13.2 新能源.ppt.ppt

* 13. 2 新 能 源 能源的现状与忧患 新能源的开发与利用 新能源技术 一、能源的现状与忧患 能源是人类发展不可缺少的物质条件。材料、能源和信息是构成当代文明社会的三大支柱。 现在, 世界上消耗的能源主要是煤、石油、天然气等矿物类能源。它们随着人类不断开发利用而不断减少，是一种“不可再生的能源”, 如果按今天的消耗速度延续下去，那么地区所储存的石油及天然气再过几十年就所剩无几, 煤在几百年后也会用光。有限的能源储量无法满足人类无限的需求时，就出现了所谓的“能源危机”。 为缓解世界能源供应紧张的矛盾，各国科学家都在努力研究，积极寻找新能源。科学家认为，21世纪，波能、微生物将成为人类广泛应用的新能源。 ???? 新能源技术是本世纪世界经济发展中最具影响的五个技术领域之一，新能源包括太阳能、生物质能、核能、风能、地热、海洋能等一次能源以及二次电源中的氢能等。新能源材料则是指实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术中所要用到的关键材料。主要包括储氢电极合金材料为代表的镍氢电池材料、锂离子电池材料、燃料电池材料、硅半导体材料为代表的太阳能电池材料以及铀、氘、氚为代表的反应堆核能材料等。当前的研究热点和技术前沿包括高能储氢材料、聚合物电池材料、多晶薄膜太阳能电池材料等。 二、新能源技术 三、新能源的开发与利用 1. 新能源发电 (1) 核能发电 虽然地球上还有其他形式的能源，如太阳能、风能、地热能、水能等，但与煤和石油相比微不足道，不能满足人类的需要．相比之下，核能是解决能源危机的一个最有效的途径．核能是地球上储量最丰富的能源，又是高度浓集的能源．它的效率是惊人的，1kg 核燃料所释放的能量相当于2500 t 煤或2000 t 石油．而且，核裂变发电技术已经成熟，它有其无法取代的优点． 秦山核电站由我国自行设计和制造，是我国建造核动力潜艇后在核动力利用方面又一重大突破，其1995年的发电量占浙江省的6％。现在这种型号的电站已出口巴基斯坦，大亚湾核电站是引进法国技术与香港合资建设的，我国人员参加了建设，参与了管理。 (2) 氢能发电 一种是组成氢氧发电机组, 采用火箭型的内燃发动机,构成常规电网的调峰电站。 利用氢能发电主要有两种方法： 以氢作为燃料比任何其他燃料更适用于燃料电池，也可简化燃料电池。许多国家都把燃料电池大发展的希望寄托在氢燃料电池上。燃料电池不仅可以用在建立发电站，也可作为车船等移动交通工具的动力，更可广泛用于工程所需的移动电源。 另一种是利用氢能发电，就是将氢作为燃料，通过燃料电池发电。 (3) 风力发电 利用风力发电也是解决能源问题的一条有效途径。而且风能技术最为成熟，经济可行性较高，是一种较理想的发展能源。 我国为申办2008年奥运会，提出“绿色北京、绿色奥运”的口号，而实施其精神的措施之一就是大力使用风力发电，发展高效、清洁的能源技术。 风力发电站的一角 (4) 潮汐发电 海水一涨一落，潮位相差悬殊，蕴藏着巨大的能量，称为潮汐能。潮汐能是一种清洁、无污染的能源，主要用于发电。据估计，世界海洋的潮汐能每年可生产12400 亿度电能。本世纪五十年代以来, 各国开始兴建潮汐发电 站，20世纪末, 世界上最大的潮汐电站是法国朗斯电站。该电站建成于1966年，装机容量24万千瓦，年发电量是5.4亿度。中国江厦潮汐电站装机容量3200千瓦，年发电量1000万度。 (5) 磁流体发电 磁流体发电技术，亦称为等离子体发电，就是磁流体发电的典型应用，燃烧煤而得到的2.6×106℃以上的高温等离子气体并以高速流过强磁场时，气体中的电子受磁力作用，沿着与磁力线垂直的方向流向电极，发出直流电，经直流逆变为交流送入交流电网。 磁流体发电本身的效率仅20%左右，但由于其排烟温度很高，从磁流体排出的气体可送往一般锅炉继续燃烧成蒸汽，驱动汽轮机发电，组成高效的联合循环发电，总的热效率可达50%～60%。 磁流体发电示意图 (6) 太阳热电站 太阳热发电是利用太阳辐射转换成热能，再转换为机械能发电。按接收太阳辐射能的方式，有塔式、分散式和太阳池三种类型太阳热电站。 太阳能热电站 在宇宙太阳能发电站，首先将来自伸展在广袤宇宙的巨大太阳能电池板的直流电力转换为微波，然后由输电天线向地面无线传送电力。 *