第1章 导论 1
1.1 概述 1
1.2 能源供应的特性及历史发展 1
1.3 能源、人口及财富之间的关系 3
1.4 世界所面临的能源消耗压力 7
1.5 能源问题及本书的内容 15
1.6 能源系统中的计量单位 18
1.7 小结 21
第2章 能源系统的系统工具 25
2.1 概述 25
2.2 简介 25
2.3 系统方法的基本原理 28
2.4 应用于能源系统的其他系统工具 37
2.5 分析能源系统的工具 44
2.6 小结 60
第3章 能源系统的经济工具 63
3.1 概述 63
3.2 简介 63
3.3 能源项目和能源系统的经济分析 65
3.4 直接成本和收益及外部成本和收益 76
3.5 干预能源投资，实现社会目的 77
3.6 NPV（净现值）案例研究示例 79
3.7 小结 83
第4章 气候变化和气候模拟 87
4.1 概述 87
4.2 简介 87
4.3 气候模拟和气候变化 95
4.4 未来的气候 106
4.5 小结 113
第5章 化石燃料资源 117
5.1 概述 117
5.2 简介 117
5.3 常规化石燃料的减少以及向非常规化石燃料的可行性过渡 125
5.4 小结 137
第6章 固定燃烧系统 141
6.1 概述 141
6.2 简介 141
6.3 燃烧循环计算的原理 143
6.4 最高效率的先进燃烧循环 152
6.5 固定燃烧系统的经济分析 162
6.6 将环境因素纳入燃烧系统工程造价分析 175
6.7 未来的化石燃料燃烧 177
6.8 未来燃烧系统的问题 179
6.9 小结 180
第7章 碳封存 185
7.1 概述 185
7.2 简介 185
7.3 间接封存 186
7.4 CO2的地质存储 191
7.5 把CO2转化为惰性物质进行封存 198
7.6 从大气中直接去除CO2进行封存 200
7.7 封存方案的整体比较 201
7.8 小结 202
第8章 核能系统 207
8.1 概述 207
8.2 简介 207
8.3 核反应和核资源 211
8.4 反应堆设计：成熟技术和新兴技术 216
8.5 核聚变 224
8.6 核能与社会：环境问题、政治问题及安全问题 226
8.7 小结 232
第9章 太阳能资源 237
9.1 概述 237
9.2 简介 237
9.3 太阳能几何学术语的定义以及一天中太阳位置的计算 245
9.4 扩散对太阳能性能的影响 252
9.5 小 结 256
第10章 太阳能光伏技术 259
10.1 概述 259
10.2 简介 259
10.3 光伏电池性能的基础 265
10.4 实际光伏发电系统的设计和运行 273
10.5 生命周期能量及环境考虑因素 291
10.6 小结 292
第11章 主动式太阳能热应用 297
11.1 概述 297
11.2 本章使用的符号 297
11.3 简介 297
11.4 平板型太阳能集热器 299
11.5 聚光型太阳能集热器 306
11.6 平板型太阳能集热器的内部热传递 310
11.7 小结 324
第12章 被动式太阳能热应用 327
12.1 概述 327
12.2 本章使用的符号 327
12.3 简介 327
12.4 热舒适度的考虑因素 328
12.5 建筑围护的考虑因素 329
12.6 采暖度日数及季节性热需求 329
12.7 被动式太阳能加热系统的类型 332
12.8 通过窗户的太阳能传输 335
12.9 用于分析的负荷集热比值法 336
12.10 LCR（负荷集热比）法的节约因数 341
12.11 用于设计的负荷集热比值法 343
12.12 热浮力产生的被动通风 346
12.13 被动式太阳能系统的特殊窗户 348
12.14 小结 349
第13章 风能系统 353
13.1 概述 353
13.2 简介 353
13.3 利用数据评估潜在风电场 359
13.4 风电场特定风力涡轮机功率输出的评估 368
13.5 风力涡轮机的设计 371
13.6 风能系统的经济效益和社会效益 386
13.7 小结 389
第14章 生物能源和系统 395
14.1 概述 395
14.2 简介 395
14.3 生物质 399
14.4 平台 403
14.5 酒精 405
14.6 生物柴油 411
14.7 甲烷和氢气（沼气） 413
14.8 小结 417
第15章 交通运输能源技术 421
15.1 概述 421
15.2 简介 421
15.3 汽车设计考虑因素及替代推进设计 427
15.4 内燃机车辆的替代：替代燃料和替代推进技术 432
15.5 比较替代燃料的“油井到车轮”分析 454
15.6 小结 456
第16章 交通运输能源的系统观点 461
16.1 概述 461
16.2 简介 461
16.3 交通运输系统中能源消耗的当前趋势与最新评估 466
16.4 将系统方法应用于交通运输能源系统 476
16.5 了解新技术的过渡方法 490
16.6 由系统观点得出的未来交通运输能源政策 495
16.7 小结 498
第17章 结论：创立21世纪能源系统 503
17.1 概述 503
17.2 简介：有关发展的寓言 503
17.3 可持续能源未来的路径：案例研究 513
17.4 创立未来能源系统时能源专家的作用 520
17.5 小结 522
附录A 儒略万年历 525
附录B LCR（负荷集热比）表格（其中SSF表示太阳能采暖节能率） 527
附录C CF表 533
附录D 部分练习题答案 539
附录E 常用转换 541
附录F 热力学常数信息 543