶需要能量,把自行车运到店铺等都需要能量。
那我们的饮食呢?冬天的番茄、牛油果、杧果、香蕉甚至橙子,在德国的纬度上都是没有的。冷冻比萨基本成为不可能。肉也会成为周日才会出现的例外。
电视、电脑和手机呢?没有!这里消耗的大量能量不是因为使用它们,而是因为生产这些电器。在冬天,有流动温水的供暖房屋同样需要消耗大量能量。我们的现代医学因其药物和手术技术,也依赖于能量。
有时候我们还会在不同场合穿不同的新衣服。没有能量,我们几乎一无所有!
但我们现在衡量生活品质的标准是旅行的质量,有无房子和车子,分别有多少,健康与否、生活舒适度和存款数,这些反映了我们可以购买到的消费品数量和服务质量,无论我们承认与否,我们的生活水平都取决于能量。
如果不开发新能源,人类文明的发展是无法想象的。猎人和采集者还是从环境中满足了他们的能源需求,没有在很大程度上破坏自然生态。但是,即使是最早高度发达的农业文明,也控制了某些形式的能量,例如水能或风能,并且大力发挥了生物质能的作用,用以制作人类和牲畜的食物,以及用于烹饪和取暖的木材。
在大约200年前的工业化过程中,随着机器的投入使用,人们开始大力推广和使用全新的能源:我们动用了地球上的能源储存。煤、石油和天然气从地里被开采出来,这些原料的能量密度特别高,甚至可以通过提炼厂的复杂工艺进一步浓缩。例如,这些原料可以使飞机从地面起飞,使汽车速度更快。同时,它们还可以转化为电能,这是我们所知道的最高形式的能量,因为它可以长距离分布,并且几乎可以用于任何事情。
正是这种电流,让我们可以使用电脑、冰箱、空调、智能手机、平板电脑和电视机。相比之下,一万年前的猎人没有这些能源装备,只能步行。即便是在19世纪,大多数人出门仍然靠步行,也没有定位系统。但是现在,随着越来越多的人享受着现代的、能源密集型的生活方式,能源消耗也在不断增加,而我们就是罪魁祸首。
虽然我们很少关注能量,但它确实主导着我们的现代生活方式。在本书中,我们正是要讨论能量这个话题。同时,我们还要思考这样一个问题:在未来,我们希望如何满足我们的能源需求。我们有哪些选择?哪些是暂时的,哪些是可持续的?哪些是有意义的,哪些意义不大?哪些能真正满足我们巨大的能源需求?或许根本就没有能够持续满足我们人类生活的能源,等到能源枯竭的时候,我们所有人都得改变自己的生活吗?
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