引言：低碳經濟--人類社會發展的新裡程碑

參考文獻

第1章 世界能源資源狀況與溫室氣體排放總體形勢

1.1 煤炭資源

1.2 石油資源

1.3 天然氣資源

1.4 核能資源

1.5 水能資源

1.6 可再生能源

1.7 世界一次能源消耗及碳排放現狀

1.8 小結

參考文獻



第2章 碳排放與全球氣候變化

2.1 IPCC報告的主要結論

2.2 溫室效應的大氣物理化學探索

2.3 全球氣候變暖的其他觀點

參考文獻



第3章 低碳經濟引發的世界經濟挑戰與政治博弈

3.1 國際社會關於氣候變化問題的談判

3.2 發達國家在哥本哈根會議前的輿論操控

3.3 哥本哈根會議前各方碳減排方案簡介

3.4 哥本哈根會議上的政治博弈

3.5 坎昆會議的成果落實及未來展望

3.6 世界各國應對氣候變化的態度

3.7 小結

參考文獻



第4素代謝

4.1 自然生態演化中的碳循環

4.2 工業社素代謝

4.3 我國碳代謝變化趨勢

4.4 小結

參考文獻



第5章 能量高效利用的熱力學基礎

5.1 熱力學基本原理解讀

5.2 熱力學相關參數解釋

5.3 能源利用效率

5.4 節約能源消耗提高能源利用效率的熱力學途徑

參考文獻



第6章 生產過程中含碳能源的減量化與碳減排

6.1 概論

6.2 工業生產過程的碳減排

6.3 若干重要的通用節能減排技術

6.4 產品節能和二氧化碳減排

6.5 再生資源煉制與再制造工業中的節能減排

6.6 小結

參考文獻



第7章 低碳過程繫統集成技術

7.1 能量集成技術

7.2 低碳能源繫統集成技術

7.3 碳減排的物質集成技術

參考文獻



第8章 可再生能源和新能源的開發

8.1 可再生能源

8.2 太陽能開發利用

8.3 水能開發利用

8.4 風能開發利用

8.5 生物質能開發利用

8.6 地熱能開發利用

8.7 海洋能研究與開發利用

8.8 核能開發利用

參考文獻



第9章 二氧化碳捕集、封存、再利用技術

9.1 二氧化碳的捕集技術

9.2 二氧化碳的封存技術

9.3 CO2的直接利用

9.4 CO2的大規模再利用

9.5 小結

參考文獻



第10章 低碳城市與低碳生活

10.1 城市化與低碳城市

10.2 低碳城市與工業園區規劃

10.3 低碳交通

10.4 低碳建築

10.5 低碳基礎設施

10.6 低碳生活與低碳產品

參考文獻



第11章 國內外政府實施低碳經濟的政策與法規

11.1 低碳經濟背景下的全球氣候管理機制

11.2 政府支持低碳經濟發展的國際經驗

11.3 低碳經濟在中國的發展

11.4 未來發展趨勢與政策討論

參考文獻



第12章 低碳經濟與碳金融

12.1 碳金融理念的形成和發展

12.2 虛擬經濟與碳金融內涵

12.3 國外碳金融發展現狀和前景

12.4 我國碳金融發展現狀及問題

12.5 對低碳金融的另類思考

12.6 小結

參考文獻

跋

索引

氣候變化問題事關人類的生存和發展，是當今世界共同面臨的熱點問題。控制溫室氣體排放，加快發展低碳技術和低碳產業，實現低碳綠色增長，是未來的發展趨勢。我國高度重視氣候變化問題，在推進國內經濟社會發展過程中，采取了一繫列積極應對氣候變化的政策和行動，確定了到2020年在2005年基礎上單位GDP二氧化碳排放下降40%～45%的目標。為了實現這一目標，需要采取多方面的措施和行動，包括優化產業結構，實施重點節能工程，推動節能技術改造，加快節能技術和產品的開發與推廣，發展循環經濟，推進共伴生礦產資源、大宗固體廢物、農作物秸稈等綜合利用，提高資源利用效率等等，以及制定相應的激勵性政策。
低碳發展需要科學與工程技術的指導。清華大學近年來在國家發改委、環保部的指導和支持下，繫統地開展了循環經濟、低碳經濟相關領域的科學研究，在國內外學術界、工業界都產生了較大的影響，成為該領域的學術中心之一。繼2009年出版《資源·能源·環境·社會——循環經濟科學工程原理》專著之後，清華大學金湧院士帶領的團隊又進一步完成了《低碳經濟的工程科學原理》一書，主要內容包括世界能源資源狀況與溫室氣體排放總體形勢、碳排放與全球氣候變化、低碳經濟引發的世界經濟挑戰與政治博素代謝、熱力學基礎、生產過程中含碳能源的減量化與碳減排、低碳過程繫統集成技術、可再生能源及新能源的開發、二氧化碳捕集?封存?再利用技術、低碳城市與低碳生活、國內外政府實施低碳經濟的政策與法規、低碳經濟與碳金融，從不同方面闡述了低碳經濟的發展和理論基礎，同時也闡述了低碳技術低碳產業的發展途徑。不同於已有的同類著作，本書更加突出了低碳發展的工程技術問題和方法的闡述，綜合了政策、經濟、工程技術乃至生活消費等低碳經濟的諸多方面，彌補了這一交叉學科著作的不足。本書對不同學科的大學生、研究生和各界人士更新理念、開闊視野、開展研究有很好的參考價值。
2012年2月
改革開放30多年來，中國的經濟發展取得了令人矚目的成就，年均經濟增長保持了近10%的快速水平，國內生產總值居世界前列。但同時長期形成的粗放型增長方式尚未根本改變，工業化、城鎮化快速發展與能源資源和生態環境的矛盾日趨突出，影響科學發展的體制機制障礙依然存在，轉變經濟發展方式迫在眉睫。
放眼全球，可再生能源、綠色能源正處在替代化石能源的前期，循環經濟、低碳技術方興未艾。在未來一段時期內，這些領域的技術將成為推動全球發展、轉變世界經濟發展方式的新動力。對於我國來說，能否抓住這次歷史變革的機遇，將對我國未來產生極為深遠的影響。
作為發展中的大國，我國正在全力貫徹落實科學發展觀，努力建設資源節約型與環境友好型社會，大力倡導循環經濟，並把節能減排、發展低碳技術作為國家發展的重要任務。在我國，推行低碳發展已經成為轉變經濟發展方式、促進經濟社會可持續發展的當務之急。不發展低碳技術，實現經濟發展方式的轉變，我國的資源能源將難以支撐，生態環境將難以承受，國家競爭力將難以提升，國家安全也將難以保障。這就要求我們必須把發展低碳技術提到國家戰略層面上加以思考。
1?資源能源難以支撐。我國的資源總量和人均資源都嚴重不足，而資源消耗的增長速度卻十分驚人。在資源總量方面，我國石油儲量僅占世界1?8%，天然氣占0?7%，鐵礦石不足9%，銅礦不足5%，鋁土礦不足2%。在人均資源量方面，我國45種主要礦產資源人均為世界平均水平的1/2,人均耕地、草地資源為1/3,人均水資源為1/4,人均森林資源為1/5,人均石油占有量僅為1/10。我國的國內資源已難以支撐傳統工業文明的持續增長，現實狀況要求我們必須通過加快轉變經濟發展方式，緩解經濟增長中環境代價太大的問題。
2?生態環境難以承受。當前，我國面臨的環境形勢十分嚴峻。我國現有荒漠化土地面積已占國土總面積的27?9%，而且每年仍在增加1萬多平方公裡；我國七大江河水繫，劣五類水質占27%，75%的湖泊出現不同程度的富營養化；我國600多座城市中有400多座供水不足，其中100多個城市嚴重缺水；我國尚有3?6億農村人口喝不上符合衛生標準的水；2010年環保重點城市空氣污染物檢測中，有近三成的城市空氣質量劣於國家二級標準；全國酸雨面積約120萬平方公裡，約占國土面積的12?6%，人民身體健康受到嚴重損害。我國的生態環境狀況已臨近生態閾值，難以支撐當前的高污染、高消耗、低效益生產方式的擴張。
3?國家競爭力難以提升。產業要在國際上開拓市場，一般需要經過三個階段：首先靠勞動力、土地資源、政策優惠發揮“成本優勢”；獲得一定資本積累後進行研發產生“技術優勢”；然後自創名牌，在國際競爭中發揮“品牌優勢”。但目前我國仍處在“成本優勢”為主的階段，必須加強原始自主創新，盡快向“技術優勢”和“品牌優勢”過渡。否則，我們的“打工經濟”在生產過程中消耗的大量能源和造成的環境污染等隱形損失，與所獲得利潤相比將得不償失。特別是我國加入世貿組織以後，國際上各種嚴格的法規和標準接踵而來，資源環境因素在國際貿易中的作用日益突顯，形成了事實上的貿易壁壘，這成為我國擴大出口面臨多也是難突破的問題。
4?國家安全難以保障。目前，我國對外技術依存度高達50%，美國、日本僅為5%左右；我國的設備投資有60%以上要靠進口。更何況涉及戰略需求的核心技術，就是花再多錢別人也不會賣給我們。同時，我國重要資源對外依存度也不斷上升。目前我國先進技術和主要資源的對外依賴度已經達到了一個相當高的水平，國家的能源安全、經濟安全受到嚴重威脅。
同時，我們要清醒地認識到，目前我國推行低碳發展、轉變經濟發展方式，尚有一定的難度，這與我國所處的階段有關。
其一，隨著經濟全球化的深入發展，國際產業分工加快重組，國際產業結構不斷調整，而我國由於經濟整體素質不高，在國際產業鏈中，處於不利的分工地位。承受著隨之而來的資源、環境代價。
其二，我國進入工業化中期，這一時期產業結構特點是“重化工業”加速發展，導致資源能源消費增加。我們必須重視重化工業的層次提升和節能減排的結構調整與技術進步，避免少數地方盲目發展和引進重化工業中的高能耗、高污染項目，造成資源能源的雙重壓力。
其三，中國特色社會主義道路要求工業化與城鎮化同時並舉。城鎮化進程加快，城市人口增加，基礎設施規模加大，生活模式明顯改變，人均生活能源消費量較快增長。
其四，政府職能的改革與市場經濟的完善。如何配置資源合理利用能源，減少環境污染既是政府的職能，也是市場經濟完善的表征之一，應避免政府失靈和市場失靈並存的現像，做好政府職能的改革和調整，對市場經濟必須要加以引導和完善。
低碳發展作為我國轉變經濟社會發展方式的一個重要突破口，編寫著作進行專題研究，加強宣傳，以引導更多有識之士關注低碳發展，投身可持續發展事業，共同化解我國在快速發展過程中經濟增長與環境安全所面臨的各種矛盾，對未來中國又好又快發展是非常有價值的。
從理論層面看，一個學科要為社會所承認，往往需要五個條件：，大學裡必須有門課；第二，必須有本經典著作；第三，必須有獨特的、科學的學術範式；第四，必須有個相關的專業協會；第五，必須有幾名著名的專家、教授。低碳發展如果要成為一個獨立的學科，也概莫能外。金湧先生是中國工程院院士，資深化工專家，近年來從事循環經濟、低碳發展研究卓有成就，並率領弟子們為推動我國循環經濟、低碳發展的理論和實踐發展作出了不懈的努力。
本書從地球能量利用演化史的宏大視野中展開，闡明低碳經濟時代實際上是人類社會經濟發展過程中一個必不可少的過渡期。在對低碳經濟這樣的一個歷史定位下，內容涉及低碳經濟的科學、工程、社會、政治、經濟等多個方面，不僅包括低碳經濟的資源與環境現實背景，全球氣候變化引發的觀點和爭論，而且闡述了低碳經濟的基礎、原理及可實現的工業技術，還闡述了相關的政策法規制定和碳金融等。該書涵蓋面廣，知識內容豐富，是一本綠色發展的好書，是一本好著作，值得向讀者推薦。
有了金湧院士等一批低碳發展的研究者，如今又有了這本理工學生的通用著作，低碳發展作為一門學科的條件已大體具備，我相信在中國對低碳發展的研究將進入一個十分繁榮的大好階段。遵囑是為序。
2012年2月