可再生能源与二氧化碳地质储存PDF电子书下载

第1章 二氧化碳与气候变化 1

1.1 二氧化碳与全球变暖 1

1.1.1 全球气候变暖证据 1

1.1.2 气候变化的主要原因 4

1.2 全球生态足迹与碳足迹 6

1.3 全球气候变化对中国水资源的影响 13

参考文献 18

第2章 能源生产与二氧化碳排放 19

2.1 全世界和中国的能源生产与结构 19

2.2 能源生产与二氧化碳排放 24

2.3 上海市能源生产、消费与结构 28

2.3.1 上海市能源消费总量变化特征 28

2.3.2 上海市产业耗能结构变化特征 30

2.3.3 上海市能源与电力消耗弹性系数变化特征 30

2.3.4 上海市能源消费结构变化特征 32

2.4 全球变暖的解决方案 33

参考文献 34

第3章 二氧化碳的地质储存 36

3.1 二氧化碳地质储存的概念 36

3.2 二氧化碳在深层咸水含水层地质储存的原理 37

3.2.1 超临界二氧化碳 37

3.2.2 深层咸水含水层的选择 39

3.2.3 储存原理 42

3.3 二氧化碳地质储存研究进展 43

3.3.1 气-水-盐-岩耦合分析 44

3.3.2 多相流、多界面迁移机理 44

3.3.3 岩体力学多场耦合问题 44

3.3.4 数值模拟 45

3.4 CO2地质储存数值模拟原理 45

3.4.1 数学模型的构建 45

3.4.2 X-Z坐标下的CO2迁移模型 47

3.4.3 R-Z坐标下的CO2迁移模型 48

3.5 二氧化碳地质储存有限元数值求解 49

3.5.1 求解X-Z坐标下的地下水渗流与CO2迁移的有限元法 49

3.5.2 求解R-Z坐标下的地下水渗流与CO2迁移的数值方法 55

3.6 二氧化碳最佳地质储存场地的选择 55

3.7 二氧化碳储存容量与含水层孔隙率和渗透率的关系 59

3.7.1 含水层渗透率对CO2储存的影响 59

3.7.2 含水层孔隙率对CO2储存的影响 60

3.8 二氧化碳最佳注入方式的选择 61

3.9 二氧化碳逃逸途径分析 63

3.10 二氧化碳地质储存研究展望 64

参考文献 65

第4章 上海海域风能开发潜力及其环境影响 69

4.1 概述 69

4.2 研究范围 72

4.2.1 资料说明 72

4.2.2 资料预处理 73

4.3 上海沿海风力特征分析 74

4.3.1 风向 74

4.3.2 风速 75

4.4 上海沿海风能资源特征值分析 83

4.4.1 有效风时 83

4.4.2 有效风能 88

4.4.3 有效风能密度 93

4.5 风能资源开发利用 97

4.5.1 风能资源特点 97

4.5.2 风能区划 98

4.6 风能利用潜力 103

4.7 风力发电站建设 104

4.7.1 风力发电场的选址 104

4.7.2 风力发电采用的技术 106

4.7.3 风能资源开发利用业务体系建设方案 106

4.7.4 风力开发管理对策 108

4.8 风能综合效应评价 109

4.8.1 减排效应 109

4.8.2 节能及节水效应 111

4.8.3 社会经济效益 111

4.8.4 推荐区风电开发的环境影响评价 112

4.8.5 经济效益 114

参考文献 115

第5章 上海海域潮汐能开发潜力及其环境影响 117

5.1 概述 117

5.2 上海沿海潮汐特征 118

5.3 潮汐能 125

5.3.1 纳潮水域划分 126

5.3.2 潮汐参数 127

5.3.3 基于单位面积潮汐能 129

5.4 潮汐能开发利用 130

5.5 潮汐能利用潜力 131

5.6 潮汐能发电站建设 132

5.6.1 潮汐能电站选址 132

5.6.2 潮汐发电的可供采用技术 135

5.6.3 建设上海海域一流的潮汐电站的实施措施 136

5.7 潮汐能开发综合评价 137

5.7.1 减排效益 137

5.7.2 社会效益 137

5.7.3 长江口北支潮汐能开发的环境影响评价 138

5.7.4 经济效益 139

参考文献 140

第6章 上海海域波浪能开发潜力及其环境影响 142

6.1 概述 142

6.2 上海海域波浪能分析 143

6.2.1 波浪测点地理位置 143

6.2.2 观测波属性 145

6.2.3 波浪能 145

6.3 上海海域波浪特征 146

6.3.1 长江口佘山海域波浪特征 146

6.3.2 长江口引水船海域波浪特征 146

6.3.3 南汇嘴东部大戢山海域波浪特征 147

6.3.4 杭州湾北岸海域波浪特征 147

6.4 上海海域波浪能 149

6.4.1 上海沿海海域波浪能 150

6.4.2 长江口佘山海域波浪能 150

6.4.3 长江口引水船海域波浪能 151

6.4.4 南汇嘴东部海域波浪能 152

6.4.5 杭州湾北岸海域波浪能 152

6.5 上海海域各波向能量分布 153

6.6 波浪能平均功率 153

6.6.1 代表区段长度确定 155

6.6.2 平均功率 155

6.7 波浪能开发利用 156

6.7.1 波浪能利用潜力 156

6.7.2 波浪能电站的选址 156

6.7.3 波浪能发电可采用的技术 157

6.8 波浪能开发综合评价 158

6.8.1 环境影响评价 158

6.8.2 社会经济效益评价 159

6.8.3 自然环境影响评价 159

参考文献 160

第7章 上海海域能源岛建设构想 161

7.1 概述 161

7.2 国内外能源岛的发展现状 162

7.3 构建上海市能源岛 163

7.3.1 海上漂浮能源岛 163

7.3.2 建立绿色能源岛——崇明岛示范区 164

7.3.3 建设上海市能源岛网络 168

7.4 能源岛综合效益评价 169

参考文献 170

第8章 上海地源热泵系统开发对地质环境影响 171

8.1 概述 171

8.2 上海地区自然背景 173

8.2.1 气候特点 173

8.2.2 第四纪地层特点 174

8.3 名人苑地源热泵工程 179

8.3.1 地层特征 180

8.3.2 水文地质条件 182

8.3.3 监测系统的设置 182

8.3.4 地源热泵系统运行情况 183

8.4 地源热泵系统长期运行条件下地温场趋势预测 184

8.4.1 土层中的热量传输方程 184

8.4.2 土层中的热量传输数学模型 185

8.4.3 土层中热传输数值模型的建立 185

8.4.4 地层概化及空间离散 186

8.4.5 初始地温 188

8.4.6 参数识别及模型校正 189

8.5 小型地源热泵工程换热区地温场趋势预测 191

8.5.1 工程条件 191

8.5.2 模拟结果分析 193

8.6 大中型地源热泵工程换热区地温场趋势预测 201

8.6.1 工程条件 201

8.6.2 模拟结果分析 202

8.7 地源热泵系统管理与合理布局 207

8.7.1 加强地源热泵工程建设的监督管理 207

8.7.2 充分利用地源热泵的热回收功能 208

8.7.3 大中型工程采用地源热泵复合系统 208

8.7.4 适当增大地埋管间距 209

8.8 地源热泵系统运行对地质环境的影响 210

参考文献 212

索引 214