第1章 引言 1
第2章 煤炭在工业革命中及其以后的应用 11
第3章 石油和天然气的历史 18
3.1 石油的开采和勘探 22
3.2 天然气 24
第4章 化石燃料资源和利用 28
4.1 煤炭 29
4.2 石油 34
4.3 非常规石油资源 38
4.3.1 沥青砂（tar sands） 38
4.3.2 油页岩（oil shale） 39
4.4 天然气 41
4.5 煤层气 48
4.6 致密砂岩和页岩 49
4.7 甲烷水合物 49
4.8 展望 51
第5章 日益减少的油气储备 53
第6章 对碳基燃料、烃类及其产品的持续需求 62
6.1 分馏 65
6.2 热裂化 66
第7章 化石燃料和气候变化 73
7.1 化石燃料对气候变化的影响 73
7.2 缓解 82
第8章 可再生能源和原子能 86
8.1 概述 86
8.2 水电 89
8.3 地热能 92
8.4 风能 96
8.5 太阳能：光电转换和热能 99
8.5.1 光电转换生电 100
8.5.2 利用太阳热能发电 102
8.5.3 利用盐湖太阳池发电 104
8.5.4 利用太阳能供热 104
8.5.5 太阳能的经济局限性 105
8.6 生物质能 105
8.6.1 生物质能发电 106
8.6.2 液体生物燃料 107
8.6.3 生物甲醇 110
8.6.4 生物燃料的优点和局限性 110
8.7 海洋能：热能、潮汐能和波浪能 111
8.7.1 潮汐能 112
8.7.2 波浪能 113
8.7.3 海洋热能 113
8.8 核能 114
8.8.1 裂变核能 116
8.8.2 增殖反应堆 120
8.8.3 对核能的需求 122
8.8.4 经济性 122
8.8.5 安全性 124
8.8.6 辐射危险 125
8.8.7 核副产物、核废料及其管理 126
8.8.8 排放 127
8.8.9 核聚变 128
8.8.10 核能：未来的能源 131
8.9 未来展望 131
第9章 氢经济及其局限性 133
9.1 氢气及其性质 133
9.2 氢能的开发 135
9.3 氢气的生产和使用 137
9.3.1 化石燃料制氢 138
9.3.2 生物质制氧 140
9.3.3 水的光生物学分解 141
9.3.4 水的电解 141
9.3.5 核能制氢 143
9.4 氢储存的挑战性 144
9.4.1 液态氢 145
9.4.2 压缩氢 146
9.4.3 金属氢化物和固体吸收剂 147
9.4.4 其他储氢方法 148
9.5 氢：集中还是分散地分配？ 148
9.6 氢的安全性 150
9.7 用于运输的氢 151
9.8 燃料电池 153
9.8.1 历史 153
9.8.2 燃料电池的效率 154
9.8.3 氢燃料电池 156
9.8.4 用于运输的质子交换膜燃料电池 160
9.8.5 再生燃料电池 162
9.9 展望 164
第10章 “甲醇经济”：概述 166
第11章 甲醇和二甲醚作为燃料和能量载体 171
11.1 性质和历史背景 171
11.2 甲醇的化学应用 173
11.3 甲醇作为运输燃料 174
11.3.1 醇类运输燃料的开发历程 175
11.3.2 甲醇作为内燃机（ICE）燃料 178
11.3.3 甲醇作为压缩点火式（柴油）发动机燃料 180
11.4 二甲醚作为运输燃料 182
11.5 二甲醚作为发电和生产民用燃气的燃料 184
11.6 生物柴油 186
11.7 先进的甲醇动力汽车 187
11.8 甲醇重整制氢用于燃料电池 187
11.9 直接甲醇燃料电池（DMFC） 190
11.10 依赖其他燃料的燃料电池和生物燃料电池 196
11.11 可再生燃料电池 196
11.12 甲醇和二甲醚作为船用燃料 197
11.13 甲醇用于固定发电和供热装置 198
11.14 甲醇的储存和分配 199
11.15 甲醇的价格 201
11.16 甲醇和二甲醚的安全性 203
11.17 甲醇和二甲醚动力汽车的尾气排放 206
11.18 甲醇和二甲醚的环境影响 210
11.19 二氧化碳化学回收制甲醇对气候变化的有利影响 211
第12章 甲醇的生产：从化石燃料和生物基原料到二氧化碳化学循环回收 213
12.1 用化石燃料生产甲醇 216
12.1.1 用合成气生产甲醇 216
12.1.2 用天然气生产合成气 219
12.1.3 用石油和高碳烃生产合成气 221
12.1.4 用煤生产合成气 222
12.1.5 合成气生产的经济性 222
12.2 通过甲酸甲酯生产甲醇 222
12.3 用甲烷不经合成气生产甲醇 224
12.3.1 甲烷直接氧化生成甲醇 224
12.3.2 甲烷的催化气相氧化 225
12.3.3 甲烷液相氧化生产甲醇 226
12.3.4 甲烷通过单卤代甲烷生产甲醇 228
12.3.5 甲烷向甲醇的微生物转化或光化转化 231
12.4 利用生物质（包括纤维素）制取甲醇 232
12.4.1 生物气制取甲醇 237
12.4.2 水产业 239
12.5 用二氧化碳生产甲醇 242
12.5.1 二氧化碳与甲烷反应转化为甲醇 244
12.5.2 二氧化碳通过甲烷的二元重整转化为甲醇 246
12.5.3 从合成气或二氧化碳生产二甲醚 247
12.5.4 将二氧化碳化学或电化学还原和加氢过程结合在一起 249
12.5.5 通过化学循环回收从工业和天然来源中分离二氧化碳 251
12.5.6 从大气中分离二氧化碳 252
第13章 基于甲醇的化学品、合成烃和材料 256
13.1 基于甲醇的化学产品和材料 256
13.2 甲基叔丁基醚和二甲醚 258
13.3 甲醇到轻质烯烃和合成烃类的转化 259
13.4 甲醇制烯烃工艺 260
13.5 甲醇制汽油工艺 262
13.6 基于甲醇的蛋白质 264
13.7 展望 265
第14章 绪论和前景 266
14.1 今日的现状 266
14.2 “甲醇经济”——未来的解决方案 268
参考文献 273
更多的阅读材料和信息 297