近年来，欧洲地热资源的开发利用取得了迅速的发展。我国地热能的开发利用与欧洲相比具有诸多的相似性。因此，欧洲地热利用的发展经验对我国地热开发利用具有重要的借鉴意义。本文介绍了欧洲地热开发利用的现状和趋势，分析总结了欧洲地热利用的发展模式，并针对我国地热的开发现状和存在的问题，提出了促进我国地热利用发展的对策和建议。

太阳能具有分散性强、能流密度低、适合得到中低温热源的特性，太阳能低温热利用是人们最早认识和利用的太阳能转换手段，也是将来太阳能低成本、规模化应用的最重要的领域。本论文针对太阳能集热、太阳能采暖、太阳能干燥、太阳能热泵、太阳能空调、太阳能低温热发电等几个当前太阳能低温热利用的主要技术，介绍了各种技术的应用原理和背景，分析了各种已有技术的研究现状和社会需求，讨论了部分新技术的未来发展方向。同时介绍了中国科学技术大学在该领域的一些研究进展。

介绍了生物质热解液化技术，总结了该项技术在原料预处理、热解工艺和生物油分离精制3个方面的最新研究成果。在原料预处理方面，介绍了微波干燥、烘焙和酸洗3种方法；在热解工艺方面，介绍了催化热解和混合热解两种新工艺；在生物油分离精制方面，介绍了催化加氢、催化裂解、催化酯化、乳化燃油和分离提纯5种新技术，并分析展望了生物质热解液化技术的产业化发展趋势。

本文从发酵原料拓展、预处理和厌氧消化工艺等三个方面对我国生物燃气高效制备领域的最新研究成果进行了介绍与评述。重点介绍了高固体浓度、固态、两相、混合发酵等4种高效厌氧消化工艺；鉴于我国正处于生物燃气产业化发展初期，从生物燃气高效制备技术方面对今后的研究重点给出建议。

纤维素酶作为一种高活性的生物催化剂，在纤维素类资源的利用方面发挥重要的作用。本文综述了纤维素的分子结构，纤维素酶种类及其作用机理，酶解反应动力学模型，影响纤维素酶高效酶解的因素以及酶解效率提高的措施，并对纤维素酶研究存在的问题以及今后的发展作了进一步的展望。

21世纪以来，面对常规能源日益枯竭、环境恶化的局面，各国将目光转向可再生能源。海洋潮流能因为优越的可再生性、环保性及巨大的贮藏量而成为重点研究对象。至2013年，海洋潮流能利用在技术上取得了长足的进步，而且发展十分迅速，新概念、新技术和新装置层出不穷。本文从工作原理、技术特征、实验及应用情况等方面对其中具有代表性的潮流能发电装置的模型及实型作了综述和评价，通过对比分析能量转换装置和载体形式的技术特点，指出了当前潮流能开发中存在的主要问题及未来的发展趋势。

天然气水合物以其储量大、能量密度大、分布广的特点被认为是一种非常具有潜力的替代能源。勘测数据表明迄今已至少在全球116个地区发现了天然气水合物。天然气水合物广泛存在于冻土区和海底沉积物中。但目前实现实际试开采的区域仅有四处，分别位于：美国的阿拉斯加北坡地区、俄罗斯的西伯利亚玛索亚哈气田、加拿大西北部的麦肯齐三角洲及日本的南海海槽。目前主要的开采技术研究主要集中于实验室模拟阶段。美国、德国、日本、中国分别建立了自己的水合物模拟开采实验装置并且进行了相关研究。提出了不同的水合物开采方案，并且对水合物开采过程中的关键技术问题进行了研究。

综合调查已揭示了一系列显示南海北部陆坡存在天然气水合物的地质、地球物理和地球化学指标。结果表明两类天然气水合物系统即低通量扩散型水合物和高通量渗漏型水合物共存于南海北部陆坡，特别是东沙海域和神狐海域。天然气水合物钻探航次获得的资料为进一步理解神狐海域和东沙海域的天然气水合物系统提供了基础。钻探结果证明强似海底反射往往与低饱和度的含天然气水合物沉积物薄层联系在一起；高饱和度的天然气水合物一般不需要与地震剖面上识别的似海底反射对应，而与气体渗漏和断裂构造等特征相关。地球化学资料显示神狐海域和东沙海域的天然气水合物气源主要为微生物成因气。神狐海域钻探证实的天然气水合物分布区具有160亿立方米的甲烷地质储量，在目前天然气水合物开采技术和工艺条件下，开采具有较大困难，有待于开发更为先进的技术。随钻测井资料显示东沙海域浅部存在中等-高饱和度水合物，而深部水合物稳定带底界上方存在低饱和度天然气水合物。南海北部陆坡天然气水合物有待于深入探究其赋存状态、饱和度、储层特性和资源前景。

在现有商品化二次电池中，锂离子电池的比能量最高、循环性能最好，而且因其电极材料选择的多样性，作为储能电池具有广阔的应用前景。锂离子电池发展面临一些问题：比能量、比功率和循环寿命有待提升，安全性还没有可靠保证，制造成本过高，等等。针对这些问题，人们从电池材料选择、电池结构设计、电池制备装配与工艺、电池管理系统等方面探索解决方案。本文结合作者所在研究团队开展的工作，介绍锂离子电池关键材料（正极、负极和电解质）的研究进展。

全钒液流电池因其安全可靠、使用寿命长、环境友好、电池均匀性好、可实时直接监测其充放电状态等特点，已成为规模储能技术领域的首选技术之一。本文对储能技术的研究背景、储能在电力系统中的作用进行了分析，并重点对全钒液流电池储能技术在电力系统中的应用进行了概述。

热电材料—即实现热能和电能之间直接相互转换的一类功能材料，提供了一种制冷或发电的新方法—在解决能源和环境危机问题上正在扮演越来越重要的角色。传统的三维材料中，由于几个决定热电性能的关键物理参数相互关联，使得现有热电材料很难获得较高热电优值（ZT）。金属氧化物热电材料由于其良好的耐高温性能，是中高温区使用的理想候选者。如果能提高氧化钛基化合物的热电优值，那么氧化钛基化合物将是一类非常优秀的热电材料，因为其不仅具有优良的化学稳定性和热稳定性，而且原材料丰富、不含有毒元素以及制备工艺简单。纳米化能显著降低材料的热导率，是最近二十年提高热电性能的一条主要途径。同时，通过界面和化学组成调控增加与电学性能相关的功率因子也是一种继续提高热电性能的重要方法。本文综述了我们近期对氧化钛基热电材料的研究成果，包括对钛酸盐纳米管较大赛贝克（Seebeck）系数的实验发现，提出利用一维纳米材料独特的空心结构和纳米管层状特殊构造，将两个相关联的物理参数（热导率和电导率）分别调控；通过合成氧化钛基纳米复合材料，研究界面对载流子和声子散射的作用，提出通过载流子能量过滤效应提高其热电性能；采用尿素燃烧法和高温烧结等方法合成具有纳米结构和化学组成调控的氧化钛基化合物，认识化学组成以及界面对声电输运的作用规律；最后介绍能显著提高热电材料功率因子的载流子非对称迁移的理论。

常规光伏系统设计多以获取最大电能为目标，而对于非均衡负载独立光伏系统，为满足各时间段负载正常供电不得不提高整体光伏发电系统的容量，而导致大量能量浪费。本文剖析了独立光伏发电系统内部各模块间的匹配关系，特别考虑非均衡负载对系统参数设计的影响，在此基础上构思独立光伏系统参数设计新方法，以提高光伏系统的可靠性和经济性的匹配。新算法能同时适应均衡负载和非均衡负载系统的参数设计。本文最后，利用该算法，对广州某一非均衡负载的独立光伏发电系统进行了参数设计，并做了分析和对比。

染料敏化太阳电池（DSCs，dye-sensitized solar cells）近年已经成为一个研究热点。而电解质对电池的效率和稳定性起着重要的作用。目前常用的乙腈基液态电解质存在封装和泄漏的问题，尤其是在高温下。将准固态聚合物电解质应用到 DSCs 中可以有效解决应用液态电解质遇到的封装难稳定性差等问题，因而近年来，对准固态电解质的研究引起了广泛关注。本文综述了准固态电解质的研究进展，根据固化方式的不同将准固态电解质分为：有机小分子凝胶电解质、聚合物凝胶电解质和添加纳米粒子的凝胶电解质；讨论了每种准固态电解质的特点及存在的问题；最后对准固态电解质的发展进行展望。

光伏电站接入配电网后，在改变电网原有拓扑结构和潮流方向的同时，其电能输出特性直接影响到电网的电能质量。为保障现有电网的安全稳定，更好利用太阳能，在光伏电站接入系统前的设计阶段需对光伏发电接入系统进行电能质量评估。结合实际工程案例，以某MW级分布式光伏电站为研究对象，根据分布式光伏电站接入电网时的电能质量要求，基于Matlab/Simulink仿真平台进行建模，对并网电能质量进行评估计算，并进行相应的分析。计算结果表明：该分布式光伏电站接入点符合电能质量要求，允许接入系统。

由于生物质能源具有储量大、分布广、可再生等特点而被人们开发为煤、石油、天然气等化石燃料的替代能源，将木质纤维素转化为燃料乙醇是生物质能源开发利用的一个重要方向。纤维素、半纤维素和木质素是组成木质纤维素的主要成分，它们之间通过共价和非共价键结合形成致密的结构，阻碍了酶对木质纤维素的降解，因此在将木质纤维素酶解发酵之前必须进行预处理。本文综述了生物法、物理法、化学法和物理化学法四大类预处理技术及其相关原理并对木质纤维素预处理技术发展前景作了展望。

以低聚糖为代表的各类半纤维素小分子衍生糖具有特殊的生物学功能，其制备的关键步骤之一是分离纯化。本文总结了半纤维素小分子衍生糖种类及其制备方法，重点对现有分离纯化方法进行了综述和分析，相关问题的探讨对于高温液态水法制备半纤维素小分子衍生糖具有重要参考价值。

分别采用NaOH（0.45 mol/L aq.）、HCl（0.034 mol/L aq.）和高温液态水（LHW）三种方法对甘蔗渣进行预处理，并对其组分变化和酶解效果进行了比较。NaOH预处理方法获得最高的木质素去除率，达91.1%，糖损失率达23.5%；HCl和LHW预处理结果类似，木聚糖溶解率分别为85.2%和79.7%，糖损失率均约为15%，木质素去除率均小于16%。三种方法处理的甘蔗渣经纤维素酶水解后得到总单糖（葡萄糖 + 木糖）浓度分别为38.7 g/L（NaOH）、16.1 g/L（HCl）和15.6 g/L（LHW）。综合比较预处理和酶水解工艺，NaOH水溶液预处理法的糖回收率最高，其次为HCl水溶液预处理法，LHW预处理法的糖回收率最低。作为描述纤维素酶反应动力学的有力工具，类分形理论的研究表明，各种预处理后底物的不规则性依次为：HCl＞LHW＞NaOH，其与酶的有效吸附大小依次为：NaOH＞HCl＞LHW。

通过固定培养基中其它成分的含量，考察变化的成分含量对巴夫杜氏藻生长的影响，以期获得适宜生长的最佳单一养分浓度。结果表明，硝酸钠和氯化钠在实验浓度范围内（0.042 g/L ~ 1.68 g/L和14.615 g/L ~ 175.38 g/L）对巴夫杜氏藻的生长有显著影响，碳酸氢钠、氯化钾、硫酸镁、氯化钙、柠檬酸铁、A₅溶液和pH值对藻生长影响较小。可以通过调控硝酸钠和氯化钠的浓度来促进巴夫杜氏藻的生长。

基于单一流化床两步气化法，以煤作为热载体和发热体，水蒸气为气化剂，CaO为催化剂，在自行研制的流化床热态装置上对生物质（锯木）气化制备燃气进行了研究。探讨了温度和水蒸气与锯木比对燃气组分和低位热值的影响。在所研究的操作参数范围内，（H2 + CO）含量为67.58% ~ 74.9%，燃气低位热值为10719.09 kJ/Nm3 ~ 12002.44 kJ/Nm3。实验结果表明，含少量N2的中热值燃气可以被获得，H2和CO是燃气中最主要的两种气体。随着温度的升高，燃气中H2和CO含量增加，而CH4和CO2含量及燃气低位热值则呈现下降趋势。随着水蒸气与锯木比的增加，燃气中H2和CO2含量增加，而CH4和CO含量则相应的减小。

从20世纪80年代开始，墨西哥湾的水合物研究经历了水合物发现阶段、浅表层水合物研究阶段和水合物资源勘探阶段等3个阶段，特别是2005年“联合工业计划”的实施，为这一区域的水合物研究提供了大量的地质、地球物理和地球化学等资料，使其成为目前海域水合物研究的前沿区域。本次研究采用水合物油气系统的思路和工作方法，通过资料的调研、总结和对比，详细描述并刻画了水合物稳定条件、气体组分和来源、有利沉积体类型和特征、含气流体运移通道等4个要素。研究结果表明，墨西哥湾陆坡区域温度和压力等条件非常适于水合物的形成，热成因气和生物成因气都可以作为水合物的气体来源，有利的深水沉积体（如水道、天然堤、块体流沉积体等）提供了潜在的储集类型和聚集空间，盐底辟、断层、倾斜的地层及网状裂隙等为含气流体的运移提供了有利的通道。作为一种全面和系统的研究思路和工作方法，水合物油气系统既考虑了水合物形成时的物理化学条件，又注重实际的地质背景，可以作为海域水合物成藏潜力的快速评价方法。然而，要对重点区域进行水合物矿体描述、不均匀性分布控制因素等方面的分析，开展精细的沉积学解剖和流体运移的分析，是研究的重点。因此，将“水合物识别标志”、“有利沉积体展布”和“流体运移通道”三者有机地结合在一起，是今后海域水合物资源勘探、矿体精细描述和科学评价的发展方向。

增强型地热系统（EGS）是指采用人工方法在地下3 ~ 10 km内的干热岩体中形成储层、通过灌输采热流体以开采出干热岩中热能用于地面发电的地热利用系统，是一种极富潜力的可再生清洁能源利用技术。循环流体在地下热储中的流动与换热对EGS的采热性能有重要影响。本文首先对EGS数值模型进行了综合评述，然后基于一套自主开发的三维瞬态数值模型模拟了不同渗流条件下EGS地下热储内的热流过程。通过对模拟结果的分析，揭示了均匀压裂的人工热储中流体短路的形成机理，并通过对比双井和三井系统中流场和局部地热开采率分布，结合当前钻井工艺和裂隙激发技术水平，探讨了抑制流体短路、优化EGS采热性能的可能方案。

太阳能热发电作为能够输出稳定优质电力的可再生能源发电形式，已在欧洲、美国等国家和地区快速发展。随着产业链的不断完善、技术水平的逐步提升，太阳能热发电产业有望加速进入规模化发展的新阶段。为促进国内太阳能热发电产业发展，国家能源局于2012年9月委托国家太阳能光热产业技术创新战略联盟会同国家可再生能源中心等单位就太阳能热发电产业发展政策开展研究。通过分析我国太阳能热发电技术现状、产业基础及发展中面临的突出技术和政策问题，发现发电成本高是阻碍太阳能热发电技术在我国产业化推广的最大障碍。鉴于国内尚无商业化太阳能热发电站，同时也不能完全照搬国外的经验模式，研究人员通过采用国际范围内普遍适用的商业化电站投融资模式分析经验，对在中国建设运行一个50 MW槽式太阳能热发电站的经济性和2020年导致成本下降的潜在机遇进行了分析，在假设现行1元/(kW•h) 的光伏上网电价同样适用于太阳能热发电的基础上，提出了扶持太阳能热发电产业发展的短期激励政策建议，同时也对出台商业化太阳能热发电上网电价的可能性以及固定电价形成的方法进行了探讨。

太阳能热发电是将太阳能转化为热能，通过热功转化过程发电的技术。目前商业化的太阳能热发电项目在全球逐步推进。然而我国的太阳能热发电处于产业化起步阶段，相关产业链上的产品还处于试制和产业化的前期阶段，关键技术产品仍需要进一步验证。我国太阳能直射辐射资源的调查体系，不能满足日益发展的太阳能资源开发利用需求，同时也缺乏电站整体系统设计、系统集成、建设以及运营的能力和经验。太阳能热发电相关检测体系、标准体系还是空白，无法验证我国生产的产品的性能和可靠性。为了推动太阳能热发电的产业建设和发展，需要政策层面上重点鼓励、支持太阳能热发电的技术研发，示范工程的建设，以此带动市场规模的扩大。

简单介绍当前风能利用的发展，分析风电技术发展的趋势和主要特点；主要讨论风机大型化、柔性化等趋势引起的大型风机总体设计所面临的主要问题，总体设计技术是涉及气动、气动弹性、结构设计等多个学科、多方面的综合性问题，直接决定着大型柔性风机的性能、可靠性和寿命。本文主要分析了攻克总体设计难题所必需优先解决的风力机气动弹性载荷计算、气动弹性稳定性等问题。同时简要阐述了发展海上风机需要优先解决的相关技术问题，指出海上大型风力机分析首先需要着重考虑风—波联合作用下的机组气弹分析问题和考虑到近海风力机桩基特性的波浪载荷问题。

目前风功率预测多为风功率期望的点预测，且以采样间隔较大的功率序列作为建模序列，这样会降低预测模型对风功率时序特征模拟的准确度和可信度。文中基于小采样间隔风功率序列，提出ARMAX-GARCH风功率预测模型。通过构造风功率新息序列，结合小时平均风功率序列，建立ARMAX点预测模型，采用BIC最小信息准则和相关性分析实现模型定阶和外生变量选择；采用GARCH模型模拟残差的波动特性实现区间预测。以海岛微电网实测风功率数据为例，进行提前1 h风功率预测。结果表明，与持续法、ARMA和RBF神经网络相比，该预测模型能显著提高风功率期望的点预测精度并具有较好的区间预测效果。

在毕赤酵母GS115中表达东方肉座菌EU7-22的β-葡萄糖苷酶基因（bgl?），获得基因工程菌株BP17。优化BP17发酵产酶条件后，重组β-葡萄糖苷酶活力达121 IU/mL。酶学性质研究表明，该酶最适反应温度为70℃，在60℃以下有较好的热稳定性；最适催化pH为5.0，在pH 3.0 ~ 8.0之间有较好的稳定性。将异源表达的β-葡萄糖苷酶添加到东方肉座菌的纤维素酶液中协同降解经过预处理的竹纤维，当纤维素酶添加量为FPA 20 IU/g底物，β-葡萄糖苷酶添加量为BG 6 IU/g底物时，纤维二糖浓度显著下降，酶解得率达到83.03%，表明重组β-葡萄糖苷酶的加入更有利于纤维素的酶解糖化。

采用两种不同原料来源的生物柴油进行干洗与水洗纯化实验，对比了干洗、水洗纯化产品及水洗后蒸馏产品的部分理化性质，包括酸值、闪点、冷滤点、运动粘度及密度，对三种原料来源的生物柴油采用干洗替代水洗工艺的可行性进行分析。通过对菜籽油、貉子油生物柴油的干洗产品质量的对比，考察lanxess树脂、罗门哈斯树脂及吸附剂硅酸镁等对生物柴油的干洗效果，并研究硅酸镁干洗法的最佳工况。研究结果表明，硅酸镁纯化的菜籽油及废煎油生物柴油产品测试指标达到国家标准，可以替代水洗法，而离子交换树脂干洗纯化后生物柴油酸值略有偏高。硅酸镁最适宜干洗温度及时间分别为55℃和30 min。

木质素是自然界重要的天然酚类化合物，在一定条件下可以部分替代苯酚参与甲醛的加成缩聚反应，但木质素极低的反应活性限制了其工业化应用。随着化石资源的日趋枯竭，木质素在酚醛树脂中的应用受到越来越多的重视。文章综述了目前木质素改性热塑性酚醛树脂的主要方式，以及木质素在酚醛模塑料中的应用情况，并对其应用前景进行了展望。

海域天然气水合物的聚集和分布呈现出明显的不均匀性。本文运用“天然气水合物油气系统”的理论和方法，从墨西哥湾、布莱克海台、水合物脊、南海海槽等国际典型水合物赋存区的稳定条件、气体组分和来源、流体运移、沉积条件四个方面解剖各区水合物的成藏控制因素。通过分析和对比认识到水合物赋存区的范围相对较小，海底温度和压力可视为均一条件，热成因气和生物成因气均可作为水合物的气体来源，同一个区域内的气体组分相对稳定，但有利沉积体和为含气流体运移提供通道的运移条件，也即“天然气水合物运聚体系”是控制水合物分布的关键因素。南海北部陆坡神狐海域水合物储集于颗粒相对较粗、孔隙空间相对较大沉积体中，而下部的气烟囱和断层构成了神狐海域的含气流体运移通道，这种有利的运聚体系有机结合可能是天然气水合物富集的关键因素。因此，针对水合物储集体的精细沉积学解释和流体运移通道的解剖，可能是南海北部陆坡天然气水合物勘探中需要引起重视的一个方向。

以石蜡乳状液为分散介质，纳米Cu粒子为导热介质，采用相转化乳化法制备了纳米Cu/石蜡复合相变乳状液，研究了纳米Cu粒子对复合相变乳状液的稳定性、流变性、导热性和热循环稳定性的影响。研究结果表明：纳米Cu/石蜡乳状液的密度、粘度和导热系数均随纳米Cu含量的增大而增大，密度变化不太明显，而导热系数则明显提高，当纳米Cu粒子含量为0.05 wt%时，复合相变乳状液的导热系数比纯石蜡乳状液提高了161.96%。由于纳米Cu粒子的添加显著增加了Cu/石蜡乳状液的导热性能，Cu/石蜡乳状液在固−液相变热循环过程中的温度平台表现不明显，但其热循环稳定性很好。

磷酸铁锂具有价廉、环保、热稳定性好等优点，是理想的锂离子动力电池正极材料之一，因此受到行业的广泛关注。本文阐述了磷酸铁锂的结构和性能特点，介绍了磷酸铁锂的制备方法和研究新进展，基于目前研究现状讨论了存在的问题。

碳捕集与封存（CCS）是一项新兴的、具有大规模减排潜力的技术，被认为是进行温室气体深度减排最重要的技术路径之一。本文选择我国的能源消费大省广东省为研究对象，在分析CCS发展现状的基础上，结合广东省的能源消费结构和CO2排放现状及趋势，分析了广东省发展CCS的必要性和可行性，并从CO2的捕集、运输、封存等环节，探讨了广东省CCS发展的技术需求和政策需求，以期为广东省CCS技术的发展提供科学支撑。