역자 머리말 ... ⅲ
CHAPTER 1 에너지와 환경 ... 1
   1.1 서론 ... 3
      1.1.1 교재의 개요 ... 3
   1.2 에너지 ... 6
      1.2.1 전력 ... 8
      1.2.2 에너지 이송 ... 9
      1.2.3 상품으로 에너지 ... 9
   1.3 환경 ... 10
      1.3.1 산업오염의 관리 ... 12
CHAPTER 2 지구에너지 사용과 공급 ... 13
   2.1 서론 ... 13
   2.2 지구적 차원의 에너지 소비 ... 14
   2.3 지구적 차원의 에너지원 ... 16
   2.4 전기 소비 ... 18
   2.5 탄소배출 ... 20
   2.6 최종 에너지 소비 유형 ... 21
      2.6.1 산업부문 ... 22
      2.6.2 거주부문 ... 23
      2.6.3 상업부문 ... 24
      2.6.4 운송부문 ... 24
   2.7 에너지 수급 ... 25
      2.7.1 석탄 매장량 ... 25
      2.7.2 석유 매장량 ... 27
      2.7.3 비재래식 석유자원 ... 28
      2.7.4 천연가스 매장 ... 28
      2.7.5 비재래식 가스자원 ... 30
      2.7.6 화석자원 정리 ... 30
   2.8 결론 ... 30
   PROBLEMS ... 32
CHAPTER 3 열역학적 원리 ... 35
   3.1 서론 ... 35
   3.2 에너지의 형태 ... 36
      3.2.1 거시적인 물체에서의 역학적 에너지 ... 36
      3.2.2 원자와 분자에서의 에너지 ... 37
      3.2.3 화학에너지와 핵에너지 ... 38
      3.2.4 전기에너지와 자기에너지 ... 38
      3.2.5 총에너지 ... 38
   3.3 일과 열의 상호작용 ... 39
      3.3.1 일의 상호작용 ... 39
      3.3.2 열의 상호작용 ... 40
   3.4 열역학 제1법칙 ... 41
   3.5 열역학 제2법칙 ... 42
   3.6 열역학적 특성들 ... 43
   3.7 정상 상태에서 흐름(5정상류 ; steady state) ... 45
   3.8 열전달과 열교환 ... 45
   3.9 화석연료의 연소 ... 47
      3 9.1 연료의 발열량 ... 48
   3.10 이론적인 열엔진 사이클 ... 51
      3.10.1 Carnot 사이클 ... 52
      3.10.2 Rankine 사이클 ... 54
      3.10.3 Otto 사이클 ... 57
      3.10.4 Brayton 사이클 ... 59
      3.10.5 Combined Brayton과 rankine cycles ... 62
   3.11 증기 압축 사이클 : 냉각기와 열펌프 ... 63
   3.12 전지 ... 65
   3.13 연료(열) 효율 ... 69
   3.14 합성연료(Synthetic fuels) ... 70
      3.14.1 수소의 경제성(The Hydrogen Economy) ... 72
   3.15 결론 ... 72
   PROBLEMS ... 74
CHAPTER 4 전기에너지 생산 및 전송과 저장 ... 77
   4.1 서론 ... 77
   4.2 전기 기계적인 힘의 변화 ... 81
   4.3 전력 전송 ... 85
      4.3.1 AC／DC 변압 ... 87
   4.4 에너지 저장 ... 88
      4.4.1 정전기적인 에너지 저장 ... 88
      4.4.2 자기에너지 저장 ... 90
      4.4.3 전기화학적인 에너지 저장 ... 91
      4.4.4 기계적인 에너지 저장 ... 94
      4.4.5 에너지 저장 시스템의 자산 ... 95
   4.5 결론 ... 96
   PROBLEMS ... 97
CHAPTER 5 화석연료발전소 ... 99
   5.1 서론 ... 99
   5.2 화석연료발전소의 구성요소 ... 100
      5.2.1 연료보관 및 준비 ... 101
      5.2.2 버너 ... 102
      5.2.3 보일러 ... 103
      5.2.4 증기터빈 ... 105
      5.2.5 가스터빈 ... 107
      5.2.6 응축기 ... 108
      5.2.7 냉각탑 ... 109
      5.2.8 발전기 ... 111
      5.2.9 배기처리 ... 111
   5.3 첨단사이클 ... 127
      5.3.1 복합 사이클 ... 127
      5.3.2 석탄가스 복합사이클 ... 128
      5.3.3 병합발전 ... 130
      5.3.4 연료전지 ... 131
   5.4 결론 ... 131
   PROBLEMS ... 132
CHAPTER 6 핵연료발전소 ... 135
   6.1 서론 ... 135
   6.2 원자력에너지 ... 136
   6.3 방사능 ... 138
      6.3.1 붕괴율과 반감기 ... 139
      6.3.2 단위 및 양 ... 140
   6.4 원자로 ... 143
      6.4.1 비등형 원자로(BWR) ... 145
      6.4.2 가압경수로(PWR) ... 147
      6.4.3 가스냉각로(GCR) ... 148
      6.4.4 증식로(BR) ... 148
   6.5 핵연료주기 ... 150
      6.5.1 채광 및 정련 ... 151
      6.5.2 가스화 및 농축 ... 152
      6.5.3 사용 후 핵연료 재처리 및 임시폐기물 저장 ... 153
      6.5.4 영구폐기물처분 ... 154
   6.6 핵융합 ... 154
      6.6.1 자기장억류 ... 156
      6.6.2 레이저를 이용한 핵융합 ... 156
   6.7 요약 ... 157
   PROBLEMS ... 159
CHAPTER 7 대체에너지 ... 161
   7.1 서론 ... 161
   7.2 수력 ... 164
      7.2.1 환경적 영향 ... 167
   7.3 바이오매스(생물자원) ... 167
      7.3.1 환경적 영향 ... 171
   7.4 지열에너지 ... 171
      7.4.1 환경적 영향 ... 174
   7.5 태양에너지 ... 175
      7 5.1 평면집광기 ... 179
      7.5.2 초점집광기 ... 181
      7.5.3 광전지(태양전지) ... 184
   7.6 풍력 ... 187
      7.6.1 환경적 영향 ... 193
   7.7 조력 ... 193
      7.7.1 환경적 영향 ... 197
   7.8 해파 ... 198
   7.9 해양열 ... 201
   7.10 대체전력의 투자비 ... 203
   7.11 결론 ... 205
   PROBLEMS ... 206
CHAPTER 8 운송 ... 209
   8.1 서론 ... 209
   8.2 도로용 차량(highway vehicles)의 내부 연소기관(ICE) ... 212
      8.2.1 SI와 CI엔진의 연소 ... 215
   8.3 엔진 동력과 성능 ... 217
      8.3.1 엔진효율 ... 220
   8.4 차량 동력과 성능 ... 221
      8.4.1 휠에 엔진 연결 ... 223
   8.5 자동차의 연료효율 ... 225
      8.5.1 미국의 자동자 연료효율 규제와 테스트 사이클 ... 226
      8.5.2 자동차 연료효율 개선 ... 227
   8.6 전기자동차 ... 230
      8.6.1 저장배터리에 의해 동력이 공급되는 차량 ... 231
      8.6.2 하이브리드차량 ... 232
      8.6.3 연료전지차량 ... 234
   8.7 자동차 배출 ... 237
      8.7.1 미국의 자동차 배출 기준 ... 238
      8.7.2 차량 배출량의 감소 ... 240
   8.8 결론 ... 246
   PROBLEMS ... 248
CHAPTER 9 화석연료 사용이 환경에 미치는 영향 ... 251
   9.1 서론 ... 251
   9.2 대기오염 ... 252
      9.2.1 미국의 배출기준 ... 254
      9.2.2 미국의 환경 기준 ... 257
      9.2.3 화석연료에 기인하는 대기오염물질이 건강과 환경에 미치는 영향 ... 259
      9.2.4 대기질 모델링 ... 260
      9.2.5 광산화제(Photo-oxidants) ... 268
      9.2.6 산성침적 ... 274
      9.2.7 광역 연무현상과 시계 장애 ... 285
   9.3 수질오염 ... 287
      9.3.1 산성광산배수와 석탄의 세척 ... 288
      9.3.2 발전소에서의 고형폐기물 ... 288
      9.3.3 물의 사용과 발전소로부터의 열오염 ... 289
      9.3.4 대기 중 유독성분의 표면수 침적 ... 290
   9.4 육상 오염 ... 291
   9.5 결론 ... 292
   PROBLEMS ... 294
CHAPTER 10 지구 온난화 ... 297
   10.1 서론 ... 297
   10.2 온실효과란? ... 299
      10.2.1 태양복사와 지구복사 ... 299
      10.2.2 태양-지구-우주 복사 평형 ... 301
      10.2.3 지구온난화 모델링 ... 302
      10.2.4 피드백(feedback) 효과 ... 304
      10.2.5 지구온난화 모델링 결과 ... 306
      10.2.6 지구온난화의 관측 추세 ... 306
      10.2.7 기타 지구온난화의 효과 ... 307
   10.3 온실기체 방출 ... 309
      10.3.1 이산화탄소 방출 및 탄소순환 ... 309
      10.3.2 메탄 ... 311
      10.3.3 아질산 ... 312
      10.3.4 염화불화탄소 ... 312
      10.3.5 오존 ... 312
      10.3.6 온실기체 조절 ... 313
   10.4 이산화탄소 배출 억제 ... 313
      10.4.1 최종용도(End-use) 효율성 향상과 보존 ... 313
      10.4.2 공급자(supply-side) 효율성 향상 ... 314
      10.4.3 이산화탄소의 제거 ... 315
      10.4.4 이산화탄소의 고정화 ... 318
      10.4.5 이산화탄소의 이용 ... 323
      10.4.6 비화석 에너지원으로 전환 ... 325
   10.5 결론 ... 325
   PROBLEMS ... 327
CHAPTER 11 맺음말 ... 329
   11.1 에너지 자원 ... 329
   11.2 에너지 사용의 환경효과 규제하기 ... 330
   11.3 지구온난화 ... 332
부록 ... 335
찾아보기 ... 339