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第I部分：能源
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L-1 |
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介绍，课程概论及执行方式
历史脉络（“后蒸气机时代”发达国家的继续发展，以及欠发达国家能源需求的不断增长）
未来的可持续能源
可持续能源， 课本，ß--测试版 |
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分发学生信息系统表 |
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L-2 |
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能源利用和相关问题概述
人口增长，城市化，发展中国家……
主要能源方案；供给和需求问题
全球能量流通的单位和规模(quads、MMboe、MW…), 能量转化（化学能转化为电能等）以及经济因素考虑 |
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T-1 |
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能源资源评估
- 主要能源选择（太阳能，地质能，海洋能）
- 资源基础－不确定性，等级/品质问题，资源与储备估计，经济评估框架
- 资源开采（采矿，钻探，耕作，收获）
- 能量传输和分配（管道，油轮，铁路，输电线）
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L-3 |
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可持续性，能源与清洁技术
问题；评估框架；可持续性的特征；时间和空间尺度；权衡和选择；不确定性 |
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发习题课题目表 |
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L-4 |
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全球变化问题及反应
- 温室气体排放和潜在影响
- 大气，海洋和陆地效应的模拟
- 对生态和生物多样性的影响（地方－区域－全球）
- 对二氧化碳积聚-迁移问题的应对
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第一组 什么是可持续性？ |
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R-1 |
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可持续问题的讨论
技术范围和可行性分析实例 |
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收习题课主题表和学生信息系统表
发学期论文建议主题、表格、时间表和学期论文评分标准 |
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L-5 |
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能源供给方案概述
- 太阳相关的能源
- 太阳热能
- 光伏发电
- 风能
- 生物质能等
- 地球相关能源
- 化石能源
- 核能
- 水能
- 地热能和其它
- 海洋相关能源及其他
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第II部分：具体能量技术
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L-6 |
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能源可供应性、质量与可靠性以及能量储存的作用 |
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L-7 |
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可再生能源技术概要 |
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L-8 |
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太阳热能
资源等级和分布；技术、环境和其他特点；性能问题（供应不连续和储能需要）；经济预测 |
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T-2 |
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能源供给、需求和储存规划方法
- 供给和需求匹配的能量密度
- 当前分布和地域分布
- 能量储存的作用；供应中断及需求高峰和供应过剩时的能量价格作用
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第二组 能源资源与消耗 |
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L-9 |
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国际致力于减缓全球变暖趋势 |
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交学期论文选题表 |
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L-10 |
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太阳能光伏发电
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发学期论文主题选择表及老师评语 |
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L-11 |
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风力发电
可靠性与潜力；环境与社会影响；生命周期问题；经济预测 |
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R-2 |
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习题课：资源评估，消耗分析 |
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习题课“要求”和布置作业 |
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T-3 |
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经济可行性评估方法
- 工程、资金和投资成本
- 燃料成本
- 生命周期成本
- 环境因素（排放，废弃物影响）
- 不确定性
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第三组 能源经济学 |
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T-4 |
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能量传递和转化的方法
- 物理性质（密度，热容量，潜热效应）
- 化学反应及动力学 － 化石燃料和生物燃料的时间标准
- 传递现象及速率
- 能量储存模式
- 电化学转化（电池，燃料电池等）
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第四组 需求、供应和储存的概念 |
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R-3 |
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习题课：需求、供应和储存的概念 |
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L-12 |
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核聚变能技术 |
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R-4 |
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习题课：能源经济学和经济评估 |
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L-13 |
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生物质能
资源类型和要求；技术、环境和其他特征；土地使用（生态压力，食物和用水的竞争，表土侵蚀，职业危险）；生命周期中的能量密度；利用方法；经济预测 |
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T-5 |
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热力学和效率分析方法
- 第一定律和第二定律
- 有效能
- 动力循环和热泵
- 顶循环和底循环
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第五组 能量传递和转化 |
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L-14 |
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地热能
资源类型和规模；技术、环境、社会和经济问题；钻探技术；地下储能系统；热能与动力转化技术；未来的机遇 |
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R-5 |
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习题课：能量传递和转化 |
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T-6 |
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系统分析方法学
- 范围估计（数量级估算）；仿真模型；经济模型（微观和宏观）；生命周期分析；系统动力学模型；决策模型（最优化决策，多属性权衡分析，等）
- 选择系统边界
- 不确定的决策
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第六组 能量效率和动力循环
进一步讨论学期论文和案例研究要求
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L-15 |
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水力发电
- 技术问题（水压压头，涡轮，等）
- 可靠性和发展潜力
- 水利管理（洪水，过滤，对鱼类的影响，灌溉，废弃物管理，等）
- 生命周期问题及其经济学
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R-6 |
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习题课：能量效率和动力循环 |
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提交一页的学期论文报告提纲 |
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L-16 |
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化石能源 - I
类型和特点；资源基地；技术和相关经济及影响 |
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与指导老师预约讨论学期论文题目 |
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L-17 |
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化石能源 - II
燃料转化；动力循环；联合循环；合成燃料 |
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第七组 能源系统分析 |
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R-7 |
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习题课：能源系统分析 |
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L-18 |
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化石能源 - III
石油生产和供应 |
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R-8 |
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学生案例研究第一组 － 技术上如何减少温室气体排放 |
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L-19 |
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核能 - I
当前核技术 |
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第八组 可再生能源系统 |
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L-20 |
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核能 - II
未来的核能技术和燃料循环 |
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与指导老师讨论完成学期论文 |
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R-9 |
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学生案例研究第二组 －如何减少温室气体排放：美国政策 |
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第九组 化石能源系统 |
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R-10 |
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学生案例研究第三组 －如何减少温室气体的排放：工业化国家政策 |
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第III部分：能源方案评估和权衡分析
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L-21 |
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需求方管理－能量效率机会
- 热电联产；混和技术
- 能量的级联利用（建筑物，工业过程）
- 回收（材料中所含的能源）
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L-22 |
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发展中国家的能源问题
生物质能的作用及其与农业和其他土地应用的相互影响；资源和基础设施发展，经济制约，优先权设定 |
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L-23 |
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电力部门规划及未来选择
- 集中式供电系统与分散式供电系统的比较
- 多属性规划
- 基础设施问题
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第十组 核能系统 |
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R-11 |
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学生案例研究第四组 －如何减少温室气体的排放：发展中国家政策 |
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L-24 |
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未来的公路运输方案
- 公路交通工具的生命周期(环境和经济方面)
- 新型燃料和推动方案（内燃机，柴油机，燃料电池，混和动力，电动车）
- 消费者喜好和工业化目标的作用
- 局部和全球影响
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交学期论文 |
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R-12 |
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学生案例研究第五组 － 可再生能源怎样/是否能获得大的市场份额：技术上如何实现 |
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R-13 |
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学生案例研究第六组 － 可再生能源怎样/是否能获得大的市场份额：发达国家推动可再生能源利用的政策 |
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L-26 |
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生态建筑
美国和发展中国家；室内空气质量；小型建筑；基础设施整合 |
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L-27 |
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可持续发展问题和决策技巧 |
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R-14 |
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学生案例研究第七组 － 可再生能源怎样/是否能获得大的市场份额：发展中国家推动可再生能源利用的政策 |
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R-15 |
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学生案例研究第八组 －如何减少住宅的能源消耗：技术方案 |
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R-16 |
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学生案例研究第九组 － 如何减少住宅的能源消耗：美国政策 |
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R-17 |
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学生案例研究第十组 －利用可再生能源技术满足MIT的能源需求 |
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L-28 |
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长期方案
- 电气化（混和动力汽车、全自动化公路、控制等）
- 氢能经济（燃料电池、氢气供应）
- 碳分离
- 核聚变、干热岩、轨道太阳能等
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课程总结 |
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课程评估和总结 |
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