審計(jì)學(xué)院-新能源技術(shù)（課堂PPT）

1、新能源與材料科學(xué)新能源與材料科學(xué)新能源及材料科學(xué)基礎(chǔ)與進(jìn)展新能源及材料科學(xué)基礎(chǔ)與進(jìn)展新能源技術(shù)新能源技術(shù)23二次能源二次能源：一次能源一次能源地內(nèi)能源地內(nèi)能源：地外能源地外能源：相互作用能源相互作用能源：4567891011121314 15161718 192021。 22232425 26熱機(jī)效率：熱機(jī)效率：4 43030以上以上1T2TW1Q2Q121max1TTQ卡諾循環(huán)卡諾循環(huán)272829 30光光熱轉(zhuǎn)換熱轉(zhuǎn)換光光熱轉(zhuǎn)換就是把太陽輻射能通過各種集熱裝置（集熱器）轉(zhuǎn)變成熱轉(zhuǎn)換就是把太陽輻射能通過各種集熱裝置（集熱器）轉(zhuǎn)變成熱能。熱能。太陽能熱發(fā)電；太陽能熱發(fā)電；太陽能高溫爐冶煉高溫材料

2、；太陽能高溫爐冶煉高溫材料；太陽能節(jié)能建筑太陽能節(jié)能建筑太陽房；太陽房；利用太陽能使海水淡化；利用太陽能使海水淡化；太陽池（鹽湖水太陽能發(fā)電技術(shù)）；太陽池（鹽湖水太陽能發(fā)電技術(shù)）；太陽能熱水器。太陽能熱水器。31最基本的應(yīng)用熱水器最基本的應(yīng)用熱水器10 MW 太陽能電廠 in Barstow, California大面積收集熱，利用蒸氣機(jī)發(fā)電。太陽能光熱電轉(zhuǎn)換太陽能光熱電轉(zhuǎn)換32首次實(shí)現(xiàn)太陽能熱泵中央首次實(shí)現(xiàn)太陽能熱泵中央熱水系統(tǒng)方案，以太陽能為熱水系統(tǒng)方案，以太陽能為主要熱源，輔以少量的電能主要熱源，輔以少量的電能驅(qū)動雙熱源熱泵，保證了陰驅(qū)動雙熱源熱泵，保證了陰雨天氣及冬季太陽能資源不雨天氣

3、及冬季太陽能資源不足時熱水供應(yīng)，做到全年、足時熱水供應(yīng)，做到全年、全天候供應(yīng)熱水。全天候供應(yīng)熱水。 北京月壇奧運(yùn)會游泳館北京月壇奧運(yùn)會游泳館太陽能塑料菜棚太陽能塑料菜棚太陽能熱水器太陽能熱水器33光光電轉(zhuǎn)換電轉(zhuǎn)換 通過太陽能電池（光電池、光伏電池）將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)變成電通過太陽能電池（光電池、光伏電池）將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)變成電能。太陽能電池的工作原理是光電效應(yīng)。能。太陽能電池的工作原理是光電效應(yīng)。太陽能電池已廣泛應(yīng)用于宇宙飛行器；太陽能電池已廣泛應(yīng)用于宇宙飛行器；太陽能電池還用來作為交通工具的能源；太陽能電池還用來作為交通工具的能源；太陽能電池應(yīng)用在自動控制領(lǐng)域；太陽能電池應(yīng)用在自動控制領(lǐng)域

4、；太陽能電池還可以用來發(fā)電（光伏電站）。太陽能電池還可以用來發(fā)電（光伏電站）。34太陽能紅綠燈太陽能紅綠燈太陽能景觀燈太陽能景觀燈美國無人駕駛太陽能飛機(jī)美國無人駕駛太陽能飛機(jī)太陽能汽車太陽能汽車?yán)锰柲艿碾妱榆嚴(yán)锰柲艿碾妱榆?5 上海世博會主體建筑屋頂上的太陽能裝置上海世博會主體建筑屋頂上的太陽能裝置36阿姆斯特丹附近的阿姆斯特丹附近的“太陽能村太陽能村”(位于阿姆斯福特市位于阿姆斯福特市)是一個近年建成的以是一個近年建成的以建筑節(jié)能為中心的、裝機(jī)容量名列世界前茅的太陽能發(fā)電居住區(qū)，也是建筑節(jié)能為中心的、裝機(jī)容量名列世界前茅的太陽能發(fā)電居住區(qū)，也是當(dāng)今荷蘭住宅建設(shè)的示范項(xiàng)目。當(dāng)今荷蘭住宅

5、建設(shè)的示范項(xiàng)目。太陽能住宅太陽能住宅37光光化學(xué)轉(zhuǎn)換化學(xué)轉(zhuǎn)換用光和物質(zhì)相互作用引起化學(xué)變化的過程稱光用光和物質(zhì)相互作用引起化學(xué)變化的過程稱光化學(xué)轉(zhuǎn)換?；瘜W(xué)轉(zhuǎn)換。 綠色植物的光合作用；綠色植物的光合作用； 利用光化學(xué)電池制氫。利用光化學(xué)電池制氫。光光化學(xué)轉(zhuǎn)換到目前為止還只限于實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，沒有重大突破?；瘜W(xué)轉(zhuǎn)換到目前為止還只限于實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，沒有重大突破。3839越來越多的科學(xué)家相信未越來越多的科學(xué)家相信未來潔凈能源的最大一部分來潔凈能源的最大一部分也許就藏在海底或高緯度也許就藏在海底或高緯度永凍區(qū)。有專家預(yù)測，可永凍區(qū)。有專家預(yù)測，可燃冰至少能為人類提供燃冰至少能為人類提供1000年的能源，它將來

6、有年的能源，它將來有望替代煤、石油和天然氣，望替代煤、石油和天然氣，成為成為“21世紀(jì)的新能源世紀(jì)的新能源”?？扇急膶W(xué)名是天然氣水合物可燃冰的學(xué)名是天然氣水合物(Gas Hydrates ),這是天然氣和水在特定的這是天然氣和水在特定的條件下所形成的一種透明的冰狀結(jié)晶體條件下所形成的一種透明的冰狀結(jié)晶體,又稱又稱“氣冰氣冰”、“固體瓦斯固體瓦斯”。外貌類似冰雪，可以像酒精塊一樣燃燒，故稱為外貌類似冰雪，可以像酒精塊一樣燃燒，故稱為“可燃冰可燃冰”。是一種清。是一種清潔高效、使用方便的新能源。潔高效、使用方便的新能源。2. 超級能源：可燃冰超級能源：可燃冰 40可燃冰的性能可燃冰的性能l 能量

7、密度高，燃燒值高。能量密度高，燃燒值高。1m3相當(dāng)于相當(dāng)于164m3的天然氣。的天然氣。l 清潔無污染（幾乎不產(chǎn)生任何燃燒廢棄物，清潔無污染（幾乎不產(chǎn)生任何燃燒廢棄物，SO2比燃燒油或煤低比燃燒油或煤低2個數(shù)量級）個數(shù)量級）l 使用方便。壓力降低就足以使天然氣水合物晶體分解并釋放出大量甲烷氣體。使用方便。壓力降低就足以使天然氣水合物晶體分解并釋放出大量甲烷氣體。 注意：甲烷的溫室效應(yīng)比注意：甲烷的溫室效應(yīng)比CO221倍，是一種對環(huán)境破壞作用最大的溫室氣體倍，是一種對環(huán)境破壞作用最大的溫室氣體l 危險(xiǎn)性高危險(xiǎn)性高41可燃冰的開發(fā)利用可燃冰的開發(fā)利用1810年，英國，達(dá)威在實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)年，英國，達(dá)威

8、在實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)“天然冰天然冰”。 雖然是塊香餑餑，但開發(fā)雖然是塊香餑餑，但開發(fā)利用仍然很困難：利用仍然很困難：勘探定位技術(shù)，勘探定位技術(shù)， 開采技術(shù)開采技術(shù);提制可燃?xì)獾募夹g(shù)提制可燃?xì)獾募夹g(shù);運(yùn)輸?shù)膯栴}運(yùn)輸?shù)膯栴};低成本開發(fā)低成本開發(fā)其它：其它： 未燃燒的天然氣水合物直接排入大氣產(chǎn)生的強(qiáng)烈溫室效應(yīng)未燃燒的天然氣水合物直接排入大氣產(chǎn)生的強(qiáng)烈溫室效應(yīng) 未燃燒的天然氣水合物對海底已有油氣管道造成危險(xiǎn)未燃燒的天然氣水合物對海底已有油氣管道造成危險(xiǎn) 對魚的生長的威脅對魚的生長的威脅 對航行的威脅對航行的威脅 天可燃冰如何保持高壓、低溫狀態(tài)等天可燃冰如何保持高壓、低溫狀態(tài)等4243YXUUn236235Me

9、V210236MeV)4 . 75 . 8(E44YSrRbKrNdPrCeLaBan3KrBaUUn89898989144144144144144893614456*2369223592ZrYSrCeLaBaCsXen2SrXeUUn949494140140140140140943814054*236922359245461上上代代中中子子總總數(shù)數(shù)本本代代中中子子總總數(shù)數(shù)K4748495051兩個回路系統(tǒng)兩個回路系統(tǒng)核蒸氣供應(yīng)系統(tǒng)核蒸氣供應(yīng)系統(tǒng)蒸汽驅(qū)動汽輪發(fā)電機(jī)工作的系統(tǒng)蒸汽驅(qū)動汽輪發(fā)電機(jī)工作的系統(tǒng)5253美國美國日本日本蘇聯(lián)莫斯科附近蘇聯(lián)莫斯科附近(1954第一座第一座)法國格拉弗林檬電站

10、法國格拉弗林檬電站(世界第一世界第一) 541954年，前蘇聯(lián)建成世界上第一座核電站；年，前蘇聯(lián)建成世界上第一座核電站；現(xiàn)在世界上有現(xiàn)在世界上有30多個國家的多個國家的400多座核電站在運(yùn)行，占世界總電力的多座核電站在運(yùn)行，占世界總電力的20%左右左右；我國秦山核電站、大亞灣核電站已建成和正式發(fā)電，秦山二期、三期核電工程我國秦山核電站、大亞灣核電站已建成和正式發(fā)電，秦山二期、三期核電工程、嶺澳核電工程、連云港核電工程也將于近年內(nèi)建成發(fā)電。、嶺澳核電工程、連云港核電工程也將于近年內(nèi)建成發(fā)電。核電站的安全性核電站的安全性 一般來說，如果防范措施得當(dāng)，核電站是很安全的。歷史上曾發(fā)生過兩次一般來說，如

11、果防范措施得當(dāng)，核電站是很安全的。歷史上曾發(fā)生過兩次核電站核泄露事故：核電站核泄露事故： 一次是一次是1979年年3月月18日，美國三里島核電站堆芯熔毀；日，美國三里島核電站堆芯熔毀； 另一次是另一次是1986年年4月月26日，前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站日，前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站4號反應(yīng)堆發(fā)生爆炸。號反應(yīng)堆發(fā)生爆炸。核電站的主要問題是放射性核廢料的處理、儲存和最終處置。核電站的主要問題是放射性核廢料的處理、儲存和最終處置。55生物能也叫生物質(zhì)能，它是指綠色植物通過光合作用將太陽生物能也叫生物質(zhì)能，它是指綠色植物通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而儲存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量；能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而儲存在生物質(zhì)內(nèi)

12、部的能量；生物質(zhì)能的種類繁多，目前可被利用的大致有六大類：生物質(zhì)能的種類繁多，目前可被利用的大致有六大類：(1)木材和森林工業(yè)廢棄物（樹枝、樹葉、樹根等）；木材和森林工業(yè)廢棄物（樹枝、樹葉、樹根等）； (2)農(nóng)業(yè)廢棄物（秸桿、果核、玉米芯等）；農(nóng)業(yè)廢棄物（秸桿、果核、玉米芯等）；(3)水生植物（藻類等）；水生植物（藻類等）；(4)油料作物（棉籽、麻籽、油桐等）；油料作物（棉籽、麻籽、油桐等）；(5)城市與工業(yè)有機(jī)廢棄物（垃圾和食品、屠宰、制酒、制紙城市與工業(yè)有機(jī)廢棄物（垃圾和食品、屠宰、制酒、制紙工業(yè)的排泄物等）；工業(yè)的排泄物等）；(6)糞便。糞便。56 微藻制油微藻制油 微藻，這些廣泛分布于

13、鹽堿水、淡水、海水、沼澤、溫泉等水域的微小生物，因其具微藻，這些廣泛分布于鹽堿水、淡水、海水、沼澤、溫泉等水域的微小生物，因其具有生物量大、生長周期短、易培養(yǎng)及脂類含量較高等特點(diǎn)，成為制備生物質(zhì)能源的良有生物量大、生長周期短、易培養(yǎng)及脂類含量較高等特點(diǎn)，成為制備生物質(zhì)能源的良好材料。好材料。 據(jù)新奧科技發(fā)展有限公司生物質(zhì)能源研究中心總經(jīng)理劉敏勝介紹，目前世界上已知的據(jù)新奧科技發(fā)展有限公司生物質(zhì)能源研究中心總經(jīng)理劉敏勝介紹，目前世界上已知的微藻種類達(dá)到幾千萬種，經(jīng)過認(rèn)證可以利用的有幾萬種。微藻種類達(dá)到幾千萬種，經(jīng)過認(rèn)證可以利用的有幾萬種?！暗嬲龑?shí)現(xiàn)利用的微藻目但真正實(shí)現(xiàn)利用的微藻目前只有幾十種

14、，還有很大的潛力可挖。前只有幾十種，還有很大的潛力可挖。” 2007年，美國啟動了微藻能源計(jì)劃，稱為年，美國啟動了微藻能源計(jì)劃，稱為“微型曼哈頓計(jì)劃微型曼哈頓計(jì)劃”；2008年年10月月，英國碳基金公司啟動了目前世界上最大的藻類生物燃料項(xiàng)目，投入，英國碳基金公司啟動了目前世界上最大的藻類生物燃料項(xiàng)目，投入2600萬萬英鎊用于發(fā)展相關(guān)技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施，該項(xiàng)目預(yù)計(jì)到英鎊用于發(fā)展相關(guān)技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施，該項(xiàng)目預(yù)計(jì)到2020年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。 廈門大學(xué)中國能源經(jīng)濟(jì)研究中心主任林伯強(qiáng)在接受廈門大學(xué)中國能源經(jīng)濟(jì)研究中心主任林伯強(qiáng)在接受中國經(jīng)濟(jì)周刊中國經(jīng)濟(jì)周刊采訪時表示，中采訪時表示，中國煤炭行業(yè)的產(chǎn)能

15、目前在國煤炭行業(yè)的產(chǎn)能目前在30億噸億噸31億噸，億噸，1噸煤產(chǎn)生噸煤產(chǎn)生2.5噸二氧化碳排放，碳吸收和噸二氧化碳排放，碳吸收和碳利用是今后一個很重要的方向。記者獲悉，占地碳利用是今后一個很重要的方向。記者獲悉，占地1平方公里的養(yǎng)藻場一年可處理平方公里的養(yǎng)藻場一年可處理5萬萬噸二氧化碳。照此計(jì)算，假設(shè)有噸二氧化碳。照此計(jì)算，假設(shè)有15萬平方公里養(yǎng)藻場，即可全部處理煤炭產(chǎn)生的二氧萬平方公里養(yǎng)藻場，即可全部處理煤炭產(chǎn)生的二氧化碳?；?。 57風(fēng)能是太陽輻射造成地球各部分受熱不均，引起空氣運(yùn)動而風(fēng)能是太陽輻射造成地球各部分受熱不均，引起空氣運(yùn)動而產(chǎn)生的能量；產(chǎn)生的能量；風(fēng)能的利用主要靠風(fēng)力機(jī)，風(fēng)力機(jī)

16、是把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為其他形式風(fēng)能的利用主要靠風(fēng)力機(jī)，風(fēng)力機(jī)是把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的旋轉(zhuǎn)機(jī)械；能量的旋轉(zhuǎn)機(jī)械；利用風(fēng)力可以發(fā)電、提水、助航、制冷、致熱等。利用風(fēng)力可以發(fā)電、提水、助航、制冷、致熱等。58地球內(nèi)部蘊(yùn)藏著的熱能稱為地?zé)崮?，來自地球?nèi)部蘊(yùn)藏著的熱能稱為地?zé)崮?，來?1)高溫巖漿，高溫巖漿，(2)巖石中放射性元素衰變；巖石中放射性元素衰變；在地球上所有的能源中，地?zé)崮軆H次于太陽輻射能，排在在地球上所有的能源中，地?zé)崮軆H次于太陽輻射能，排在第二位（火山爆發(fā)、地震和其他地殼變動）；第二位（火山爆發(fā)、地震和其他地殼變動）；地?zé)豳Y源按存在形式可分為五大類型：蒸汽型、熱水型、地?zé)豳Y源按存在形式可分為

17、五大類型：蒸汽型、熱水型、地壓型、干熱巖型和巖漿型。地壓型、干熱巖型和巖漿型。地?zé)崮芰畠r(jià)、清潔，利用前景十分廣闊。地?zé)崮芰畠r(jià)、清潔，利用前景十分廣闊。59 海洋能是指海水在運(yùn)動過程中產(chǎn)生的能為人類利用的能量海洋能是指海水在運(yùn)動過程中產(chǎn)生的能為人類利用的能量，它包括潮汐能、波浪能、海流能、溫差能、鹽差能等。，它包括潮汐能、波浪能、海流能、溫差能、鹽差能等。 海洋中除有巨大的海洋能外，還有豐富的海洋礦物資源、海洋中除有巨大的海洋能外，還有豐富的海洋礦物資源、海水資源和海洋生物資源。人類有可能在海水資源和海洋生物資源。人類有可能在21世紀(jì)進(jìn)入全面世紀(jì)進(jìn)入全面、綜合、立體開發(fā)海洋的、綜合、立體開發(fā)海洋

18、的“海洋經(jīng)濟(jì)時代海洋經(jīng)濟(jì)時代”。6061新能源：二甲醚制備新能源：二甲醚制備 二甲醚燃料的制取原理可以煤、天然氣、生物有機(jī)物等為原料產(chǎn)生合二甲醚燃料的制取原理可以煤、天然氣、生物有機(jī)物等為原料產(chǎn)生合成氣一氧化碳、二氧化碳和氫氣，然后常規(guī)法先制得甲醇，進(jìn)一步脫成氣一氧化碳、二氧化碳和氫氣，然后常規(guī)法先制得甲醇，進(jìn)一步脫水制成二甲醚。水制成二甲醚。二甲醚的生產(chǎn)方法最早是由高壓甲醇生產(chǎn)中的副二甲醚的生產(chǎn)方法最早是由高壓甲醇生產(chǎn)中的副產(chǎn)品精餾后制得，隨著低壓合成甲醇技術(shù)的廣泛產(chǎn)品精餾后制得，隨著低壓合成甲醇技術(shù)的廣泛應(yīng)用，副反應(yīng)大大減少，二甲醚的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用，副反應(yīng)大大減少，二甲醚的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)很快發(fā)展到甲醇脫水或合成氣直接合成工藝。近很快發(fā)展到甲醇脫水或合成氣直接合成工藝。近年來，二甲醚的需求量增長較大，各國又相繼開年來，二甲醚的需求量增長較大，各國又相繼開發(fā)投資省、操作條件好、無污染的新工藝，主要發(fā)投資省、操作條件好、無污染的新工