【2017年整理】1能源概论.ppt

第一章 能源概论;1.能源、社会与环境;能源的消费水平，是衡量国民经济发展和人民生活水平的重要标志。 近200年来，人类的能源消耗增长速度大大超过了人口增长速度。 在20世纪的一百年中，世界人口从16亿增长到60亿，约增长3倍；而同一时期，世界一次能源的年消耗量从20亿吨标准煤增长到200亿吨，增长了10倍。 ;人类正面临着严峻的能源危机;1.1 人类利用能源的历史;人类使用能源的四个历史时期 ;2.煤炭时期——从18世纪中叶到20世纪初，以蒸汽机 的发明为代表;3. 石油时期——从20世纪初至今，以内燃机和电力为代表 ;4. 可再生能源时期——从21世纪中叶开始，多种能源的联合利用;1.3 能源的定义和分类;第一类能源(直接或间接来自太阳辐射) 太阳能、风能、水力能、海浪能、海流能、海水温差能、生物质能、煤、石油、天然气、油页岩、可燃冰 第二类能源(地球内部带来的能量) 地热能、火山、地震、海啸、核燃料（铀、钍、钚、氘等） 第三类能源(地球—天体相互作用能) 潮汐能;(2) 按照不同的资源形态，能源可分为:;(3) 按照开发和使用程度，能源可分为:;（4）按照能否反复使用，能源可分为:;(5) 按照是否经过加工或转换，能源又分为：;（6）按照国际能源组织（IEA）的推荐，新能源和可 再生能源又可分为三类：;表1-2. 一次能源、二次能源、可再生能源、不可再生能源分类表;图1-3. 能量的各种形式和转换;1.4 能源的品质评价; (3)能源供应的连续性和存储的可能性。各种化石燃料和核燃料则比较容易实现这两方面的要求。可再生能源如太阳能、风能则难以贮存，也难以连续供应。 (4)运输费用和损耗。太阳能、风能、地热能等难以运输；石油和天然气可以用管道从产地输送到用户；由于煤是固体，运输则困难得多；水力发电站若远离用户，远距离输电损失也很大。 (5)对环境的影响。环境污染已成为影响全球的重大问题。几种主要能源对环境的影响： 核电站：放射线污染、核废料。 燃煤电站：温室效应、酸雨、污染物排放。 水电站：淹没土地、影响水生动物生存、引发地震、土地盐碱化、妨碍灌溉与航运。 太阳能、风能、潮汐能、海浪能：对环境无直接污染，但可能占用大量陆地或海面。风能对鸟类、海洋能对鱼类及航运都有部分影响。废弃的太阳电池如不及时回收，也会造成污染。;（6）存储量。我国煤炭资源和水力资源尽管丰富，但煤炭集中在北方，水力集中在西部，存在运输问题。我国煤炭储量居世界第三，产量世界第一（约15亿吨）。水力资源居世界第一位，但开发率不足5％（水力发电约占20％总发电量，火力发电75％），而美国、加拿大、日本等国水力发电开发率为40％以上。 （7）能源品位。较难转化为电能的为低品位能源，即较易转化为电能的为高品位能源。 *能源的品位高低是相对而言的，例如水力能可直接转化为机械能，再转化为电能；而化石燃料须先通过燃烧转化为热能，再转化为机械能，进而到电能。因此水力能更容易转化。 ;1.5 我国的能源问题;（1）人均能源不足。我国人均能源占有量不到世界平均水平的 一半，人均煤炭储量只相当于世界平均值的1/2，人均石油可采 储量为世界平均值的1/10。人均用电量不足世界人均水平的一 半。能源消耗总量仅低于美国，排世界第二位。 （2）能源分布不均。煤炭、石油和天然气主要集中在东北、华 北和西北，水电集中在西南，然而经济发达、人口集中的东南 沿海能源却严重缺乏。因此，“北煤南运”、“西电东送”的不合理格局将长期存在。;（3）能源构成不合理。一次能源构成中，煤炭占70%以上，而 国际上煤炭平均仅占23%。大量燃煤造成严重的空气污染。中国目前温室气体排放量占全世界总排放量的10％以上，是仅次于美国的第二大温室气体排放国。 （4）能源效率低。人均能耗水平仍很低，不到1吨标准煤，为 世界平均值的1/2，而单位产值能耗确是世界上最高的国家之 一，据统计，中国每生产一美元GDP，消耗能源是美国的4倍、 德国和法国的7倍、日本的 11倍。;表1-4 2004年中国主要能源与世界的对比（中国能源网）;表1-5 2004年我国能源剩余储量和探明可开采年限 （中国能源网）;（5）农村能源严重短缺。农村生活用能2/3依靠薪材和秸秆。 每年砍伐薪柴3000万吨，森林年生长率3亿立方米，而年消耗 量4亿立方米。我国单位面积粮食作物的能源投入超过以“石油 农业”著称的美国。农业生产高能耗、低效益。 （6）能源过度依赖进口。从1993年起，我国就成为石油净进 口国，已成为仅次于美国的第二大石油进口国，我国石油对外 依存度为50％以上。2002 年中国进口石油达7000 多万吨。 （7）我国环境污染极为严重。生态平衡脆弱，污染排放总量 远远超过环境容量和承载