能源利用.ppt

2.3.1 世界能源的结构与能源危机 2 世界能源的结构和消耗 3 能量消耗前六名的国家 4 能源危机 1 煤炭的成分与热值 2 洁净煤技术 2.3.3 石油和天然气 1 石油燃料产品 2 天然气 3 沼气和生物质能 4 可燃冰—未来的新能源 我国南海北部首次成功钻获天然气水合物实物样品 2007年5月1日，国土资源部中国地质调查局在我国南海北部。成功采得“可燃冰”样品，证实了我国南海北部蕴藏丰富的天然气水合物资源，标志着我国天然气水合物调查研究水平步入世界先进行列。 我国陆域首现可燃冰  远景资源350亿吨油当量 2009年9月25日,国土资源部发布消息，称我国在陆域发现“可燃冰”，使我国成为世界上第一次在中低纬度冻土区发现“可燃冰”的国家。 2008年11月，国土资源部在青海省祁连山南缘永久冻土带(青海省天峻县木里镇，海拔4062米)成功钻获天然气水合物(可燃冰)实物样品；2009年6月继续钻探，获得宝贵的实物样品，并对样品进行了室内鉴定。 “新中国成立60年来，大庆油田的发现为我国甩掉了贫油国的帽子。可燃冰作为“后石油时代”的重要替代能源，此次发现和随后的研究利用，可以同大庆油田的意义相媲美。 开采应用：天然气水合物工业化开采难度较大，仍面临一系列技术难题。 1 氢气的制取 2 氢气的储运 3 氢能源的应用 奔驰B级氢燃料电池汽车 氢在地球上不但有巨大蕴藏量，而且氢能使用之后其释放的是水，因此，它是一种取之不尽、用之不竭的能源。氢能是一种不可取代的、最终发展的“终极能源”。 2 转换为电能 3 转换为化学能 选读材料 核能 Ⅱ. 核电的优势与发展趋势 秦山核电厂外景 热中子反应堆所利用的燃料铀235，在自然界存在的铀中只占0.7%，而占天然铀99.3%的铀238却不能在热中子的作用下发生裂变。 日本本州岛核废料再处理工厂 快中子增殖核反应堆试运行（2006） 中国实验快堆外景 了解若干热力学基本概念（如状态函数、热力学标准态、反应进度、焓等）和定容热效应q的测定; 理解热化学定律及其应用；掌握反应的标准摩尔焓变的计算； 了解能源的概况和我国能源的特征，及可持续发展战略。 目前国内一些氢能企业正在和西南交通大学合作，共同研究氢燃料电源驱动的有轨电车。 太阳能是一种取之不尽、用之不竭的天然核聚变能。太阳能的利用不会引起环境污染，不会破坏自然生态。因此是人类最可靠、最有前景的能源形式 太阳能的利用方法是将太阳能转换为更方便使用的能量形式，主要有以下三种： 转换为热能 转换为电能 转换为化学能 太阳能电池 2.4.3 太阳能 思考：太阳能热水器的工作原理？ 太阳能热水器是目前广泛利用太阳能最典型的一个例子。其原理就是将太阳能转换为热能，是目前直接利用太阳能的最主要方式。 将光能转换为热能的关键是吸收材料，一般选用黑色、表面粗糙的材料以减少反射，增加对光子的有效吸收。 思考：太阳光能的缺点是什么？ 1、能量密度低，因此设备的表面积必须很大。 2、对天气的依赖性强。 1 转换为热能 思考：你能举出光能转换为电能的例子吗？ 光电池是人们最感兴趣的将光能转换为电能的一种设备。当光照射到一些半导体材料上时，半导体材料中的电子就可以吸收光子而跃迁到导带并产生电动势。 光电池在收音机、计算器、汽车、飞机、人造卫星等航天器的仪表等方面已经有广泛的应用。 植物能够从空气中的二氧化碳和根部吸收的水，利用太阳能进行光合作用合成碳水化合物而以化学能的形式储存能量。 思考：你能举出一些将光能转换为化学能的例子吗？ 太阳能光解制氢是近几年的热门研究课题。这是将太阳能转换为化学能的一种最有效的方法。 模拟光合作用也是各国科学家感兴趣的课题。 思考：如果你烧过柴火，你有没有意识到你正在间接地利用太阳能？ 核能的产生主要有两种方式，核裂变和核聚变。释放的能量用质能方程计算： 在中子的轰击作用下，较重原子核分裂成轻原子核的反应称为核裂变反应。 Ⅰ. 核燃料和核能的来源 核裂变反应 该反应损失质量Δm = 0.2118g·mol-1，能量变化为： 此能量相当于634.5吨标准煤完全燃烧所释放的能量。 核裂变是链式反应，不加控制则可制造成原子 弹；如加以控制，例如使用慢化剂—水，重水和石墨，则可建造成核电站。 2. 核聚变反应 高温作用下，轻原子核合并成较重原子核的反应。 释放的能量同样用质能方程计算。 氢弹爆炸 太阳能就是氢的核聚变能，经计算1mol 聚变放出的能量为： 由于氢原子质量小，如折合成每g物质反应的热量， 则氢聚变所释放是能量是相同质量的铀裂变能量的3倍多。 发展核能是必由之路 由其优势决定：高密度、清洁、经济、安全的能源 核电的发展趋势 (