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本書概括性地介紹了CO2產生的溫室效應機理以及隨著大氣中CO2濃度呈指數上升對全球氣候和生態環境產生的負面影響；詳細闡述了新型高效的CO2分離回收技術、CO2封存技術、固定源和流動源的減排CO2工藝技術，提高能效和新型能源技術等；隨后針對我國的具體情況闡述了二氧化碳減排的具體措施和綜合利用途徑。
本書適合化工、發電、冶金行業的科技工作者，節能減排工作管理者以及相關工程技術人員閱讀參考。
本書適合化工、發電、冶金行業的科技工作者，節能減排工作管理者以及相關工程技術人員閱讀參考。
目次
第1章 概述1
1.1 溫室效應對生態環境的負面影響及發展趨勢1
1.1.1 溫室效應1
1.1.2 溫室效應對生態環境的負面影響2
1.1.3 溫室氣體增長的態勢3
1.2 《京都議定書》帶來的挑戰和機遇4
1.2.1 《京都議定書》4
1.2.2 減排機制5
1.2.3 控制溫室氣體的國際動態5
1.2.4 面臨《京都議定書》的挑戰與機遇6
1.3 中國的能源利用與溫室氣體排放7
1.4 聯合履約的經濟和環境效益9
1.5 二氧化碳的處置現狀10
1.5.1 生物技術10
1.5.2 能源革新11
1.5.3 二氧化碳的收集12
1.5.4 二氧化碳的地質儲存13
1.5.5 二氧化碳的海洋儲存14
1.5.6 二氧化碳處置的安全性15
參考文獻16
第2章 二氧化碳的分離方法18
2.1 液相吸收法18
2.1.1 物理吸收法18
2.1.2 化學吸收法21
2.1.3 物理化學吸收法29
2.2 變壓吸附法30
2.2.1 吸附的類型及其應用30
2.2.2 變壓吸附的基本原理和工藝過程31
2.2.3 變壓吸附二氧化碳的裝置流程和適用條件32
2.2.4 應用實例33
2.2.5 變壓吸附二氧化碳的工藝特點34
2.3 化學循環燃燒34
2.3.1 化學循環燃燒工藝35
2.3.2 載氧體35
2.4 空氣分離/煙氣再循環法37
2.4.1 空氣分離/煙氣再循環技術的提出37
2.4.2 空氣分離/煙氣再循環技術特點39
2.4.3 尚待解決的問題40
2.5 膜分離法41
2.5.1 膜法分離二氧化碳的原理及其工藝流程41
2.5.2 膜材料41
2.5.3 膜材料的改性43
2.5.4 國外酸性氣體二氧化碳分離膜的研究44
2.5.5 國內酸性氣體二氧化碳分離膜的研究45
2.5.6 膜組件46
2.5.7 氣體膜分離技術分離酸性氣體二氧化碳的發展前景46
2.6 低溫液化分離法46
2.6.1 低溫液化分離二氧化碳流程47
2.6.2 兩種流程的性能比較48
2.7 新型可回收煙道氣二氧化碳的能源系統48
2.7.1 天然氣和煙氣三重整反應原理49
2.7.2 新型可回收煙道氣二氧化碳的多聯產能源系統50
2.7.3 新型可回收二氧化碳的多聯產能源系統的初步分析51
2.7.4 尚需解決的關鍵性科學問題53
參考文獻53
第3章 主要排放源的二氧化碳減排57
3.1 中國二氧化碳排放源現狀分析57
3.1.1 能源和工業排放源57
3.1.2 計算二氧化碳排放源存在的不確定性58
3.2 火電廠的二氧化碳減排59
3.2.1 提高熱力發電的效率59
3.2.2 采用先進的發電技術60
3.2.3 火電廠二氧化碳的減排61
3.2.4 減排二氧化碳時的系統設計61
3.2.5 各系統減排二氧化碳的性能分析64
3.2.6 各系統減排二氧化碳的經濟性分析65
3.3 水泥廠二氧化碳的減排68
3.3.1 水泥生產過程的二氧化碳排放量68
3.3.2 減排二氧化碳的措施69
3.3.3 2008～2012年中國水泥產量預測和二氧化碳減排潛力分析72
3.4 鋼鐵廠二氧化碳的減排74
3.4.1 鋼鐵企業的生產過程74
3.4.2 鋼鐵工業二氧化碳的排放現狀75
3.4.3 二氧化碳排放影響因素分析77
3.4.4 鋼鐵工業CO2減排的主要措施77
3.4.5 應用太陽能減少煉鐵過程中二氧化碳的排放79
3.5 工業鍋爐二氧化碳的減排82
3.5.1 工業鍋爐能源浪費的主要表現83
3.5.2 影響工業鍋爐能耗偏高的因素83
3.5.3 工業鍋爐的節能減排技術85
3.6 農村戶用沼氣工程建設對二氧化碳減排的貢獻86
3.6.1 中國農村生活能源消費及戶用沼氣的發展86
3.6.2 中國農村戶用沼氣建設對減排二氧化碳的貢獻88
3.7 交通運輸業的二氧化碳減排90
3.7.1 公路運輸業能源消耗現狀91
3.7.2 制約我國公路運輸節能降耗的主要因素91
3.7.3 公路運輸節能降耗的主要途徑92
3.7.4 公路運輸節能降耗的對策措施97
參考文獻98
第4章 二氧化碳的封存100
4.1 二氧化碳封存技術100
4.1.1 二氧化碳封存技術100
4.1.2 國外二氧化碳封存項目的研發進展101
4.1.3 二氧化碳封存的環境和安全性分析103
4.2 二氧化碳的生態封存104
4.2.1 森林碳匯104
4.2.2 濕地碳匯107
4.2.3 城市園林綠地的生態環境效應108
4.2.4 海洋生物固碳109
4.3 二氧化碳的地質封存110
4.3.1 二氧化碳地質封存的機制110
4.3.2 二氧化碳地質封存的地點111
4.3.3 碳收集封存的3大環節112
4.3.4 國外二氧化碳地質封存技術的進展113
4.3.5 碳捕獲的技術經濟評價113
4.3.6 碳收集封存對全球減緩碳排放的作用115
4.3.7 二氧化碳地質封存的風險和環境影響115
4.3.8 允許二氧化碳地質封存的新法規116
4.4 二氧化碳的海洋封存117
4.4.1 海底封存的構想117
4.4.2 海洋封存的方法及研究現狀118
4.4.3 添加劑對二氧化碳水合物形成的影響120
4.4.4 海洋碳庫的一般特徵123
4.4.5 海洋對二氧化碳的吸收及其通量的估算125
4.4.6 海洋生態系統在海洋碳循環中的作用127
4.4.7 深海封存存在的問題127
4.5 二氧化碳的礦物封存129
4.5.1 碳酸化體系的反應動力學與機理130
4.5.2 礦物碳酸化固定原料的選擇131
4.5.3 碳化體系的化學與熱力學131
4.5.4 礦物碳酸化固定的工藝路線132
4.5.5 國外二氧化碳礦物碳酸化固定的研究進展135
4.6 二氧化碳置換天然氣水合物137
4.6.1 天然氣水合物的一般開發方式138
4.6.2 二氧化碳置換CH4的工藝流程139
4.6.3 二氧化碳置換CH4技術的可行性139
4.7 二氧化碳捕集與封存對我國社會發展的潛在作用141
4.7.1 二氧化碳捕集與封存對我國社會發展的影響141
4.7.2 二氧化碳封存方法的優點與不足143
4.8 我國遠期減緩碳排放的對策144
參考文獻146
第5章 可再生能源技術對我國未來二氧化碳減排的貢獻151
5.1 生物質能源152
5.1.1 生物質能資源152
5.1.2 生物質能的利用方式153
5.1.3 國外生物質能發展概況159
5.1.4 我國生物質能發展現狀160
5.1.5 生物質能對二氧化碳減排的貢獻161
5.2 太陽能162
5.2.1 太陽能的利用163
5.2.2 太陽能熱發電163
5.2.3 世界太陽能技術現狀167
5.2.4 太陽能利用技術對我國未來二氧化碳減排作用的估計167
5.2.5 我國的太陽能利用169
5.2.6 太陽能利用技術的發展趨勢170
5.3 風能170
5.3.1 風能的特性170
5.3.2 風能利用的幾種基本形式171
5.3.3 風力發電的特點和優勢171
5.3.4 全球風力發電的概況及其趨勢173
5.3.5 我國風能技術的現狀175
5.3.6 風能技術的發展方向177
5.3.7 風能與其他能源互補發電系統179
5.4 海洋能181
5.4.1 潮汐能182
5.4.2 波浪能183
5.4.3 溫差能186
5.4.4 海流能187
5.4.5 鹽差能188
5.4.6 能源島188
5.5 燃料電池發電189
5.5.1 燃料電池的基本原理和供能方式189
5.5.2 固體氧化物燃料電池本體的研究189
5.5.3 燃料電池的供能方式190
5.6 地熱能190
5.6.1 地熱能的類型及分布191
5.6.2 地熱能發電192
5.6.3 地熱能的直接利用193
5.6.4 地熱能的環境效應194
5.7 可燃冰195
參考文獻195
第6章 二氧化碳的資源化利用197
6.1 在無機化工生產中的應用197
6.2 在有機化工生產中的應用198
6.2.1 二氧化碳催化加氫198
6.2.2 制合成氣209
6.2.3 制備C1～C2混合醇211
6.2.4 合成混合燃料211
6.2.5 二氧化碳合成酯和羧酸212
6.2.6 二氧化碳合成胺214
6.2.7 合成甲酸及其衍生物214
6.2.8 合成醛類216
6.2.9 其他216
6.3 在有機高分子化合物合成中的應用217
6.4 在超臨界流體技術中的應用218
6.4.1 超臨界二氧化碳的優點219
6.4.2 超臨界二氧化碳萃取技術在食品工業中的應用219
6.4.3 超臨界二氧化碳萃取技術在香料工業中的應用221
6.4.4 超臨界二氧化碳萃取技術在中草藥有效成分提取分離中的應用222
6.4.5 超臨界二氧化碳流體技術在高分子科學中的應用225
6.4.6 超臨界二氧化碳流體技術在制革工業中的應用226
6.4.7 超臨界二氧化碳流體技術在染色中的應用227
6.5 在食品工業中的應用229
6.5.1 在農產品保鮮領域中的應用229
6.5.2 在飲料工業中的應用231
6.5.3 在食品冷藏和冷凍中的應用232
6.5.4 二氧化碳在食品工業中的其他用途233
6.6 在其他領域中的應用233
參考文獻236
第7章 減排二氧化碳的建議與對策240
7.1 能源與環境可持續發展的科技問題240
7.2 控制溫室氣體二氧化碳的科技難點241
7.3 我國減排二氧化碳的建議243
1.1 溫室效應對生態環境的負面影響及發展趨勢1
1.1.1 溫室效應1
1.1.2 溫室效應對生態環境的負面影響2
1.1.3 溫室氣體增長的態勢3
1.2 《京都議定書》帶來的挑戰和機遇4
1.2.1 《京都議定書》4
1.2.2 減排機制5
1.2.3 控制溫室氣體的國際動態5
1.2.4 面臨《京都議定書》的挑戰與機遇6
1.3 中國的能源利用與溫室氣體排放7
1.4 聯合履約的經濟和環境效益9
1.5 二氧化碳的處置現狀10
1.5.1 生物技術10
1.5.2 能源革新11
1.5.3 二氧化碳的收集12
1.5.4 二氧化碳的地質儲存13
1.5.5 二氧化碳的海洋儲存14
1.5.6 二氧化碳處置的安全性15
參考文獻16
第2章 二氧化碳的分離方法18
2.1 液相吸收法18
2.1.1 物理吸收法18
2.1.2 化學吸收法21
2.1.3 物理化學吸收法29
2.2 變壓吸附法30
2.2.1 吸附的類型及其應用30
2.2.2 變壓吸附的基本原理和工藝過程31
2.2.3 變壓吸附二氧化碳的裝置流程和適用條件32
2.2.4 應用實例33
2.2.5 變壓吸附二氧化碳的工藝特點34
2.3 化學循環燃燒34
2.3.1 化學循環燃燒工藝35
2.3.2 載氧體35
2.4 空氣分離/煙氣再循環法37
2.4.1 空氣分離/煙氣再循環技術的提出37
2.4.2 空氣分離/煙氣再循環技術特點39
2.4.3 尚待解決的問題40
2.5 膜分離法41
2.5.1 膜法分離二氧化碳的原理及其工藝流程41
2.5.2 膜材料41
2.5.3 膜材料的改性43
2.5.4 國外酸性氣體二氧化碳分離膜的研究44
2.5.5 國內酸性氣體二氧化碳分離膜的研究45
2.5.6 膜組件46
2.5.7 氣體膜分離技術分離酸性氣體二氧化碳的發展前景46
2.6 低溫液化分離法46
2.6.1 低溫液化分離二氧化碳流程47
2.6.2 兩種流程的性能比較48
2.7 新型可回收煙道氣二氧化碳的能源系統48
2.7.1 天然氣和煙氣三重整反應原理49
2.7.2 新型可回收煙道氣二氧化碳的多聯產能源系統50
2.7.3 新型可回收二氧化碳的多聯產能源系統的初步分析51
2.7.4 尚需解決的關鍵性科學問題53
參考文獻53
第3章 主要排放源的二氧化碳減排57
3.1 中國二氧化碳排放源現狀分析57
3.1.1 能源和工業排放源57
3.1.2 計算二氧化碳排放源存在的不確定性58
3.2 火電廠的二氧化碳減排59
3.2.1 提高熱力發電的效率59
3.2.2 采用先進的發電技術60
3.2.3 火電廠二氧化碳的減排61
3.2.4 減排二氧化碳時的系統設計61
3.2.5 各系統減排二氧化碳的性能分析64
3.2.6 各系統減排二氧化碳的經濟性分析65
3.3 水泥廠二氧化碳的減排68
3.3.1 水泥生產過程的二氧化碳排放量68
3.3.2 減排二氧化碳的措施69
3.3.3 2008～2012年中國水泥產量預測和二氧化碳減排潛力分析72
3.4 鋼鐵廠二氧化碳的減排74
3.4.1 鋼鐵企業的生產過程74
3.4.2 鋼鐵工業二氧化碳的排放現狀75
3.4.3 二氧化碳排放影響因素分析77
3.4.4 鋼鐵工業CO2減排的主要措施77
3.4.5 應用太陽能減少煉鐵過程中二氧化碳的排放79
3.5 工業鍋爐二氧化碳的減排82
3.5.1 工業鍋爐能源浪費的主要表現83
3.5.2 影響工業鍋爐能耗偏高的因素83
3.5.3 工業鍋爐的節能減排技術85
3.6 農村戶用沼氣工程建設對二氧化碳減排的貢獻86
3.6.1 中國農村生活能源消費及戶用沼氣的發展86
3.6.2 中國農村戶用沼氣建設對減排二氧化碳的貢獻88
3.7 交通運輸業的二氧化碳減排90
3.7.1 公路運輸業能源消耗現狀91
3.7.2 制約我國公路運輸節能降耗的主要因素91
3.7.3 公路運輸節能降耗的主要途徑92
3.7.4 公路運輸節能降耗的對策措施97
參考文獻98
第4章 二氧化碳的封存100
4.1 二氧化碳封存技術100
4.1.1 二氧化碳封存技術100
4.1.2 國外二氧化碳封存項目的研發進展101
4.1.3 二氧化碳封存的環境和安全性分析103
4.2 二氧化碳的生態封存104
4.2.1 森林碳匯104
4.2.2 濕地碳匯107
4.2.3 城市園林綠地的生態環境效應108
4.2.4 海洋生物固碳109
4.3 二氧化碳的地質封存110
4.3.1 二氧化碳地質封存的機制110
4.3.2 二氧化碳地質封存的地點111
4.3.3 碳收集封存的3大環節112
4.3.4 國外二氧化碳地質封存技術的進展113
4.3.5 碳捕獲的技術經濟評價113
4.3.6 碳收集封存對全球減緩碳排放的作用115
4.3.7 二氧化碳地質封存的風險和環境影響115
4.3.8 允許二氧化碳地質封存的新法規116
4.4 二氧化碳的海洋封存117
4.4.1 海底封存的構想117
4.4.2 海洋封存的方法及研究現狀118
4.4.3 添加劑對二氧化碳水合物形成的影響120
4.4.4 海洋碳庫的一般特徵123
4.4.5 海洋對二氧化碳的吸收及其通量的估算125
4.4.6 海洋生態系統在海洋碳循環中的作用127
4.4.7 深海封存存在的問題127
4.5 二氧化碳的礦物封存129
4.5.1 碳酸化體系的反應動力學與機理130
4.5.2 礦物碳酸化固定原料的選擇131
4.5.3 碳化體系的化學與熱力學131
4.5.4 礦物碳酸化固定的工藝路線132
4.5.5 國外二氧化碳礦物碳酸化固定的研究進展135
4.6 二氧化碳置換天然氣水合物137
4.6.1 天然氣水合物的一般開發方式138
4.6.2 二氧化碳置換CH4的工藝流程139
4.6.3 二氧化碳置換CH4技術的可行性139
4.7 二氧化碳捕集與封存對我國社會發展的潛在作用141
4.7.1 二氧化碳捕集與封存對我國社會發展的影響141
4.7.2 二氧化碳封存方法的優點與不足143
4.8 我國遠期減緩碳排放的對策144
參考文獻146
第5章 可再生能源技術對我國未來二氧化碳減排的貢獻151
5.1 生物質能源152
5.1.1 生物質能資源152
5.1.2 生物質能的利用方式153
5.1.3 國外生物質能發展概況159
5.1.4 我國生物質能發展現狀160
5.1.5 生物質能對二氧化碳減排的貢獻161
5.2 太陽能162
5.2.1 太陽能的利用163
5.2.2 太陽能熱發電163
5.2.3 世界太陽能技術現狀167
5.2.4 太陽能利用技術對我國未來二氧化碳減排作用的估計167
5.2.5 我國的太陽能利用169
5.2.6 太陽能利用技術的發展趨勢170
5.3 風能170
5.3.1 風能的特性170
5.3.2 風能利用的幾種基本形式171
5.3.3 風力發電的特點和優勢171
5.3.4 全球風力發電的概況及其趨勢173
5.3.5 我國風能技術的現狀175
5.3.6 風能技術的發展方向177
5.3.7 風能與其他能源互補發電系統179
5.4 海洋能181
5.4.1 潮汐能182
5.4.2 波浪能183
5.4.3 溫差能186
5.4.4 海流能187
5.4.5 鹽差能188
5.4.6 能源島188
5.5 燃料電池發電189
5.5.1 燃料電池的基本原理和供能方式189
5.5.2 固體氧化物燃料電池本體的研究189
5.5.3 燃料電池的供能方式190
5.6 地熱能190
5.6.1 地熱能的類型及分布191
5.6.2 地熱能發電192
5.6.3 地熱能的直接利用193
5.6.4 地熱能的環境效應194
5.7 可燃冰195
參考文獻195
第6章 二氧化碳的資源化利用197
6.1 在無機化工生產中的應用197
6.2 在有機化工生產中的應用198
6.2.1 二氧化碳催化加氫198
6.2.2 制合成氣209
6.2.3 制備C1～C2混合醇211
6.2.4 合成混合燃料211
6.2.5 二氧化碳合成酯和羧酸212
6.2.6 二氧化碳合成胺214
6.2.7 合成甲酸及其衍生物214
6.2.8 合成醛類216
6.2.9 其他216
6.3 在有機高分子化合物合成中的應用217
6.4 在超臨界流體技術中的應用218
6.4.1 超臨界二氧化碳的優點219
6.4.2 超臨界二氧化碳萃取技術在食品工業中的應用219
6.4.3 超臨界二氧化碳萃取技術在香料工業中的應用221
6.4.4 超臨界二氧化碳萃取技術在中草藥有效成分提取分離中的應用222
6.4.5 超臨界二氧化碳流體技術在高分子科學中的應用225
6.4.6 超臨界二氧化碳流體技術在制革工業中的應用226
6.4.7 超臨界二氧化碳流體技術在染色中的應用227
6.5 在食品工業中的應用229
6.5.1 在農產品保鮮領域中的應用229
6.5.2 在飲料工業中的應用231
6.5.3 在食品冷藏和冷凍中的應用232
6.5.4 二氧化碳在食品工業中的其他用途233
6.6 在其他領域中的應用233
參考文獻236
第7章 減排二氧化碳的建議與對策240
7.1 能源與環境可持續發展的科技問題240
7.2 控制溫室氣體二氧化碳的科技難點241
7.3 我國減排二氧化碳的建議243
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