第一章能源，人类和环境.ppt

第一章 能源、人类与环境 资源: 资源就是指自然界和人类社会中一种可以用以创造物质财富和精神财富的具有一定量的积累的客观存在形态，如土地资源、矿产资源、森林资源、海洋资源、石油资源、人力资源、信息资源等。 也就是说： 在座各位你和我，都是资源。 我们的人生如果理解成资源有效化利用的过程也未尝不可。 思考：我们属于哪种资源？  A? B? 难道是C？ 按资源可利用状况分类 A. 现实资源：即已经被认识和开发的资源。  B. 潜在资源：即尚未被认识，或虽已认识却因技术等条件不具备还不能被开发利用的资源。  C. 废物资源：即传统被认为是废物，而由于科学技术的使用，又使其转化为可被开发利用的资源。 能源： 宏观： 什么是最高级的运动？---社会运动 什么是最高级的科学？---社会科学 能源的开发利用程度标志人类社会进化好发展的程度 能源与粮食的重要性相当 国民生产总值和能源消费的关系常常成正比，因而、当一个国家的国民生产总值实际值不断增长时，其能源消费也就随之上升。 按现今能源的消耗速度，地球上已探明的储量，煤大约可以维持200年，石油大约40年，天然气60年。而且全世界的石油产量，大约在2010年左右达到峰值，并从此后开始下降，人类面临日益严峻的能源危机， 大量使用化石燃料发展经济的同时， 带来了严重的环境污染和生态系统 破坏，主要表现为大气污染、水污 染、土地荒漠化、绿色屏障锐减、 臭氧层破坏、温室效应、酸雨侵害、 物种濒危、垃圾积留、人口激增等十大环境问题， 国际上概括为“3P”和“3E”问题：Population(人口）、Poverty（贫穷）、Pollution（污染）、Energy（能源）、Ecology（生态）、Environment（环境）。 石油作为重要的战略物资，与国家的繁荣和安全紧密地联系在一起。 由于世界上的石油资源分布存在着严重的不均衡，而且石油是不可再生的资源，数量有限，获得和控制足够的石油资源成为国家能源安全战略的重要目标之一，因此石油作为一次能源成为许多战争的焦点。100多年来，多次武装冲突和战争都与石油问题有关。 在节约现有一次能源的同时，有必要开发和利用新能源和可再生能源，寻求一种新的、清洁、安全、可靠的可持续能源系统，走能源、环境、经济和谐发展的道路。 1.1 人类利用能源的基础 柴草阶段 煤炭阶段 石油时期 可再生能源时期 1.2 能量的各种形式与转换 什么是能：按照物理学的定义，能即物体（或系统）对外做功的能力。 根据能量守恒定律：物体对外界做功W，则外界能量增加W，而物体本身能量则减少W。 热力学第一定律：能量既不能创造也不能被消灭，它只能从一种形式转变为另一种形式。 能源单位 能源的量和单位时间内的能源量的计量单位。具有确切定义和当量值的能源(能量)单位主要有焦耳（J）、千瓦时（kW?h）、卡(cal)和英热单位（Btu）。 油当量和煤当量（oil equivalent and coal equivalent）按石油或煤的热当量值计算各种能源的能源计量单位。 1kg油当量（1kgoe）=10000kcal/kg=41868kJ/kg或41.9GJ/t; 1Kg煤当量（1kgce）=7000kcal/kg=29307kJ/kg或29.3GJ/t。 目前国际上通常采用油当量。我国仍采用煤当量（即标准煤）作为计算各种能源的计量单位。1kgce=29.3MJ/kg。 能量的各种形式 机械能：水力能，波浪能和风能（动能） 化学反应：化学键能、热能和光能 生化反应：光合作用、无氧发酵、酶催化等 势能：重力势能、弹性势能、温度差能、化学势能、电磁能、核能等 1.3 能源的基本概念和分类 能源是指能向人类提供能量的自然资源，它可以直接或间接提供人们所需要的电能、热能、机械能、光能、声能等。 能源资源是指已探明或估计的自然赋存的富集能源。已探明或估计可经济开采的能源资源称为能源储量。 各种可利用的能源资源包括煤炭、石油、大然气、水能、风能、核能、太阳能、地热能、海洋能、生物质能等。 问题：水力属于以上哪种能源？ 水能属于太阳能资源，在水循环过程中，海水吸收太阳能，受热蒸发为水蒸气，上升到高空，具有了势能，水汽输送到陆地上空，形成降水，水往低处流，流动过程中，势能逐渐转化为动能，可以用于发电。所以，归根到底，水能来自太阳辐射能。 已经被人类长期广泛利用的能源，称为常规能源，如煤炭、石油、天然气、水力、电力等。常规能源与新能源是相对而言的，现在的常规能源过去也曾是新能源，现在的新能源将来也会成为常规能源。 从使用能源时对环境污染的大小