新能源技術(shù)緒論課件

現(xiàn)代能源發(fā)電1現(xiàn)代能源發(fā)電1人類認(rèn)識的幾種能量形式機(jī)械能熱能電能輻射能化學(xué)能核能2人類認(rèn)識的幾種能量形式機(jī)械能2電的應(yīng)用———哪些地方需要電呢?電能很容易轉(zhuǎn)化為我們需要的各種能量，為我們服務(wù)。電能的應(yīng)用：電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能3電的應(yīng)用———哪些地方需要電呢?電能很容易轉(zhuǎn)化為我們需要的各

我們生活中處處都要用到電，那我們用的電是怎么來的呢？電的來源發(fā)電環(huán)節(jié)——各種電機(jī)4我們生活中處處都要用到電，那我們用的電是怎么來參考書《新能源與分布式發(fā)電技術(shù)》，朱永強(qiáng)主編，北京：北京大學(xué)出版社，2010

《核能及新能源發(fā)電技術(shù)》，張曉東等編著，中國電力出版社，2008

《能源科學(xué)導(dǎo)論》，黃素逸編著，中國電力出版社，1999

5參考書《新能源與分布式發(fā)電技術(shù)》，朱永強(qiáng)主編，北京：北京大學(xué)1.1能源的概念1基本概念能量形式:機(jī)械能(風(fēng)能、水能等)、電磁能、熱能、化學(xué)能、原子能、光能。能源:所謂能源，是指能夠直接或經(jīng)過轉(zhuǎn)換而獲取某種能量的自然資源。

或

比較集中的含能體或能量過程61.1能源的概念1基本概念6按地球上的能量來源分來自于地球本身，如核能、地?zé)崮艿龋粊碜杂诘厍蛲馓祗w，如宇宙射線及太陽能，以及由太陽引起的水能、風(fēng)能、波浪能、海洋溫差能、生物質(zhì)能、光合作用等；來自于地球和其他星體的相互作用，如潮汐能。2能源的分類7按地球上的能量來源分來自于地球本身，如核能、地?zé)崮艿龋?能按獲得的方法分一次（天然）能源，即可供直接利用的能源，如煤、石油、天然氣、風(fēng)能、水能等；二次（人工）能源，即由一次能源直接或間接轉(zhuǎn)換而來的能源，如電、蒸汽、焦炭、煤氣、氫等，它們使用方便，是高品質(zhì)的能源。大部分一次能源都轉(zhuǎn)換成容易輸送、分配和使用的二次能源,以適應(yīng)人類的需要。二次能源經(jīng)過輸送和分配,在各種設(shè)備中使用,即終端能源。終端能源最后會變成有效能。8按獲得的方法分一次（天然）能源，即可供直接利用的能源，如煤、按能源能否再生分可再生能源，即不會隨其本身的轉(zhuǎn)化或人類的利用而越來越少的能源，如水能、風(fēng)能、潮汐能、太陽能等；非再生能源，它隨人類的利用而越來越少，如石油、煤、天然氣、核燃料等。9按能源能否再生分可再生能源，即不會隨其本身的轉(zhuǎn)化或人類的利用按被利用的程度分常規(guī)能源，如煤炭、石油、天然氣、薪柴燃料、水能等；新能源，如太陽能、地?zé)崮?、潮汐能、生物質(zhì)能等，另外還有核能。10按被利用的程度分常規(guī)能源，如煤炭、石油、天然氣、薪柴燃料、水按能源本身的性質(zhì)分含能體能源（燃料能源），如石油、煤、天然氣、地?zé)?、氫等，它們可以直接儲存；過程性能源（非燃料能源），如風(fēng)能、水能、海流、潮汐、波浪、火山爆發(fā)、雷電、電磁能和一般熱能等，它們無法直接儲存。11按能源本身的性質(zhì)分含能體能源（燃料能源），如石油、煤、天然氣按對環(huán)境的污染情況分清潔能源，即對環(huán)境無污染或污染很小的能源，如太陽能、水能、海洋能等；非清潔能源，即對環(huán)境污染較大的能源，如煤、石油等。12按對環(huán)境的污染情況分清潔能源，即對環(huán)境無污染或污染很小的能源能源多種多樣，各有優(yōu)缺點(diǎn)，為了正確選擇和使用能源，必須對各種能源進(jìn)行正確的評價。3能源的評價儲量能量密度儲能的可能性與供能的連續(xù)性能源的地理分布開發(fā)費(fèi)用和利用能源的設(shè)備費(fèi)用運(yùn)輸費(fèi)用與損耗、能源的可再生性能源的品位、對環(huán)境的影響133能源的評價儲量131.2能源利用與開發(fā)141.2能源利用與開發(fā)14

1.煤炭埋在地殼中億萬年以上的植物,由于地殼變動等原因會經(jīng)受一定的壓力和溫度作用而形成含碳量很高的可燃物質(zhì),這種物質(zhì)就稱為煤炭，又稱原煤。中國是世界上最早利用煤的國家。開采煤炭已有幾千年的歷史。希臘和古羅馬也是用煤較早的國家，古羅馬大約在2000年前已開始用煤加熱。151.煤炭埋在地殼中億萬年以上的植物,由于地殼變動等原因會經(jīng)《山海經(jīng)》中稱煤為石涅，魏、晉時稱煤為石墨或石炭。明代李時珍的《本草綱目》首次使用煤這一名稱。

先秦時期的地理著作《山海經(jīng)》有3處記載：

山海經(jīng)的《西山經(jīng)》中，“西南三百里，曰女床之山，其陽多赤銅，其陰多石涅”《中山經(jīng)》，“岷山之首，曰女幾之山，其上多石涅”，“又東一百五十里，曰風(fēng)雨之山，其上多白金，其下多石涅”。

16《山海經(jīng)》中稱煤為石涅，魏、晉時稱煤為石墨或石炭。明代李時珍燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能中國未來很長一段時期仍將以燃煤發(fā)電為主。

火力發(fā)電現(xiàn)在煤炭主要用于電力生產(chǎn)和在鋼鐵工業(yè)中煉焦,某些國家蒸汽機(jī)車的用煤比例也很大。17燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能中國未來很長一段時期仍將以燃煤發(fā)電為主

1994年根據(jù)成煤條件,地球上的煤炭資源主要分布在北半球,集中在北美、中國、俄羅斯等地區(qū)南半球僅在南非、澳大利亞和博茨瓦納等地區(qū)有較大儲量。中國煤炭資源分布十分廣泛,遍及全國各省,并且各地質(zhì)時代的煤炭都有。中國煤炭資源總儲量很大，居世界第一位。

181994年根據(jù)成煤條件,地球上的煤炭資源主要分布在北半球,集2.石油石油是一種天然的黃色、褐色或黑色的流動或半流動的黏稠的可燃液體烴類混合物，直接開采出來的未經(jīng)加工的石油稱為原油。石油是如何形成的呢?目前一個理論是:石油是由沉積巖中的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)變而成的。石油同煤相比有很多優(yōu)點(diǎn):首先,石油釋放的熱量比煤大得多;其次，石油使用方便,易燃且不留灰燼,是理想的清潔燃料。192.石油石油是一種天然的黃色、褐色或黑色的流動或半流動的黏稠人類很早就發(fā)現(xiàn)了石油，《漢書》、《夢溪筆談》有描述。直到19世紀(jì)，石油工業(yè)才逐漸興起。1854年，美國賓夕法尼亞州打出了世界上第一口油井，是現(xiàn)代石油工業(yè)的開端。1886年德國人本茨和戴姆勒研制出第一輛以汽油為燃料、由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的汽車，進(jìn)入大規(guī)模使用石油的汽車時代。1965年，在世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，石油首次超過煤炭占居首位，成為第三代主體能源。到1979年，石油所占的比重達(dá)到54%，相當(dāng)于煤炭的三倍。20人類很早就發(fā)現(xiàn)了石油，《漢書》、《夢溪筆談》有描述。20世界石油儲量分布圖21世界石油儲量分布圖21

1994年從已探明的石油儲量來看,世界石油總儲量為1043億噸。

目前世界有七大儲油區(qū),第一大儲油區(qū)是中東地區(qū),下來依次為拉丁美洲地區(qū)、俄羅斯地區(qū)、非洲地區(qū)、北美洲地區(qū)、西歐地區(qū)和東南亞地區(qū)。這七大油區(qū)占世界石油總儲量的95%。

中國的石油儲量占世界石油總儲量的2.4%,人均占有量僅為世界人均占有量的11%。221994年從已探明的石油儲量來看,世界石油總儲量為11973年和2002年世界石油產(chǎn)量的地區(qū)分布圖231973年和2002年世界石油產(chǎn)量的地區(qū)分布圖233.天然氣

天然氣是地下巖層中以碳?xì)浠衔餅橹饕煞值臍怏w混合物的總稱。天然氣是一種重要能源,燃燒時有很高的發(fā)熱值,對環(huán)境的污染也較小,而且還是一種重要的化工原料。近10年來,液化天然氣技術(shù)有了很大發(fā)展,液化后的天然氣體積僅為原來體積的1／600,因此可以用冷藏油輪運(yùn)輸,運(yùn)到使用地點(diǎn)后再將天然氣氣化。另外,天然氣液化后,可為汽車提供既方便污染又小的天然氣燃料。243.天然氣天然氣是地下巖層中以碳?xì)浠衔餅橹饕煞值臍怏w

1994年中國的天然氣儲量占世界天然氣總儲量的1.2％,但人均占有量僅為世界人均占有量的4％。251994年中國的天然氣儲量占世界天然氣總儲量的1.2％,但人4.水能很早以前,人類就開始利用水下落所產(chǎn)生的能量了最初,人們以機(jī)械的形式利用這種能量。在19世紀(jì)末期,人們學(xué)會了將水能轉(zhuǎn)換為電能。264.水能很早以前,人類就開始利用水下落所產(chǎn)生的能量了最初,人水能資源最顯著的特點(diǎn)是可再生、無污染。開發(fā)水能對江河的綜合治理和綜合利用具有積極作用。因此世界各國都把開發(fā)水能放在能源發(fā)展戰(zhàn)略的優(yōu)先地位。27水能資源最顯著的特點(diǎn)是可再生、無污染。開發(fā)水能對江河的綜合治5.核能一個原子核吸收一個中子而發(fā)生裂變后,除了能釋放出巨大能量外,還伴隨產(chǎn)生兩到三個中子,即由中子引起裂變,裂變后又產(chǎn)生更多的中子。在一定的條件下,這種反應(yīng)可以連續(xù)不斷地進(jìn)行下去,稱為鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。裂變后會釋放出巨大的能量,這種能量就稱為核能。經(jīng)過科學(xué)家的努力,目前已實(shí)現(xiàn)了人為控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng),即使得裂變可以進(jìn)行,也可以停止,從而形成了反應(yīng)堆。285.核能一個原子核吸收一個中子而發(fā)生裂變后,除了能釋放出巨大大亞灣核電站核能轉(zhuǎn)化為電能29大亞灣核電站核能轉(zhuǎn)化為電能296.太陽能306.太陽能303131太陽是一顆巨大的恒星,它不停地通過核聚變反應(yīng)向宇宙釋放大量的能量?？梢哉f地球上的一切能源都來自太陽,各種形式的能量都直接或者間接地來自于太陽能。目前,人們利用太陽能的方式很多,主要利用太陽能加熱、取暖、發(fā)電等。32太陽是一顆巨大的恒星,它不停地通過核聚變反應(yīng)向宇宙釋放大量的風(fēng)是地球上的一種自然現(xiàn)象,它是由太陽輻射熱引起的。太陽照射到地球表面,由于地球表面各處受熱不同,因此會產(chǎn)生溫差,進(jìn)而引起大氣的對流運(yùn)動,這樣就形成了風(fēng)。風(fēng)能是干凈的能源,早在古代人們就利用風(fēng)能作為動力,用風(fēng)帶動簡易的傳動裝置來磨米、灌溉和排澇。在古埃及、古希臘的歷史上也都有使用風(fēng)車的記載。7.風(fēng)能33風(fēng)是地球上的一種自然現(xiàn)象,它是由太陽輻射熱引起的。太陽照射到3434風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能電的來源風(fēng)力發(fā)電35風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能電的來源風(fēng)力發(fā)電358.生物質(zhì)能368.生物質(zhì)能369.海洋能太陽到達(dá)地球的能量大部分落在海洋上空和海水中,其中一部分轉(zhuǎn)化為各種形式的海洋能。379.海洋能太陽到達(dá)地球的能量大部分落在海洋上空和海水中,其中10.地?zé)崮?810.地?zé)崮?8羊八井地?zé)岚l(fā)電站地?zé)崮苻D(zhuǎn)化為電能39羊八井地?zé)岚l(fā)電站地?zé)崮苻D(zhuǎn)化為電能3911.氫能以煤、石油及天然氣為原料制取氫氣是當(dāng)今制取氫氣最主要的方法。在我國的能源結(jié)構(gòu)中,在今后相當(dāng)長的一段時間內(nèi),煤炭還將是主要能源。如何提高煤的利用效率及減少對環(huán)境的污染是需要不斷研究的課題,將煤炭轉(zhuǎn)化為氫是解決這些問題的途徑之一。4011.氫能以煤、石油及天然氣為原料制取氫氣是當(dāng)今制取氫氣最主人類利用能源的歷史，也就是人類認(rèn)識和征服自然的歷史。(1)火的發(fā)現(xiàn)和利用；(2)畜力、風(fēng)力、水力等自然動力的利用；(3)化石燃料的開發(fā)和熱的利用；(4)電的發(fā)現(xiàn)及開發(fā)利用；(5)原子核能的發(fā)現(xiàn)及開發(fā)利用。1.3人類利用能源的歷史和未來41人類利用能源的歷史，也就是人類認(rèn)識和征服自然的歷史。1.3能源更迭與社會發(fā)展人類社會已經(jīng)歷了三個能源時期：薪柴時期；煤炭時期；石油時期。42能源更迭與社會發(fā)展人類社會已經(jīng)歷了三個能源時期：42薪柴時期主要以薪柴等生物質(zhì)燃料為主要能源的時代，生產(chǎn)和生活水平極低，社會發(fā)展緩慢。43薪柴時期43煤炭時期18世紀(jì)，以煤炭取代薪柴作為主要能源，蒸汽機(jī)成為生產(chǎn)的主要動力，工業(yè)迅速發(fā)展，勞動生產(chǎn)力增長很快。19世紀(jì)，電力成為工礦企業(yè)的主要動力，成為生產(chǎn)和生活照明的主要來源。但這時的電力工業(yè)主要是依靠煤炭作為主要燃料。44煤炭時期18世紀(jì)，以煤炭取代薪柴作為主要能源，蒸汽機(jī)成為生產(chǎn)石油時期石油資源的發(fā)展，開始了能源利用的新時期。近30年來，世界上許多國家依靠石油和天然氣，創(chuàng)造了人類歷史上空前的物資文明。進(jìn)入21世紀(jì)，核能將成為世界能源的主角，清潔能源的時代也將隨之到來。45石油時期石油資源的發(fā)展，開始了能源利用的新時期。近30年來，能源是發(fā)展社會生產(chǎn)和提高人民生活水平的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是推動國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)大動力。人們的日常生活處處離不開能源，不僅衣、食、住、行，而且文化娛樂、醫(yī)療衛(wèi)生等都與能源密切相關(guān)。46能源是發(fā)展社會生產(chǎn)和提高人民生活水平的重要物質(zhì)1973年,西方世界爆發(fā)的石油危機(jī)(也叫能源危機(jī))震撼了全世界,它宣告了石油時代的結(jié)束,預(yù)示著一場新的能源變革將要來臨。變革的主要特征是:正在趨于枯竭的、非再生的、在消費(fèi)過程中產(chǎn)生污染和公害的化石能源將逐步被可再生的、儲量豐富的、無污染和無公害的各種可再生的新能源所代替。這個過渡期的能源變革將會經(jīng)歷相當(dāng)艱難的歷程,并且需要很長的時間,人們必須為此付出很大的代價,做出巨大的努力。能源的未來471973年,西方世界爆發(fā)的石油危機(jī)(也叫能源危機(jī))震撼了全世能源技術(shù)概述非再生能源:石油、天然氣、煤炭和裂變核燃料約占能源總消費(fèi)量的90%左右再生能源:水力、植物燃料等只占10%左右目前人類使用的能源儲量和分布1.4世界能源利用的現(xiàn)狀及面臨的問題1、能源結(jié)構(gòu)48能源技術(shù)概述非再生能源:石油、天然氣、煤炭和裂變核燃料約占再生能源分布:太陽能占99.44%,水能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⑸锬艿炔坏?%目前,世界各國能源結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)一般取決于該國資源、經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展等因素。發(fā)達(dá)國家石油在消費(fèi)結(jié)構(gòu)中所占比重均在35%以上。煤炭資源、天然氣資源豐富的國家,在能源消費(fèi)中往往以煤為主,煤炭消費(fèi)比重較大。化石能源缺乏的國家根據(jù)自身特點(diǎn)發(fā)展核電及水電。能源技術(shù)概述49再生能源分布:太陽能占99.44%,目前,世界各國能源結(jié)構(gòu)能源技術(shù)概述世界非再生能源儲量分布:中東地區(qū):石油儲量最多,占56.8%；歐洲:天然氣和煤炭儲量最多,各占54.6%和45%亞洲、大洋洲:煤炭各占18%石油、天然氣只有5%50能源技術(shù)概述世界非再生能源儲量分布:502、能量效率根據(jù)能量貶值原理，不是每一種能量都可以連續(xù)地、完全地轉(zhuǎn)換為任何一種其他形式的能量。能源系統(tǒng)的總效率由開采效率(能源儲量的采收率)、中間環(huán)節(jié)效率(包括加工轉(zhuǎn)換效率和儲運(yùn)效率)及終端利用效率(即終端用戶得到的有用能與過程開始時輸入的能量之比)三部分組成。其中,中間環(huán)節(jié)效率與終端利用效率的乘積,通常稱為能源效率。512、能量效率根據(jù)能量貶值原理，不是每一種能量都可以連續(xù)地、完火電站的能量轉(zhuǎn)換效率是多少？MechanicalenergyInturbineChemicalenergyIncoalThermalenergyinsteamelectricitycombustion88%Steamturbine88%46%98%Overallefficiency:88%×46%×98%=40%52火電站的能量轉(zhuǎn)換效率是多少？MechanicalenergEnergyefficiencyofsomecommonenergyconversiondevice53Energyefficiencyofsomecomm“能源效率”和“節(jié)能”是一樣的嗎？能源效率是指終端用戶使用能源得到的有效能源量與消耗能源量之比。節(jié)能是指節(jié)省不必要的能耗。提高能源效率是緩解能源危機(jī)的一條途徑,因此,許多發(fā)達(dá)國家開始幫助一些不發(fā)達(dá)的國家和地區(qū)來改善能源的使用情況,從而實(shí)現(xiàn)一種互利的合作關(guān)系。54“能源效率”和“節(jié)能”是一樣的嗎？54利用能源的過程直接污染地球環(huán)境。主要來源：1)煤、石油等燃料的燃燒；2)汽車排放的廢氣；3)工業(yè)生產(chǎn)(化工廠、煉焦廠等)過程中產(chǎn)生的廢氣。國際社會普遍認(rèn)為，貧困和過度消費(fèi)導(dǎo)致人類無節(jié)制地開發(fā)和破壞自然資源，這是造成環(huán)境惡化的罪魁禍?zhǔn)住?、能源環(huán)境即環(huán)境與能源關(guān)系問題55利用能源的過程直接污染地球環(huán)境。國際社會普遍認(rèn)為，貧困和過度全球環(huán)境狀況大氣和江海污染加劇大面積土地退化森林面積急劇減少淡水資源日益短缺大氣層臭氧空洞擴(kuò)大生物多樣性受到威脅全球氣候變暖，使自然災(zāi)害發(fā)生的頻率和強(qiáng)度大幅增加。56全球環(huán)境狀況大氣和江海污染加劇56大氣環(huán)境的三大問題20世紀(jì)80年代中期，在南極上空發(fā)現(xiàn)了臭氧空洞，它與地球變暖及所謂的溫室效應(yīng)和酸雨沉降問題構(gòu)成全球性的大氣環(huán)境問題，明顯地危及全人類的生存和繁衍，引起了國際社會的高度關(guān)注，使當(dāng)今的世界環(huán)境問題具有明顯的時代特征。57大氣環(huán)境的三大問題20世紀(jì)80年代中期，在南極上空發(fā)現(xiàn)了臭氧歷年的南極臭氧58歷年的南極臭氧58

1999年發(fā)現(xiàn)的臭氧空洞是有史以來觀測到的最大一次，達(dá)到2600萬km2的面積。天空正在塌陷591999年發(fā)現(xiàn)的臭氧空洞是有史以來觀測到的最大一次，達(dá)到26臭氧層變薄對健康的危害60臭氧層變薄對健康的危害60臭氧層被破壞的后果據(jù)科學(xué)研究，臭氧減少10%，紫外線可能增加20%，皮膚癌患者可能增加30%，此外還會產(chǎn)生下列幾種現(xiàn)象:

(1)白內(nèi)障罹患率增加；

(2)免疫系統(tǒng)受到抑制；

(3)谷物的收成減少，品質(zhì)降低，植物和浮游生物減少，破壞自然界的生物鏈；

(4)塑料、橡膠制品加速老化；

(5)紫外線直射會引起對流層臭氧的增加，致使產(chǎn)生光化學(xué)煙霧，造成空氣污染。61臭氧層被破壞的后果據(jù)科學(xué)研究，臭氧減少10%，紫外線可能增加地球變暖的原因到底是什么？太陽射向地球的光約1/3被云層、冰粒和空氣分子反射回去；約25％穿過大氣層時暫時被大氣吸收起到增溫作用，但以后又返回到太空；其余的大約37％則被地球表面吸收。這些被吸收的太陽輻射能大部分在晚間又重新發(fā)射到天空。如果這部分熱量遇到了阻礙，不能全部被反射出去，地球表面的溫度就會升高。62地球變暖的原因到底是什么？太陽射向地球的光約1/3被云層、冰由于人類大量使用化石燃料，其排放出的CO2等溫室氣體對輻射的選擇性和吸收特性是地球變暖的主要原因。CO2不吸收短波，只吸收長波，于是，地球表面吸收的太陽輻射就散不出去，從而使地表溫度升高，地球變暖。像CO2這類會使地球變暖的氣體就稱為溫室氣體，溫室氣體還包括水蒸氣、SO、甲烷、氟利昂等。63由于人類大量使用化石燃料，其排放出的CO2等溫室氣體對全球正在變暖海平面上升與陸地淹沒；

氣候帶的移動；

颶風(fēng)的加??；

植被的遷徙與物種滅絕；

洋流的變化與厄爾尼諾現(xiàn)象；

雨型的改變。64全球正在變暖海平面上升與陸地淹沒；64何謂酸雨簡單地說，酸雨就是酸性的雨。被大氣中存在的酸性氣體污染,pH小于5.65的雨叫酸雨。pH小于5.65的雪叫酸雪。在高空或高山(如峨眉山)上彌漫的霧,pH小于5.65時叫酸霧。65何謂酸雨簡單地說，酸雨就是酸性的雨。65酸雨的形成現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)和交通排放更大量，種類更多的污染物(包括酸堿性物質(zhì)),且與塵埃一起升到高空，與天上的水蒸氣相遇，就會形成硫酸或硝酸液滴，使雨水酸化。這時，落到地面的雨水就成了酸雨。高硫煤和石油燃燒產(chǎn)生的SO2和NOx是造成酸雨的主要禍?zhǔn)住?6酸雨的形成現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)和交通排放更大量，種類更多的污染物(酸雨的危害導(dǎo)致森林成片死亡，因為酸雨會損壞植物葉面和根部。使湖泊酸化，湖中魚蝦絕跡。破壞農(nóng)田的土壤成分，使農(nóng)作物減產(chǎn)甚至死亡。造成地下水酸化，引起對人體的危害。腐蝕建筑物和工業(yè)設(shè)備，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。對露天文物起腐蝕作用，加速文物資源的破壞甚至毀滅。67酸雨的危害導(dǎo)致森林成片死亡，因為酸雨會損壞植物葉面和根部。66868能源是國民經(jīng)濟(jì)的基本支撐,是人類賴以生存的基礎(chǔ)。能源安全是國家經(jīng)濟(jì)安全的重要方面,它直接影響國家安全、可持續(xù)發(fā)展及社會穩(wěn)定。能源安全不僅包括能源供應(yīng)的安全(如石油、天然氣和電力),也包括對由于能源生產(chǎn)與使用所造成的環(huán)境污染的治理。能源安全是指能源可靠供應(yīng)的保障。首先是石油、天然氣供應(yīng)問題,油、氣是當(dāng)今世界主要的一次能源,也是涉及國家安全的重要戰(zhàn)略物質(zhì)。4、能量安全69能源是國民經(jīng)濟(jì)的基本支撐,是人類賴以生存的基礎(chǔ)。能源安全是國能源技術(shù)概述我國能源資源地區(qū)分布不均衡煤炭，主要集中在華北和西北石油、天然氣，主要分布在黑龍江、遼寧、河北、河南、山東、四川、甘肅和新疆等省區(qū)內(nèi)可開發(fā)水力資源，主要集中在西南太陽能和風(fēng)能資源豐富，有很大利用潛力。我國能源資源豐富煤炭資源(探明儲量)和水力資源均居世界第一位；石油資源占世界第十一位；天然氣資源占世界第十四位；太陽能資源居世界第二位；潮汐、地?zé)?、風(fēng)力和核燃料資源都很豐富。人均占有量很少，只有世界平均水平的一半。1.5中國能源現(xiàn)狀、問題及對策70能源技術(shù)概述我國能源資源地區(qū)分布不均衡我國能源資源豐富1.5我國能源問題

人均能源資源相對不足，資源質(zhì)量較差，探明程度低；能源生產(chǎn)消費(fèi)以煤為主；能源工業(yè)技術(shù)水平低下，勞動生產(chǎn)率較低；能源資源分布不均，交通運(yùn)力不足，制約了能源工業(yè)發(fā)展；能源供需形勢依然緊張；能耗水平高，能源利用率低下；農(nóng)村能源問題日趨突出，影響越來越大；能源環(huán)境問題日趨嚴(yán)重，制約了社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展；71我國能源問題人均能源資源相對不足，資源質(zhì)量較差，探明程度低能源開發(fā)逐步西移，開發(fā)難度和費(fèi)用增加；從能源安全角度考慮，面臨嚴(yán)重挑戰(zhàn)；能源建設(shè)周期長，投資超預(yù)算；能源價格未能反映其經(jīng)濟(jì)成本和能源資源的稀缺性。72能源開發(fā)逐步西移，開發(fā)難度和費(fèi)用增加；72世界十大嚴(yán)重污染城市中國占：個2因二氧化硫排放，每年經(jīng)濟(jì)損失1126億元(世界銀行統(tǒng)計超過5000億元)嚴(yán)重局面!占全國排放比例：燃煤污染物SO2：85%CO2：85%NOx：60%粉塵：70%我國的污染現(xiàn)狀73世界十大嚴(yán)重污染城市中國占：個2因二氧化硫排放，嚴(yán)重局面!占酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)劃分圖74酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)劃分圖74我國城市空氣污染綜合指數(shù)的比較北石重濟(jì)天廣杭上南珠三大昆泉龍深楊廈莆桂章南寧海京家慶南津州州海昌海陰連明州巖圳州門田林州平港口莊75我國城市空氣污染綜合指數(shù)的比較北石重濟(jì)我國城市空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)情況對比

76我國城市空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)情況對比76努力改善能源結(jié)構(gòu)；提高能源利用率；加速實(shí)施潔凈煤技術(shù)；合理利用石油和天然氣；加快電力發(fā)展速度；積極開發(fā)利用新能源；建立合理的農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)，扭轉(zhuǎn)農(nóng)村嚴(yán)重缺能局面；改善城市民用能源結(jié)構(gòu)，提高居民生活質(zhì)量；重視能源的環(huán)境保護(hù)。采取的措施77努力改善能源結(jié)構(gòu)；采取的措施77潔凈煤技術(shù)煤炭是主要的能源，但煤炭的開發(fā)利用也嚴(yán)重地污染了人們賴以生存的環(huán)境，因此煤炭的清潔開發(fā)和利用是擺在全人類面前的緊迫問題。

78潔凈煤技術(shù)煤炭是主要的能源，但煤炭的開發(fā)利用也嚴(yán)重地污染了人潔凈煤技術(shù)潔凈煤技術(shù)（cleancoaltechnology）是旨在減少污染和提高效益的煤炭加工、燃燒、轉(zhuǎn)換和污染控制等新技術(shù)的總稱。它主要包括潔凈生產(chǎn)技術(shù)、潔凈加工技術(shù)、高效潔凈轉(zhuǎn)化技術(shù)、高效潔凈燃燒與發(fā)電技術(shù)、燃煤污染排放治理技術(shù)等。79潔凈煤技術(shù)潔凈煤技術(shù)（cleancoaltechnolo潔凈煤技術(shù)體系80潔凈煤技術(shù)體系80小水電小水電是指容量為12～0.5MW的小水電站，容量小于0.5MW的水電站又稱農(nóng)村小水電。新能源81小水電小水電是指容量為12～0.5MW的小水電站，容量小于小水電的特點(diǎn)運(yùn)行壽命長，堅固耐用，價格穩(wěn)定，并且水資源是可再生的。對于用電規(guī)模較小的邊遠(yuǎn)地區(qū)來說，所有這些優(yōu)點(diǎn)使水力電站成為最具有吸引力的選擇對象。擁有連接電廠和用電中心的輸電網(wǎng)的地區(qū)并不多。許多地區(qū)，特別是在發(fā)展中國家，還必須依賴就地的小型電廠供電。幾乎處處都有可以用來發(fā)電的小河流。82小水電的特點(diǎn)運(yùn)行壽命長，堅固耐用，價格穩(wěn)定，并且水資源是可小水電的特點(diǎn)一般來說，小型水電站造成的環(huán)境影響較小。當(dāng)把河水用于其他目的時，如灌溉和供水等，如能同時加上小水電發(fā)電系統(tǒng)，往往會更有吸引力。在工業(yè)化國家，常常把小型水電站作為局部地區(qū)工業(yè)的能源。但在適宜的條件下，小型電站也可并入公用供電系統(tǒng)供電。對已有的大壩和設(shè)施上的舊的小型電站進(jìn)行改建，發(fā)電的成本較低，在經(jīng)濟(jì)上比較合算。83小水電的特點(diǎn)一般來說，小型水電站造成的環(huán)境影響較小。83中國小水電站概況中國有豐富的水力資源，可開發(fā)量達(dá)3.78億kW，其中小水電開發(fā)量0.75kW。小水電資源分布也很廣泛，在全國2166個縣（市）中有1573個縣有可開發(fā)小水電資源，其中可開發(fā)量在10~30MW的縣有470個，30~100MW的縣有500個，超過100MW的縣有134個。84中國小水電站概況中國有豐富的水力資源，可開發(fā)量達(dá)3.78億中國小水電站概況1986年中國在杭州建立了亞太小水電研究培訓(xùn)中心1998年聯(lián)合國開發(fā)計劃署（UNDP）又正式把國際小水電中心設(shè)在中國，這表明中國的小水電已從中國走向世界。85中國小水電站概況1986年中國在杭州建立了亞太小水電研究培訓(xùn)二次能源蒸汽蒸汽作為二次能源，廣泛用于各種加熱過程，是紡織、輕工、化工、制藥、食品、建材、采暖等行業(yè)的理想熱源。熱水熱水是除蒸汽之外被用作熱源的另一種二次能源。熱水大多由熱水鍋爐提供，少量是由高溫蒸汽將水加熱而獲得的。余熱凡是溫度比環(huán)境高的排氣和待冷物料所包含的熱量都屬于余熱。主要有：高溫?zé)煔庥酂?；可燃廢氣、廢液、廢料的余熱；高溫產(chǎn)品和爐渣的余熱；冷卻介質(zhì)的余熱；化學(xué)反應(yīng)余熱；廢氣、廢水的余熱。1.6電力86二次能源蒸汽1.6電力86電能電能是由其他一次能源轉(zhuǎn)換而來的二次能源。由于電能輸送、控制、轉(zhuǎn)換和使用都非常方便，又不污染環(huán)境，因此是一種非常優(yōu)質(zhì)的二次能源。87電能電能是由其他一次能源轉(zhuǎn)換而來的二次能源。87電氣化的重要意義電氣化是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)。電能替代其他能源可大大降低單位產(chǎn)值的能耗，節(jié)約能源。電氣化為迅速提高現(xiàn)代社會的生活水平及文明程度奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。發(fā)展電能是新能源的廣泛應(yīng)用和建立可持續(xù)發(fā)展能源系統(tǒng)的必然結(jié)果。88電氣化的重要意義電氣化是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)。世界電力工業(yè)世界電力工業(yè)起源于10世紀(jì)后期。世界上第一臺火力發(fā)電機(jī)組是1875年建于巴黎北火車站的直流發(fā)電機(jī)，用于照明供電。1879年，美國舊金山實(shí)驗電廠開始發(fā)電，這是世界上最早出售電力的電廠。

89世界電力工業(yè)世界電力工業(yè)起源于10世紀(jì)后期。89世界電力工業(yè)經(jīng)過約100年的發(fā)展，到1980年全世界發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)到20.24億kW，年發(fā)電量達(dá)到82473億kW·h1997年全世界發(fā)電裝機(jī)容量超過32億kW，年發(fā)電量達(dá)到139487億kW·h。

90世界電力工業(yè)經(jīng)過約100年的發(fā)展，到1980年全世界發(fā)電裝機(jī)亞美尼亞核電站91亞美尼亞核電站91水電站92水電站92我國電力工業(yè)存在的問題電力供應(yīng)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展；人均裝機(jī)容量和發(fā)電量低；電源結(jié)構(gòu)不合理；電力技術(shù)裝備水平低，經(jīng)濟(jì)性較差；電網(wǎng)的建設(shè)滯后于電源的建設(shè)，供電的自動化水平低；環(huán)境污染嚴(yán)重。93我國電力工業(yè)存在的問題電力供應(yīng)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展；93我國電網(wǎng)分布94我國電網(wǎng)分布94現(xiàn)代能源發(fā)電95現(xiàn)代能源發(fā)電1人類認(rèn)識的幾種能量形式機(jī)械能熱能電能輻射能化學(xué)能核能96人類認(rèn)識的幾種能量形式機(jī)械能2電的應(yīng)用———哪些地方需要電呢?電能很容易轉(zhuǎn)化為我們需要的各種能量，為我們服務(wù)。電能的應(yīng)用：電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能97電的應(yīng)用———哪些地方需要電呢?電能很容易轉(zhuǎn)化為我們需要的各

我們生活中處處都要用到電，那我們用的電是怎么來的呢？電的來源發(fā)電環(huán)節(jié)——各種電機(jī)98我們生活中處處都要用到電，那我們用的電是怎么來參考書《新能源與分布式發(fā)電技術(shù)》，朱永強(qiáng)主編，北京：北京大學(xué)出版社，2010

《核能及新能源發(fā)電技術(shù)》，張曉東等編著，中國電力出版社，2008

《能源科學(xué)導(dǎo)論》，黃素逸編著，中國電力出版社，1999

99參考書《新能源與分布式發(fā)電技術(shù)》，朱永強(qiáng)主編，北京：北京大學(xué)1.1能源的概念1基本概念能量形式:機(jī)械能(風(fēng)能、水能等)、電磁能、熱能、化學(xué)能、原子能、光能。能源:所謂能源，是指能夠直接或經(jīng)過轉(zhuǎn)換而獲取某種能量的自然資源。

或

比較集中的含能體或能量過程1001.1能源的概念1基本概念6按地球上的能量來源分來自于地球本身，如核能、地?zé)崮艿?；來自于地球外天體，如宇宙射線及太陽能，以及由太陽引起的水能、風(fēng)能、波浪能、海洋溫差能、生物質(zhì)能、光合作用等；來自于地球和其他星體的相互作用，如潮汐能。2能源的分類101按地球上的能量來源分來自于地球本身，如核能、地?zé)崮艿龋?能按獲得的方法分一次（天然）能源，即可供直接利用的能源，如煤、石油、天然氣、風(fēng)能、水能等；二次（人工）能源，即由一次能源直接或間接轉(zhuǎn)換而來的能源，如電、蒸汽、焦炭、煤氣、氫等，它們使用方便，是高品質(zhì)的能源。大部分一次能源都轉(zhuǎn)換成容易輸送、分配和使用的二次能源,以適應(yīng)人類的需要。二次能源經(jīng)過輸送和分配,在各種設(shè)備中使用,即終端能源。終端能源最后會變成有效能。102按獲得的方法分一次（天然）能源，即可供直接利用的能源，如煤、按能源能否再生分可再生能源，即不會隨其本身的轉(zhuǎn)化或人類的利用而越來越少的能源，如水能、風(fēng)能、潮汐能、太陽能等；非再生能源，它隨人類的利用而越來越少，如石油、煤、天然氣、核燃料等。103按能源能否再生分可再生能源，即不會隨其本身的轉(zhuǎn)化或人類的利用按被利用的程度分常規(guī)能源，如煤炭、石油、天然氣、薪柴燃料、水能等；新能源，如太陽能、地?zé)崮堋⒊毕?、生物質(zhì)能等，另外還有核能。104按被利用的程度分常規(guī)能源，如煤炭、石油、天然氣、薪柴燃料、水按能源本身的性質(zhì)分含能體能源（燃料能源），如石油、煤、天然氣、地?zé)帷涞?，它們可以直接儲存；過程性能源（非燃料能源），如風(fēng)能、水能、海流、潮汐、波浪、火山爆發(fā)、雷電、電磁能和一般熱能等，它們無法直接儲存。105按能源本身的性質(zhì)分含能體能源（燃料能源），如石油、煤、天然氣按對環(huán)境的污染情況分清潔能源，即對環(huán)境無污染或污染很小的能源，如太陽能、水能、海洋能等；非清潔能源，即對環(huán)境污染較大的能源，如煤、石油等。106按對環(huán)境的污染情況分清潔能源，即對環(huán)境無污染或污染很小的能源能源多種多樣，各有優(yōu)缺點(diǎn)，為了正確選擇和使用能源，必須對各種能源進(jìn)行正確的評價。3能源的評價儲量能量密度儲能的可能性與供能的連續(xù)性能源的地理分布開發(fā)費(fèi)用和利用能源的設(shè)備費(fèi)用運(yùn)輸費(fèi)用與損耗、能源的可再生性能源的品位、對環(huán)境的影響1073能源的評價儲量131.2能源利用與開發(fā)1081.2能源利用與開發(fā)14

1.煤炭埋在地殼中億萬年以上的植物,由于地殼變動等原因會經(jīng)受一定的壓力和溫度作用而形成含碳量很高的可燃物質(zhì),這種物質(zhì)就稱為煤炭，又稱原煤。中國是世界上最早利用煤的國家。開采煤炭已有幾千年的歷史。希臘和古羅馬也是用煤較早的國家，古羅馬大約在2000年前已開始用煤加熱。1091.煤炭埋在地殼中億萬年以上的植物,由于地殼變動等原因會經(jīng)《山海經(jīng)》中稱煤為石涅，魏、晉時稱煤為石墨或石炭。明代李時珍的《本草綱目》首次使用煤這一名稱。

先秦時期的地理著作《山海經(jīng)》有3處記載：

山海經(jīng)的《西山經(jīng)》中，“西南三百里，曰女床之山，其陽多赤銅，其陰多石涅”《中山經(jīng)》，“岷山之首，曰女幾之山，其上多石涅”，“又東一百五十里，曰風(fēng)雨之山，其上多白金，其下多石涅”。

110《山海經(jīng)》中稱煤為石涅，魏、晉時稱煤為石墨或石炭。明代李時珍燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能中國未來很長一段時期仍將以燃煤發(fā)電為主。

火力發(fā)電現(xiàn)在煤炭主要用于電力生產(chǎn)和在鋼鐵工業(yè)中煉焦,某些國家蒸汽機(jī)車的用煤比例也很大。111燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能中國未來很長一段時期仍將以燃煤發(fā)電為主

1994年根據(jù)成煤條件,地球上的煤炭資源主要分布在北半球,集中在北美、中國、俄羅斯等地區(qū)南半球僅在南非、澳大利亞和博茨瓦納等地區(qū)有較大儲量。中國煤炭資源分布十分廣泛,遍及全國各省,并且各地質(zhì)時代的煤炭都有。中國煤炭資源總儲量很大，居世界第一位。

1121994年根據(jù)成煤條件,地球上的煤炭資源主要分布在北半球,集2.石油石油是一種天然的黃色、褐色或黑色的流動或半流動的黏稠的可燃液體烴類混合物，直接開采出來的未經(jīng)加工的石油稱為原油。石油是如何形成的呢?目前一個理論是:石油是由沉積巖中的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)變而成的。石油同煤相比有很多優(yōu)點(diǎn):首先,石油釋放的熱量比煤大得多;其次，石油使用方便,易燃且不留灰燼,是理想的清潔燃料。1132.石油石油是一種天然的黃色、褐色或黑色的流動或半流動的黏稠人類很早就發(fā)現(xiàn)了石油，《漢書》、《夢溪筆談》有描述。直到19世紀(jì)，石油工業(yè)才逐漸興起。1854年，美國賓夕法尼亞州打出了世界上第一口油井，是現(xiàn)代石油工業(yè)的開端。1886年德國人本茨和戴姆勒研制出第一輛以汽油為燃料、由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的汽車，進(jìn)入大規(guī)模使用石油的汽車時代。1965年，在世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，石油首次超過煤炭占居首位，成為第三代主體能源。到1979年，石油所占的比重達(dá)到54%，相當(dāng)于煤炭的三倍。114人類很早就發(fā)現(xiàn)了石油，《漢書》、《夢溪筆談》有描述。20世界石油儲量分布圖115世界石油儲量分布圖21

1994年從已探明的石油儲量來看,世界石油總儲量為1043億噸。

目前世界有七大儲油區(qū),第一大儲油區(qū)是中東地區(qū),下來依次為拉丁美洲地區(qū)、俄羅斯地區(qū)、非洲地區(qū)、北美洲地區(qū)、西歐地區(qū)和東南亞地區(qū)。這七大油區(qū)占世界石油總儲量的95%。

中國的石油儲量占世界石油總儲量的2.4%,人均占有量僅為世界人均占有量的11%。1161994年從已探明的石油儲量來看,世界石油總儲量為11973年和2002年世界石油產(chǎn)量的地區(qū)分布圖1171973年和2002年世界石油產(chǎn)量的地區(qū)分布圖233.天然氣

天然氣是地下巖層中以碳?xì)浠衔餅橹饕煞值臍怏w混合物的總稱。天然氣是一種重要能源,燃燒時有很高的發(fā)熱值,對環(huán)境的污染也較小,而且還是一種重要的化工原料。近10年來,液化天然氣技術(shù)有了很大發(fā)展,液化后的天然氣體積僅為原來體積的1／600,因此可以用冷藏油輪運(yùn)輸,運(yùn)到使用地點(diǎn)后再將天然氣氣化。另外,天然氣液化后,可為汽車提供既方便污染又小的天然氣燃料。1183.天然氣天然氣是地下巖層中以碳?xì)浠衔餅橹饕煞值臍怏w

1994年中國的天然氣儲量占世界天然氣總儲量的1.2％,但人均占有量僅為世界人均占有量的4％。1191994年中國的天然氣儲量占世界天然氣總儲量的1.2％,但人4.水能很早以前,人類就開始利用水下落所產(chǎn)生的能量了最初,人們以機(jī)械的形式利用這種能量。在19世紀(jì)末期,人們學(xué)會了將水能轉(zhuǎn)換為電能。1204.水能很早以前,人類就開始利用水下落所產(chǎn)生的能量了最初,人水能資源最顯著的特點(diǎn)是可再生、無污染。開發(fā)水能對江河的綜合治理和綜合利用具有積極作用。因此世界各國都把開發(fā)水能放在能源發(fā)展戰(zhàn)略的優(yōu)先地位。121水能資源最顯著的特點(diǎn)是可再生、無污染。開發(fā)水能對江河的綜合治5.核能一個原子核吸收一個中子而發(fā)生裂變后,除了能釋放出巨大能量外,還伴隨產(chǎn)生兩到三個中子,即由中子引起裂變,裂變后又產(chǎn)生更多的中子。在一定的條件下,這種反應(yīng)可以連續(xù)不斷地進(jìn)行下去,稱為鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。裂變后會釋放出巨大的能量,這種能量就稱為核能。經(jīng)過科學(xué)家的努力,目前已實(shí)現(xiàn)了人為控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng),即使得裂變可以進(jìn)行,也可以停止,從而形成了反應(yīng)堆。1225.核能一個原子核吸收一個中子而發(fā)生裂變后,除了能釋放出巨大大亞灣核電站核能轉(zhuǎn)化為電能123大亞灣核電站核能轉(zhuǎn)化為電能296.太陽能1246.太陽能3012531太陽是一顆巨大的恒星,它不停地通過核聚變反應(yīng)向宇宙釋放大量的能量。可以說地球上的一切能源都來自太陽,各種形式的能量都直接或者間接地來自于太陽能。目前,人們利用太陽能的方式很多,主要利用太陽能加熱、取暖、發(fā)電等。126太陽是一顆巨大的恒星,它不停地通過核聚變反應(yīng)向宇宙釋放大量的風(fēng)是地球上的一種自然現(xiàn)象,它是由太陽輻射熱引起的。太陽照射到地球表面,由于地球表面各處受熱不同,因此會產(chǎn)生溫差,進(jìn)而引起大氣的對流運(yùn)動,這樣就形成了風(fēng)。風(fēng)能是干凈的能源,早在古代人們就利用風(fēng)能作為動力,用風(fēng)帶動簡易的傳動裝置來磨米、灌溉和排澇。在古埃及、古希臘的歷史上也都有使用風(fēng)車的記載。7.風(fēng)能127風(fēng)是地球上的一種自然現(xiàn)象,它是由太陽輻射熱引起的。太陽照射到12834風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能電的來源風(fēng)力發(fā)電129風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能電的來源風(fēng)力發(fā)電358.生物質(zhì)能1308.生物質(zhì)能369.海洋能太陽到達(dá)地球的能量大部分落在海洋上空和海水中,其中一部分轉(zhuǎn)化為各種形式的海洋能。1319.海洋能太陽到達(dá)地球的能量大部分落在海洋上空和海水中,其中10.地?zé)崮?3210.地?zé)崮?8羊八井地?zé)岚l(fā)電站地?zé)崮苻D(zhuǎn)化為電能133羊八井地?zé)岚l(fā)電站地?zé)崮苻D(zhuǎn)化為電能3911.氫能以煤、石油及天然氣為原料制取氫氣是當(dāng)今制取氫氣最主要的方法。在我國的能源結(jié)構(gòu)中,在今后相當(dāng)長的一段時間內(nèi),煤炭還將是主要能源。如何提高煤的利用效率及減少對環(huán)境的污染是需要不斷研究的課題,將煤炭轉(zhuǎn)化為氫是解決這些問題的途徑之一。13411.氫能以煤、石油及天然氣為原料制取氫氣是當(dāng)今制取氫氣最主人類利用能源的歷史，也就是人類認(rèn)識和征服自然的歷史。(1)火的發(fā)現(xiàn)和利用；(2)畜力、風(fēng)力、水力等自然動力的利用；(3)化石燃料的開發(fā)和熱的利用；(4)電的發(fā)現(xiàn)及開發(fā)利用；(5)原子核能的發(fā)現(xiàn)及開發(fā)利用。1.3人類利用能源的歷史和未來135人類利用能源的歷史，也就是人類認(rèn)識和征服自然的歷史。1.3能源更迭與社會發(fā)展人類社會已經(jīng)歷了三個能源時期：薪柴時期；煤炭時期；石油時期。136能源更迭與社會發(fā)展人類社會已經(jīng)歷了三個能源時期：42薪柴時期主要以薪柴等生物質(zhì)燃料為主要能源的時代，生產(chǎn)和生活水平極低，社會發(fā)展緩慢。137薪柴時期43煤炭時期18世紀(jì)，以煤炭取代薪柴作為主要能源，蒸汽機(jī)成為生產(chǎn)的主要動力，工業(yè)迅速發(fā)展，勞動生產(chǎn)力增長很快。19世紀(jì)，電力成為工礦企業(yè)的主要動力，成為生產(chǎn)和生活照明的主要來源。但這時的電力工業(yè)主要是依靠煤炭作為主要燃料。138煤炭時期18世紀(jì)，以煤炭取代薪柴作為主要能源，蒸汽機(jī)成為生產(chǎn)石油時期石油資源的發(fā)展，開始了能源利用的新時期。近30年來，世界上許多國家依靠石油和天然氣，創(chuàng)造了人類歷史上空前的物資文明。進(jìn)入21世紀(jì)，核能將成為世界能源的主角，清潔能源的時代也將隨之到來。139石油時期石油資源的發(fā)展，開始了能源利用的新時期。近30年來，能源是發(fā)展社會生產(chǎn)和提高人民生活水平的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是推動國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)大動力。人們的日常生活處處離不開能源，不僅衣、食、住、行，而且文化娛樂、醫(yī)療衛(wèi)生等都與能源密切相關(guān)。140能源是發(fā)展社會生產(chǎn)和提高人民生活水平的重要物質(zhì)1973年,西方世界爆發(fā)的石油危機(jī)(也叫能源危機(jī))震撼了全世界,它宣告了石油時代的結(jié)束,預(yù)示著一場新的能源變革將要來臨。變革的主要特征是:正在趨于枯竭的、非再生的、在消費(fèi)過程中產(chǎn)生污染和公害的化石能源將逐步被可再生的、儲量豐富的、無污染和無公害的各種可再生的新能源所代替。這個過渡期的能源變革將會經(jīng)歷相當(dāng)艱難的歷程,并且需要很長的時間,人們必須為此付出很大的代價,做出巨大的努力。能源的未來1411973年,西方世界爆發(fā)的石油危機(jī)(也叫能源危機(jī))震撼了全世能源技術(shù)概述非再生能源:石油、天然氣、煤炭和裂變核燃料約占能源總消費(fèi)量的90%左右再生能源:水力、植物燃料等只占10%左右目前人類使用的能源儲量和分布1.4世界能源利用的現(xiàn)狀及面臨的問題1、能源結(jié)構(gòu)142能源技術(shù)概述非再生能源:石油、天然氣、煤炭和裂變核燃料約占再生能源分布:太陽能占99.44%,水能、風(fēng)能、地?zé)崮?、生物能等不?%目前,世界各國能源結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)一般取決于該國資源、經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展等因素。發(fā)達(dá)國家石油在消費(fèi)結(jié)構(gòu)中所占比重均在35%以上。煤炭資源、天然氣資源豐富的國家,在能源消費(fèi)中往往以煤為主,煤炭消費(fèi)比重較大。化石能源缺乏的國家根據(jù)自身特點(diǎn)發(fā)展核電及水電。能源技術(shù)概述143再生能源分布:太陽能占99.44%,目前,世界各國能源結(jié)構(gòu)能源技術(shù)概述世界非再生能源儲量分布:中東地區(qū):石油儲量最多,占56.8%；歐洲:天然氣和煤炭儲量最多,各占54.6%和45%亞洲、大洋洲:煤炭各占18%石油、天然氣只有5%144能源技術(shù)概述世界非再生能源儲量分布:502、能量效率根據(jù)能量貶值原理，不是每一種能量都可以連續(xù)地、完全地轉(zhuǎn)換為任何一種其他形式的能量。能源系統(tǒng)的總效率由開采效率(能源儲量的采收率)、中間環(huán)節(jié)效率(包括加工轉(zhuǎn)換效率和儲運(yùn)效率)及終端利用效率(即終端用戶得到的有用能與過程開始時輸入的能量之比)三部分組成。其中,中間環(huán)節(jié)效率與終端利用效率的乘積,通常稱為能源效率。1452、能量效率根據(jù)能量貶值原理，不是每一種能量都可以連續(xù)地、完火電站的能量轉(zhuǎn)換效率是多少？MechanicalenergyInturbineChemicalenergyIncoalThermalenergyinsteamelectricitycombustion88%Steamturbine88%46%98%Overallefficiency:88%×46%×98%=40%146火電站的能量轉(zhuǎn)換效率是多少？MechanicalenergEnergyefficiencyofsomecommonenergyconversiondevice147Energyefficiencyofsomecomm“能源效率”和“節(jié)能”是一樣的嗎？能源效率是指終端用戶使用能源得到的有效能源量與消耗能源量之比。節(jié)能是指節(jié)省不必要的能耗。提高能源效率是緩解能源危機(jī)的一條途徑,因此,許多發(fā)達(dá)國家開始幫助一些不發(fā)達(dá)的國家和地區(qū)來改善能源的使用情況,從而實(shí)現(xiàn)一種互利的合作關(guān)系。148“能源效率”和“節(jié)能”是一樣的嗎？54利用能源的過程直接污染地球環(huán)境。主要來源：1)煤、石油等燃料的燃燒；2)汽車排放的廢氣；3)工業(yè)生產(chǎn)(化工廠、煉焦廠等)過程中產(chǎn)生的廢氣。國際社會普遍認(rèn)為，貧困和過度消費(fèi)導(dǎo)致人類無節(jié)制地開發(fā)和破壞自然資源，這是造成環(huán)境惡化的罪魁禍?zhǔn)住?、能源環(huán)境即環(huán)境與能源關(guān)系問題149利用能源的過程直接污染地球環(huán)境。國際社會普遍認(rèn)為，貧困和過度全球環(huán)境狀況大氣和江海污染加劇大面積土地退化森林面積急劇減少淡水資源日益短缺大氣層臭氧空洞擴(kuò)大生物多樣性受到威脅全球氣候變暖，使自然災(zāi)害發(fā)生的頻率和強(qiáng)度大幅增加。150全球環(huán)境狀況大氣和江海污染加劇56大氣環(huán)境的三大問題20世紀(jì)80年代中期，在南極上空發(fā)現(xiàn)了臭氧空洞，它與地球變暖及所謂的溫室效應(yīng)和酸雨沉降問題構(gòu)成全球性的大氣環(huán)境問題，明顯地危及全人類的生存和繁衍，引起了國際社會的高度關(guān)注，使當(dāng)今的世界環(huán)境問題具有明顯的時代特征。151大氣環(huán)境的三大問題20世紀(jì)80年代中期，在南極上空發(fā)現(xiàn)了臭氧歷年的南極臭氧152歷年的南極臭氧58

1999年發(fā)現(xiàn)的臭氧空洞是有史以來觀測到的最大一次，達(dá)到2600萬km2的面積。天空正在塌陷1531999年發(fā)現(xiàn)的臭氧空洞是有史以來觀測到的最大一次，達(dá)到26臭氧層變薄對健康的危害154臭氧層變薄對健康的危害60臭氧層被破壞的后果據(jù)科學(xué)研究，臭氧減少10%，紫外線可能增加20%，皮膚癌患者可能增加30%，此外還會產(chǎn)生下列幾種現(xiàn)象:

(1)白內(nèi)障罹患率增加；

(2)免疫系統(tǒng)受到抑制；

(3)谷物的收成減少，品質(zhì)降低，植物和浮游生物減少，破壞自然界的生物鏈；

(4)塑料、橡膠制品加速老化；

(5)紫外線直射會引起對流層臭氧的增加，致使產(chǎn)生光化學(xué)煙霧，造成空氣污染。155臭氧層被破壞的后果據(jù)科學(xué)研究，臭氧減少10%，紫外線可能增加地球變暖的原因到底是什么？太陽射向地球的光約1/3被云層、冰粒和空氣分子反射回去；約25％穿過大氣層時暫時被大氣吸收起到增溫作用，但以后又返回到太空；其余的大約37％則被地球表面吸收。這些被吸收的太陽輻射能大部分在晚間又重新發(fā)射到天空。如果這部分熱量遇到了阻礙，不能全部被反射出去，地球表面的溫度就會升高。156地球變暖的原因到底是什么？太陽射向地球的光約1/3被云層、冰由于人類大量使用化石燃料，其排放出的CO2等溫室氣體對輻射的選擇性和吸收特性是地球變暖的主要原因。CO2不吸收短波，只吸收長波，于是，地球表面吸收的太陽輻射就散不出去，從而使地表溫度升高，地球變暖。像CO2這類會使地球變暖的氣體就稱為溫室氣體，溫室氣體還包括水蒸氣、SO、甲烷、氟利昂等。157由于人類大量使用化石燃料，其排放出的CO2等溫室氣體對全球正在變暖海平面上升與陸地淹沒；

氣候帶的移動；

颶風(fēng)的加??；

植被的遷徙與物種滅絕；

洋流的變化與厄爾尼諾現(xiàn)象；

雨型的改變。158全球正在變暖海平面上升與陸地淹沒；64何謂酸雨簡單地說，酸雨就是酸性的雨。被大氣中存在的酸性氣體污染,pH小于5.65的雨叫酸雨。pH小于5.65的雪叫酸雪。在高空或高山(如峨眉山)上彌漫的霧,pH小于5.65時叫酸霧。159何謂酸雨簡單地說，酸雨就是酸性的雨。65酸雨的形成現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)和交通排放更大量，種類更多的污染物(包括酸堿性物質(zhì)),且與塵埃一起升到高空，與天上的水蒸氣相遇，就會形成硫酸或硝酸液滴，使雨水酸化。這時，落到地面的雨水就成了酸雨。高硫煤和石油燃燒產(chǎn)生的SO2和NOx是造成酸雨的主要禍?zhǔn)住?60酸雨的形成現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)和交通排放更大量，種類更多的污染物(酸雨的危害導(dǎo)致森林成片死亡，因為酸雨會損壞植物葉面和根部。使湖泊酸化，湖中魚蝦絕跡。破壞農(nóng)田的土壤成分，使農(nóng)作物減產(chǎn)甚至死亡。造成地下水酸化，引起對人體的危害。腐蝕建筑物和工業(yè)設(shè)備，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。對露天文物起腐蝕作用，加速文物資源的破壞甚至毀滅。161酸雨的危害導(dǎo)致森林成片死亡，因為酸雨會損壞植物葉面和根部。616268能源是國民經(jīng)濟(jì)的基本支撐,是人類賴以生存的基礎(chǔ)。能源安全是國家經(jīng)濟(jì)安全的重要方面,它直接影響國家安全、可持續(xù)發(fā)展及社會穩(wěn)定。能源安全不僅包括能源供應(yīng)的安全(如石油、天然氣和電力),也包括對由于能源生產(chǎn)與使用所造成的環(huán)境污染的治理。能源安全是指能源可靠供應(yīng)的保障。首先是石油、天然氣供應(yīng)問題,油、氣是當(dāng)今世界主要的一次能源,也是涉及國家安全的重要戰(zhàn)略物質(zhì)。4、能量安全163能源是國民經(jīng)濟(jì)的基本支撐,是人類賴以生存的基礎(chǔ)。能源安全是國能源技術(shù)概述我國能源資源地區(qū)分布不均衡煤炭，主要集中在華北和西北石油、天然氣，主要分布在黑龍江、遼寧、河北、河南、山東、四川、甘肅和新疆等省區(qū)內(nèi)可開發(fā)水力資源，主要集中在西南太陽能和風(fēng)能資源豐富，有很大利用潛力。我國能源資源豐富煤炭資源(探明儲量)和水力資源均居世界第一位；石油資源占世界第十一位；天然氣資源占世界第十四位；太陽能資源居世界第二位；潮汐、地?zé)?、風(fēng)力和核燃料資源都很豐富。人均占有量很少，只有世界平均水平的一半。1.5中國能源現(xiàn)狀、問題及對策164能源技術(shù)概述我國能源資源地區(qū)分布不均衡我國能源資源豐富1.5我國能源問題

人均能源資源相對不足，資源質(zhì)量較差，探明程度低；能源生產(chǎn)消費(fèi)以煤為主；能源工業(yè)技術(shù)水平低下，勞動生產(chǎn)率較低；能源資源分布不均，交通運(yùn)力不足，制約了能源工業(yè)發(fā)展；能源供需形勢依然緊張；能耗水平高，能源利用率低下；農(nóng)村能源問題日趨突出，影響越來越大；能源環(huán)境問題日趨嚴(yán)重，制約了社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展；165我國能源問題人均能源資源相對不足，資源質(zhì)量較差，探明程度低能源開發(fā)逐步西移，開發(fā)難度和費(fèi)用增加；從能源安全角度考慮，面臨嚴(yán)重挑戰(zhàn)；能源建設(shè)周期長，投資超預(yù)算；能源價格未能反映其經(jīng)濟(jì)成本和能源資源的稀缺性。166能源開發(fā)逐步西移，開發(fā)難度和費(fèi)用增加；72世界十大嚴(yán)重污染城市中國占：個2因二氧化硫排放，每年經(jīng)濟(jì)損失1126億元(世界銀行統(tǒng)計超過5000億元)嚴(yán)重局面!占全國排放比例：燃煤污染物SO2：85%CO2：85%NOx：60%粉塵：70%我國的污染現(xiàn)狀167世界十大嚴(yán)重污染城市中國占：個2因二氧化硫排放，嚴(yán)重局面!占酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)劃分圖168酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)劃分圖74我國城市空氣污染綜合指數(shù)的比較北石重濟(jì)天廣杭上南珠三大昆泉龍深楊廈莆桂章南寧海京家慶南津州州海昌海陰