全书分为两篇，在常规能源篇中介绍了常规能源、能量储存技术、工业企业自备电厂及其蒸汽管道系统、联合发电工程、火电厂投资评估和能源工程的环境评估；在新能源篇中介绍了洁净煤技术和煤的洁净料生产、新能源和可再生能源（包括太阳能、生物质能、地热能、海洋能、风能及风力发电、氢能与燃料电池、氢能、燃料电池、核能、可燃冰）、清洁能源促进技术等内容。

第1篇 常规概论

第1章 常规能源和中国的能源工业

1.1 煤炭

1.1.1 煤的成分和煤质指标

1.1.2 煤的分类

1.1.3 中国的煤炭资源

1.1.4 工业用户对煤质的要求和主要煤质指标

1.2 燃料油

1.3 燃料气

1.4 能源利用设备——锅炉

1.5 中国能源发展状况

1.5.1 能源问题

1.5.2 能源现实

1.5.3 可持续的能源系统

1.5.4 中国能源供应形势

第2章 能源工程的环境评价

2.1 项能源目环境评价的依据

2.1.1 国家法律法规、条例和地方政策、规划

2.1 2环评报告编制的规范和技术导则

2.1.3 建设项目的有关批文

2.1.4 项目可行性研究

2.1.5 环评工作委托书及环评资料

2.1.6 环境保护目标

2.1.7 环境评价等级、范围及评价标准

2.1.8 能源项目的环保状况

2.1.9 主要污染物排放总量分析

2.1.10 工程项目对区域环境的影响

2.1.11 评价方法简介

2.2 环境空气影响预测及评价

2.2.1 各种污染物排放计算

2.2.2 污染防治措施可行性论证

2.2.3 环境风险评价

2.3 环境评价案例

2.2.1 环评依据

2.3.2 环境敏感区域和保护对象

2.3.3 环评标准

2.3.4 环境评价因子

2.3.5 工程概况

第3章 能量储存系统

3.1 导言

3.1.1 电力储能

3.1.2 热力储能

3.2 能量储存系统

3.2.1 转化成水压头储能

3.2.2 压缩空气储能

3.2.3 飞轮储能

3.2.4 电池储能

3.2.5 超导磁流体储能

3.2.6 显热储能

3.2.7 潜热储能

3.2.8 化学储能

3.2.9 储能技术发展

第4章 联合发电工程及其设计

4.1 基本热力循环

4.1.1 基本热力循环的热经济性

4.1.2 典型不可逆过程的做功损失

4.2 凝汽式热电厂的热经济指标

4.2.1 汽轮发电机组的热经济指标

4.2.2 锅炉设备的热经济指标

4.2.3 管道效率

4.2.4 全厂热经济指标

4.2.5 发电厂的技术经济比较

4.3 联合发电循环

4.3.1 高效低污染的超.临界凝汽式发电

4.3.2 大型循环流化床电站

4.3.3 燃气轮机发电

4.3.4 燃煤燃气－蒸汽联合循环

4.3.5 燃料电池清洁发电

第5章 工业企业自备电厂及其蒸汽系统

5.1 工业企业的供汽参数

5.1.1 过程耗汽

5.1.2 参数选择

5.2 动力机械的驱动方式

5.2.1 泵和压缩机的驱动

5.2.2 汽动泵的选择

5.3 蒸汽平衡和平衡追踪

5.3.1 蒸汽平衡

5.3.2 设计基础检验

5.3.3 典型的蒸汽平衡工况

5.3.4 复位时的母管控制

5.3.5 蒸汽平衡追踪

5.3.6 商务投资

5.4 蒸汽管网

5.4.1 设计考虑

5.4.2 蒸汽压力分级

5.4.3 蒸汽系统控制总述

5.4.4 管网大小

5.4.5 凝结水收集

5.4.6 替代蒸汽源

5.4.7 动态模拟

第6章火电厂投资——评估和使用81

61火力发电厂的投资要素81

611电厂投资要素81

612一次投资82

62影响电厂投资的主要因子83

621机组容量83

622燃料种类84

623电厂复杂程度84

624蒸汽参数对汽轮机投资的影响85

625压头对水轮机投资的影响85

626冷却塔86

627建筑时间86

63建筑期间的主要投资项目和资金追加87

631主要一次投资项目的相对份额87

632每周工作时间延长的影响87

633新型电厂的一次投资87

634某电厂扩建工程投资简介89

第2篇新能源概论

第7章绪论94

71能源危机导致常规能源变革94

72中国清洁能源发展现状95

第8章洁净煤技术及煤的清洁燃料生产97

81洁净煤技术及煤的清洁燃料生产97

811煤炭洗选与加工97

812煤炭转换97

813洁净煤发电技术98

82煤基生产清洁燃料100

821煤直接液化制燃料100

822煤间接液化制燃料100

83未来煤炭能源系统101

831煤基多联产能源系统101

832美国“前景21”多联产系统102

833Shell合成气园新概念102

第9章新能源与可再生能源104

91新能源和可再生能源含义和分类104

92太阳能及其利用104

921概述104

922太阳能基本特性105

923太阳能利用分类106

924太阳能热发电106

925太阳能制冷、空调动力系统114

926太阳能光伏发电116

93生物质能及其利用119

931生物质能含义119

932植物能源121

933石油植物123

934生物质转化的能源形式124

935生物质能的转化技术130

94地热能150

941地热资源分类151

942中国地热资源152

943中国地热资源的开发153

944地热发电技术154

945地热井159

946世界地热发电现状与发展前景160

95海洋能及其发电技术161

951潮汐能161

952波浪能162

953冷热交替海洋温差热能163

954海水盐差能165

96风能及风力发电165

961风的产生与风能定义166

962风能特征及风能估算166

963风力发电167

964中国的风能资源171

965风能政策设计和主要风能政策174

97氢能与燃料电池178

971氢的基本性质及氢能特点178

972氢的制取180

973氢的储存182

974氢能利用184

975氢安全185

98燃料电池概述186

981燃料电池的主要特点186

982燃料电池的分类187

983燃料电池应用189

984燃料电池的发展前景191

99核能192

991概述192

992核电站193

993核反应堆194

994核供热技术198

995核废弃物处理与核安全199

996核能利用的未来201

910可燃冰201

9101可燃冰的形成201

9102可燃冰的分布201

9103可燃冰的性质202

9104可燃冰开采202

第10章清洁能源促进政策204

101清洁能源政策类型和特点204

1011政策和清洁能源政策204

1012政策的法律基础204

1013政策的基本类型和特点205

102清洁能源政策的决策步骤和分析方法207

1021政策决策原则207

1022政策决策分析步骤207

1023政策决策的分析方法208

103各类政策在清洁能源行动中的应用211

1031在能源替代方面的应用211

1032在热电联产、集中供热方面的应用211

1033在洁净煤技术推广中的应用211

1034在可再生能源方面的应用214

1035试点城市的政策类型汇总214

104政策实施效果和评价214

1041衡量标准214

1042政策实施效果评价215

附录220

附录1中国能源中长期发展规划220

附录2节能减排专项行动221

附录3有关名词解释223

参考文献225

《能源与环境系统工程概论》为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。全书共分6章，第1章介绍系统工程的基本知识和环境与能源系统的基本理论，第2章介绍各种能源资源利用技术和现状，第3章介绍制冷技术和引起的能源环境问题，第4章介绍目前各种环境污染物和控制技术，第5章介绍采用系统工程的方法分析能源与环境问题，第6章介绍能源需求和供应预测。《能源与环境系统工程概论》在内容上覆盖面广，涉及能源工程、环境工程和系统工程等方面的知识，有助于拓展学生的知识面，同时也有助于树立科学用能的观念和关注环保的社会意识。

《能源与环境系统工程概论》可作为普通高等院校能源与环境专业研究生和本科生的教材，也可作为相关工程技术人员的参考用书。

能源问题已成为当今世界面临的主要问题之一。随着现代社会对于化石能源高度依赖和大量消耗，能源短缺成为经济发展的重大潜在风险，也使人类社会面临战争和饥荒等重大威胁。生物质能源与核能、风能、太阳能共同构成新能源的初步格局，其总量已成为世界第四大能源，排位仅次于煤炭、石油和天然气，在整个能源系统中占有重要地位，是替代化石能源的主力军之一。

在众多的生物质原料中，草本能源作物以其独特优势占据重要地位。能源草不仅具有高光效、高生物产量，相对于其他生物质原料，能源草更易于在种植、收获、运输、储藏等生产过程中实现全程机械化操作，达到常年连续生产。此外，能源草品种多具有较强的抗逆性，可在边际和荒弃土地种植，在土地利用上同样拥有较大优势。现阶段，我国仍属于发展中国家，能源发展需完全建立在粮食安全的基础上，能源草作为非粮能源作物保证了“不与人争粮、不与粮争地”的发展前提。种植能源草还可减少土壤侵蚀，增加贫瘠土壤有机成分，提高天然有机碳储量，吸收空气中的CO2，直接影响气候变化。

能源草作为第二代新型能源作物，已在世界各国能源发展计划中占据重要部分。目前，能源草的利用形式主要包括生物液体燃料、生物燃气、成型燃料以及直接燃烧利用。现阶段，我国对能源草的研究开发利用，包括品种选育、边际土地适应性、稳定性、种植示范、田间管理与收集运输、燃料开发示范等方面，仍处于初始或空白阶段，企业及社会对能源草的了解也非常有限。

本书编写是在“十二五”国家863计划课题“边际土地能源草分子育种与新种质创制(2012AA101801)”及“能源草高效制备生物天然气关键技术研究(2012AA101802)”，“十二五”国家973计划项目“草本能源植物培育及化学催化制备先进液体燃料的基础研究(2012CB215300)”，国家自然科学基金“割手蜜蔗糖磷酸合成酶基因(SPS)的克隆与表达调控研究(31272493)”、“斑茅关键木质素合成酶基因克隆、RNA干扰及抗逆性表达研究(31302026)”及“十一五”国家科技支撑计划课题“耐盐碱能源草筛选与新品种培育(2009BADA7B04)”等项目课题的研究基础上，不断吸收国内外先进技术和最新的科研成果，从基本概念、主要草种、利用技术、政策法规等方面对能源草及主要能源植物进行较为详尽的介绍，确保全书各章节的相关性，知识点清晰，重点内容论述全面。

本书共分五章，即绪论、主要能源草、其他主要非粮能源植物、能源草开发利用技术、生物能源政策法规及规划。本书由中国农业大学、中国科学院广州能源研究所、四川省草原科学研究院等单位的专家学者共同完成。第一章由马隆龙、杨富裕、孙永明、王亚梅和田雪编写，第二章由张蕴薇、白史且、鄢家俊、杨富裕、刘斯佳、李洪超、徐然、庞帝琼、吴春会、黄艳华、汪辉、张妍娜、高凤芹编写，第三章由高凤芹、张妍娜、杜娟、林炎丽编写，第四章由袁振宏、孙永明、李连华、孔晓英、施晨璐编写，第五章由康利平编写。本书可作为大专院校选修课参考教材，也可供草业、生物质能等相关专业学者阅读参考，同时可作为相关企业进行培训的指导用书。

本书力求立论准确，语言流畅，但编者水平有限，书中难免有疏漏之处，恳请读者见谅并不吝赐教，使得本书日臻完善，造福行业。

编著者

2014年2月

第一章绪论/1

第一节生物能源相关概念1

第二节能源草概念及基本特征1

一、生物质资源和能源植物分类1

二、能源草基本概念2

三、能源草基本特征2

第三节发展生物能源的意义2

一、缓解能源危机2

二、促进能源结构优化3

三、保护生态环境3

四、推进社会主义新农村建设3

五、提高土地利用率4

第四节国内外生物能源的发展及现状4

一、国内外沼气产业发展及现状4

二、国内外燃料乙醇产业发展及现状12

三、生物质成型燃料技术产业发展现状16

第五节能源草的发展现状及发展前景18

一、国际上能源草发展现状18

二、中国能源草发展现状19

三、能源草产业发展存在的问题20

四、未来能源草发展重点与发展前景21

五、加快我国能源草科学研究和产业、发展的建议22

参考文献22

第二章主要能源草/24

第一节柳枝稷24

一、形态学和生物学特性24

二、遗传育种研究30

三、生理生化特征37

四、栽培及管理技术43

五、开发利用现状与前景47

第二节狼尾草属能源草57

一、杂交狼尾草57

二、象草62

三、生理生化特征66

四、遗传育种研究67

五、开发利用现状与前景67

第三节芒属能源草70

一、种类及生态分布71

二、形态学和生物学特征72

三、生理生化特征84

四、栽培及管理技术86

五、开发利用现状与前景89

第四节荻属能源草96

一、种类及生态分布97

二、形态学及生物学特征98

三、生理生化特征102

四、栽培及管理技术104

五、开发利用现状与前景107

第五节草属能源草109

一、种类及生态分布109

二、形态学和生物学特征109

三、生理生化特征111

四、遗传育种研究113

五、栽培及管理技术114

六、开发利用现状与前景115

第六节甘蔗属能源草117

一、割手密117

二、斑茅120

三、种质资源收集和新品种培育122

四、栽培与管理技术126

五、开发利用现状与前景126

第七节芦竹属能源草128

一、形态学和生物学特征128

二、生理生化特征131

三、栽培及管理技术133

四、开发利用现状与前景136

第八节芨芨草属能源草139

一、种类及生态分布139

二、形态学和生物学特征139

三、遗传多样性研究140

四、栽培及管理技术140

五、开发利用现状与前景141

参考文献142

第三章其他主要非粮能源植物/179

第一节富糖能源植物179

一、甜高粱179

二、甘蔗197

三、甜菜201

第二节富淀粉能源植物204

一、葛根204

二、木薯211

三、甘薯214

四、菊芋218

第三节富烃能源植物221

一、文冠果221

二、光皮树225

三、黄连木228

四、山苍子231

五、山桐子233

六、无患子236

七、小桐子239

八、盐肤木242

九、油棕243

第四节富木质纤维能源植物246

一、杨树246

二、速生柳248

三、桉树251

四、栎树254

五、柽柳257

六、锦鸡儿260

七、沙柳263

八、羊柴264

九、胡枝子266

十、梭梭268

参考文献271

第四章能源草开发利用技术/284

第一节生物燃气制备284

一、发酵产沼气的基本原理284

二、木质纤维素类原料发酵产沼气的工艺流程285

三、制备生物燃气的影响因素289

第二节液体燃料制备293

一、发酵乙醇转化过程的基本原理293

二、木质纤维素类原料乙醇的工艺流程293

三、能源草制备燃料乙醇的影响因素297

第三节成型燃料制备302

一、木质纤维素原料制备成型燃料的基本原理302

二、木质纤维素类原料制备成型燃料的工艺流程303

三、能源草制备成型燃料的影响因素305

第四节能源草本植物在能源领域的前沿技术306

一、燃烧技术306

二、热裂解制生物油技术307

三、生产生物航空燃料308

参考文献308

第五章生物能源政策法规及规划/311

第一节生物能源法律法规311

一、可再生能源法311

二、节约能源法312

三、循环经济促进法312

四、其他相关法律312

第二节生物能源战略规划312

一、国民经济与社会发展规划312

二、可再生能源产业发展规划313

三、生物质能产业发展规划315

四、专项与地方规划315

第三节生物能源行政监管316

一、燃料乙醇316

二、生物柴油317

三、生物质发电317

四、沼气318

五、固体成型燃料318

第四节生物能源财税扶持318

一、综合政策318

二、生物液体燃料320

三、生物质发电321

四、沼气322

五、固体燃料322

第五节国际生物液体燃料政策323

一、美国323

二、欧盟325

三、巴西326

四、加拿大327

五、日本327

参考文献330