本书以能源资源的生产、转换、存储及高效利用为主线，内容包括绪论、常规化石能源及其利用、可再生能源及其利用、储能材料与储能技术、电能的生产及其装备、航天航空与交通运输动力装备、制冷与低温工程、能源与环境、节能与能源安全、能源发展新纪元等，较为系统地介绍了能源动力工程领域的各分支学科知识，简述了我国在相关领域的发展历程及未来趋势。
本书兼顾专业性与通俗性，可作为高等学校能源与动力工程、新能源科学与工程、储能科学与工程、环境科学与工程及相关专业的教材使用，也可作为能源动力领域工程技术人员和科研人员的参考资料，还可供相关行业的技术管理人员借鉴学习。

杨其国，现任上海理工大学能源与动力工程学院院长、教授，博士生导师。2004年入选“新世纪百千万人才工程”国家人选，2009年获“全国杰出专业技术人才”荣誉称号。长期工作在设计、生产一线，致力于大型火电、核电、蒸汽-燃气联合循环发电汽轮机组及相关透平机械的科学研究和工程设计。获国家科技进步一等奖1项，国家科技进步二等奖4项。

第1章绪论1
1.1能源概述1
1.1.1能源的分类1
1.1.2能源的转换、输送和储存2
1.2能源与社会3
1.2.1能源与人类社会发展3
1.2.2能源与经济可持续发展4
1.3能源资源5
1.3.1全球能源资源现状6
1.3.2我国能源资源现状6
1.4我国能源与动力工程发展前景7
1.4.1能源与动力工程概述7
1.4.2我国能源与动力发展趋势与政策8
参考文献10

第2章常规化石能源及其利用11
2.1煤炭及其利用11
2.1.1煤的形成与性质12
2.1.2煤的清洁利用技术14
2.2石油及其利用30
2.2.1石油的形成及特性30
2.2.2石油资源与开采31
2.2.3石油炼制及产品37
2.2.4中国石油产能简况39
2.3天然气及其利用40
2.3.1天然气的形成及特性40
2.3.2天然气资源与开采41
2.3.3天然气的利用44
2.3.4中国天然气产能简况46
参考文献48

第3章可再生能源及其利用49
3.1太阳能51
3.1.1太阳能资源51
3.1.2太阳能分布51
3.1.3太阳能特点52
3.1.4太阳能应用52
3.2风能57
3.2.1风能资源57
3.2.2风力发电系统59
3.2.3产业发展61
3.3生物质能62
3.3.1生物质的物理转化和化学转化63
3.3.2生物质的生物转化65
3.4氢能66
3.4.1氢的制取66
3.4.2氢的储存和运输68
3.5核能69
3.5.1概述69
3.5.2核能的优势70
3.5.3核燃料71
3.5.4海洋的核资源72
3.6地热能73
3.6.1地热资源及其特点73
3.6.2地热发电74
3.6.3地源热泵75
3.7海洋能76
3.8水能77
3.8.1简况77
3.8.2水力发电技术78
参考文献81

第4章储能材料与储能技术83
4.1引言83
4.2机械储能84
4.2.1抽水储能84
4.2.2压缩空气储能85
4.2.3飞轮储能86
4.3电化学储能86
4.3.1铅酸蓄电池86
4.3.2锂离子电池88
4.3.3镍基碱性二次电池90
4.3.4燃料电池91
4.3.5其他种类电池94
4.4热质储能96
4.4.1显热储热技术96
4.4.2相变储热技术96
4.4.3相变储热材料97
4.4.4相变储热工程应用100
4.4.5化学储热技术100
4.5电磁储能101
4.5.1超导储能技术102
4.5.2超级电容器储能103
4.6储氢104
4.6.1储氢概述104
4.6.2压力储氢105
4.6.3低温储氢105
4.6.4固态储氢106
4.7气体水合物储能技术107
4.7.1天然气水合物储气107
4.7.2气体水合物蓄冷108
4.8微网技术与储能110
参考文献111

第5章电能的生产及其装备113
5.1我国电力发展简况113
5.2燃煤发电设备117
5.2.1概述117
5.2.2锅炉120
5.2.3汽轮机122
5.2.4辅机设备125
5.3燃气发电设备128
5.3.1用于发电的燃气轮机简况128
5.3.2燃气轮机129
5.3.3余热锅炉130
5.3.4示范工程131
5.4清洁高效发电技术133
5.4.1燃煤发电技术133
5.4.2电力环保技术137
5.4.3新型动力循环发电143
5.5核能发电144
5.5.1基本原理145
5.5.2主要设备145
5.5.3安全保障148
5.6智慧能源与新型电力系统151
5.6.1能源互联网151
5.6.2综合能源系统152
5.6.3虚拟电厂152
参考文献154

第6章航天航空与交通运输动力装备155
6.1航天动力装置155
6.1.1航天器及火箭发动机简况155
6.1.2固体火箭发动机159
6.1.3液体火箭发动机160
6.1.4电火箭发动机161
6.1.5核火箭发动机162
6.2航空动力装置162
6.2.1航空发动机发展简况162
6.2.2航空活塞式发动机166
6.2.3航空燃气涡轮发动机167
6.3陆地交通工具动力装备169
6.3.1汽车动力装备发展简况169
6.3.2轨道交通工具动力装备发展简况171
6.3.3汽车内燃机173
6.3.4电动汽车动力装备175
6.3.5轨道交通工具动力装备176
6.4水上交通动力装备177
6.4.1水上交通工具动力装备发展简况177
6.4.2船用蒸汽轮机182
6.4.3船用燃气轮机183
6.4.4船用柴油机184
参考文献185

第7章制冷与低温工程186
7.1制冷与低温技术发展简况186
7.1.1制冷技术发展简况186
7.1.2低温技术发展简况187
7.2制冷技术与环境问题188
7.2.1制冷剂对环境的影响188
7.2.2制冷空调设备和系统的节能问题189
7.3制冷技术与冷链190
7.3.1食品储运中的冷链技术190
7.3.2食品生产过程中的制冷技术和设备191
7.3.3冷库193
7.3.4冷藏运输设备和装置194
7.3.5轻型商用制冷技术与设备195
7.3.6冰箱196
7.4制冷技术与人工环境197
7.4.1空调技术及设备198
7.4.2热泵技术及设备203
7.4.3制冷技术与冰雪运动206
7.5制冷低温技术与气体液化分离206
7.5.1低温空分系统和装置207
7.5.2天然气液化系统和装置210
7.6制冷低温技术与生命科学213
7.6.1生物样本低温保存及样本库建设与管理213
7.6.2食品、药品及生物制品的冷冻干燥215
7.6.3低温医疗装备216
7.7制冷低温技术与国防航天217
7.7.1飞机环境控制及地面保障装备217
7.7.2低温火箭燃料218
7.7.3红外探测器的低温制冷装置219
7.7.4低温环境实验装置220
7.8制冷低温与高科技222
7.8.1基础前沿科学对制冷低温的需求222
7.8.2大科学装置中的低温制冷技术223
7.9中国制冷低温行业的发展机遇与挑战224
7.9.1节能减排与低碳发展225
7.9.2新型城镇化和基础设施225
7.9.3保障民生建设，提高人民生活水平226
7.9.4制造业发展模式的转型227
参考文献228

第8章能源与环境229
8.1常规化石能源开采利用过程引发的环境问题229
8.1.1煤炭开采过程引发的环境问题229
8.1.2石油和天然气开采利用过程引发的环境问题230
8.2能源利用与环境协调发展231
8.2.1我国全面建设社会主义现代化国家之路232
8.2.2推动经济能源环境协同是实现可持续发展的必由之路232
8.2.3经济能源环境三者之间相辅相成233
参考文献234

第9章节能与能源安全235
9.1煤炭安全235
9.1.1我国煤炭供给安全的现状235
9.1.2保障我国煤炭供应安全的措施236
9.2石油安全237
9.2.1我国石油供给安全的现状237
9.2.2我国石油供给安全存在的问题238
9.2.3我国石油供给安全问题的对策239
9.3天然气安全239
9.3.1我国天然气供给现状239
9.3.2对天然气供应安全担忧的原因240
9.3.3保障我国天然气供应安全的建议241
9.4“双碳”目标背景下的能源安全242
9.5我国工业节能技术与余热利用244
9.5.1我国工业节能技术244
9.5.2工业余热利用技术244
9.5.3典型工业余热回收系统245
参考文献246

第10章能源发展新纪元247
10.1构建多元清洁的能源供应体系247
10.1.1优先发展非化石能源247
10.1.2清洁高效发展化石能源249
10.1.3加快建设储运调峰体系249
10.2推动能源技术创新250
10.2.1创新能源技术250
10.2.2发展“互联网+”智慧能源253
10.3共建“一带一路”能源绿色可持续发展255
10.3.1能源国际合作面临的机遇与安全的思考256
10.3.2构建人类能源命运共同体256
10.4中国碳中和计划的机遇与挑战257
10.4.1碳中和的概念与挑战258
10.4.2碳中和背景下我国能源动力学科建设259
参考文献260