世界能源危機和一些再生生成能源的方法.ppt

1、能源問題 環(huán)境問題 糧食問題 交通問題 健康問題 信息問題 ,一、能源及其分類,1 能源 能源是指人類用來獲取能量的自然資源。 2 能源的分類 按來源不同可把能源分為三類 來自地球以外天體的能量（包括直接的太陽輻射能外，還包括間接來自太陽能能源，如化石能源、生物能、水能、風能、海洋能等）； 地球的本身蘊藏的能量資源（如地熱能等）； 地球與其他天體相互作用而產(chǎn)生的能量（如潮汐能等）,2 能源的分類, 按形成條件不同，可把能源分為兩類 一次能源，指天然存在的、可直接利用的（如原煤、原油、天然氣、水力、太陽能等）； 二次能源，在一次能源基礎上加工而成的（如電力、汽油、煤氣、沼氣、氫氣等）。,2 能源

2、的分類, 按能否反復利用，可把能源分為兩類 再生能源（如太陽能、風能、水力等）； 非再生能源（煤炭、石油、天然氣等）。,2 能源的分類, 按開發(fā)使用的程度不同，可把能源分為兩類 常規(guī)能源，指已被廣泛利用的能源； 新能源，指未被廣泛利用、正在研究開發(fā)、有待推廣的能源。,二、全球能源危機,目前在世界初級能源的產(chǎn)量和消費中，居第一位的是石油，其次是煤炭、天然氣。 石油、煤炭、天然氣等常規(guī)化石能源的儲量日益減少，在可預見的不長時間內(nèi)將被消耗殆盡，全球面臨著嚴重的能源危機。 如果新的替代能源沒有屆時被發(fā)現(xiàn)，人類的生存面臨嚴重挑戰(zhàn)！,1 石油,石油的開采歷史已超過140年； 目前全球每天消耗石油量達770

3、0萬桶，且以每年12%的速度增加； 目前世界石油總儲量為30008000億噸，可開采40100年（樂觀的估計）。,2 煤炭,每年開采的煤炭量為35億噸； 全球可供開采的煤炭儲量為700017000億噸； 可供開采和使用的年限為200500年。,3 天然氣,樂觀的估計，目前全世界可開采的天然氣總儲量為280億立方米； 能滿足170年的需求。,三、大國能源競爭的背后,能源是國民經(jīng)濟的命脈，是影響各國領導人戰(zhàn)略決策的重要因素，是許多國家制定全球戰(zhàn)略的首要問題。 近20年來，世界上發(fā)生的許多危機、沖突都是圍繞爭奪能源引發(fā)的（如兩伊戰(zhàn)爭，前蘇聯(lián)出兵阿富汗，海灣戰(zhàn)爭，科索沃戰(zhàn)爭，美國推翻塔利班，伊拉克戰(zhàn)爭

4、等）。,三、大國能源競爭的背后,美國、俄羅斯、日本、歐盟、中國等許多國家針對中東、里海等石油資源展開了激烈的較量和錯綜復雜的斗爭。,四、中國面臨“貧血”的威脅,我國煤炭儲量居世界第3位，人均為世界平均水平的50%； 我國石油儲量居世界第6位，人均為世界平均水平的17%；人均石油產(chǎn)量與消費量占世界平均水平的21%22%； 我國天然氣儲量居世界第16位，人均為世界平均水平的10%。,四、中國面臨“貧血”的威脅,目前我國人年均能源消耗是1000公斤標準煤，美國是11000公斤，英、德、法等國家為50006000公斤； 2030年以后，我國人年均能源消耗是20003000公斤標準煤，人口達15億以上。

5、,四、中國面臨“貧血”的威脅,從1996年開始，我國由原油出口國變成原油進口國；2000年我國進口石油占消耗量的20%，2010年將達到40%以上； 美日等發(fā)達國家都建立了戰(zhàn)略石油儲備制度，可提供36個月的石油供應；我國原來沒有戰(zhàn)略石油儲備。從09年開始在海岸沿線的青島黃島、大連新港、寧波鎮(zhèn)海、舟山岙山建設四大地上石油儲備基地，同時開始派員調(diào)研二期戰(zhàn)略油庫選址。 加拿大：被遺忘的石油大國，石油儲量180億噸，世界第二，第一是沙特，第三是伊朗，其后是科威特、伊拉克等,四、中國面臨“貧血”的威脅,解決我國及世界能源危機的途徑： 一是節(jié)約使用能源； 二是加強新能源技術的研究、開發(fā)和利用，不斷擴大利用

6、新能源的比重。,四、中國面臨“貧血”的威脅,在上世紀六七十年代的國家戰(zhàn)略物資儲備目錄中，煤炭都是不可或缺的戰(zhàn)略物資，并且在一些重要港口都建有煤炭儲備中心，承擔著國家煤炭儲備的任務，保障著國家能源安全。 上世紀80年代中后期，因多種原因，煤炭沒有列入國家戰(zhàn)略儲備物資目錄，港口的煤炭儲備中心也不再承擔國家煤炭儲備的功能。此際，我國能源保障僅依靠能源企業(yè)的商業(yè)儲備，而國家在十幾年中竟然沒有能源儲備體系。,四、中國面臨“貧血”的威脅,國內(nèi)首個大型煤炭儲配基地在曹妃甸港開工 由河北開灤集團牽頭的“5000萬噸國家級數(shù)字化儲配煤基地項目開工奠基儀式”8月31日在曹妃甸舉行 項目占地面積1481畝，總投資2

7、7.1億元，建成后可達到每年煤炭流通量5000萬噸、動態(tài)庫存416萬噸的能力。 將有利于促進國家能源安全戰(zhàn)略推進，在糧食、石油等戰(zhàn)略物資紛紛建立國家儲備體系的同時，迫切需要建立煤炭儲備體系。 建成國家級煤炭儲備基地，就是著眼區(qū)域乃至國家能源安全的需要，有效應對惡劣天氣等可能造成的影響，在滿足國家能源安全前提下，通過煤炭存量的科學管理，采用“賣一補一”的運營策略，實現(xiàn)應急供煤和常態(tài)供煤相結(jié)合。,五、新能源技術,核能； 太陽能； 地熱能； 風能； 海洋能； 生物能； 氫能。,1 核能,(1)核能 又稱原子能。它是指原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化（核裂變、核聚變）時釋放出的能量。 E=MC2 核能比化石燃料燃燒

8、放出的能量大得多。 1kg鈾235 = 1800 t 石油或2800 t 標準煤。,(2)核裂變反應,它是指一個重原子核分裂成2個較輕的新原子核的過程，有自發(fā)和誘導兩種，一般的核裂變指后者； 用來進行核裂變反應并連續(xù)釋放能量的物質(zhì)，稱核裂變?nèi)剂稀?鈾 = 鈾238（99.28%）+ 鈾235（0.714%） + 鈾234（0.006%）,(3)受控核聚變,是指兩個或兩個以上較輕的原子核聚合成一個較重的原子核的反應；核聚變?nèi)剂现饕菤浼捌渫凰仉碗啊?受控核聚變具有以下優(yōu)點： (1)質(zhì)能比高，是同質(zhì)量核裂變釋放能量的4倍； (2)原料足，從海水中可大量提取氘和氚； (3)無放射性，安全、清潔、

9、不污染。 核聚變能的和平利用目前尚處于研究階段。,2 太陽能,地球上可以直接接受并利用的太陽輻射能； 太陽本身的輻射能量只有22億分之一到達地球大氣層； 太陽輻射能是一種巨大、無污染、潔凈、安全的可再生能源，它是取之不盡、用之不竭的。,2 太陽能,利用太陽能的新技術、新材料和新設備不斷出現(xiàn)，為太陽能的廣泛應用奠定了基礎。目前，直接利用太陽輻射能有三種方式： 光熱轉(zhuǎn)換； 光電轉(zhuǎn)換； 光化學轉(zhuǎn)換。,(1)光熱轉(zhuǎn)換,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)變成熱能。 太陽能熱發(fā)電； 太陽能高溫爐冶煉高溫材料； 太陽能節(jié)能建筑太陽房； 利用太陽能使海水淡化； 太陽池（鹽湖水太陽能發(fā)電技術）

10、； 太陽能熱水器。,(2)光電轉(zhuǎn)換,通過光伏電池將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)變成電能。工作原理是光電效應。 已廣泛應用于宇宙飛行器； 還用來作為交通工具的能源； 應用在自動控制領域； 還可以用來發(fā)電（光伏電站）。,(3)光化學轉(zhuǎn)換,用光和物質(zhì)相互作用引起化學變化的過程稱光化學轉(zhuǎn)換。 綠色植物的光合作用； 利用光化學電池制氫。 光化學轉(zhuǎn)換到目前為止還只限于實驗室試驗，沒有重大突破。,3 地熱能,地球內(nèi)部蘊藏著的熱能稱為地熱能，來自 (1)高溫巖漿，(2)巖石中放射性元素衰變； 在地球上所有的能源中，地熱能僅次于太陽輻射能，排在第二位（火山爆發(fā)、地震和其他地殼變動）； 地熱資源按存在形式可分為五大類型：蒸汽

11、型、熱水型、地壓型、干熱巖型和巖漿型。 地熱能廉價、清潔，利用前景十分廣闊。,4 風能,風能是太陽輻射造成地球各部分受熱不均，引起空氣運動而產(chǎn)生的能量； 風能的利用主要靠風力機，風力機是把風能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的旋轉(zhuǎn)機械； 利用風力可以發(fā)電、提水、助航、制冷、致熱等。,5 海洋能,海洋能是指海水在運動過程中產(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。 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21世紀進入全面、綜合、立體開發(fā)海洋的“海洋經(jīng)濟時代”。,6 生物能,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

12、化學能而儲存在生物質(zhì)內(nèi)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)能的分類,(1)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）； (3)水生植物（藻類等）； (4)油料作物（棉籽、麻籽、油桐等）； (5)城市與工業(yè)有機廢棄物（垃圾和食品、屠宰、制酒、制紙工業(yè)的排泄物等）； (6)糞便。,7 氫能,是指氫在發(fā)生化學變化和電化學變化過程中產(chǎn)生的能量； 氫作為能源的優(yōu)點是儲量豐富、熱值高和清潔無污染； 氫的利用： (1)直接用作燃料（如發(fā)射火箭等）； (2)用作燃料電池（如用于航天飛機）； (3)用作能源轉(zhuǎn)換介質(zhì)（能源中間載體）。,誰

13、能領導能源革命，誰就能主宰世界智利信使報2008年11月23日,我們正在經(jīng)歷地球變暖、人口增加和自然資源枯竭，不采取行動就只能坐以待斃這樣一個過程。 普利策獎得主托馬斯.弗里德曼指出，我們正處在人類有史以來最關鍵的時代，而尋找集充足、清潔、廉價和可靠等優(yōu)勢于一身的新型能源是未來全球最大的產(chǎn)業(yè)。 最先出手并能在能源技術革命中成為領頭羊的國家在國防、經(jīng)濟和能源安全中將穩(wěn)操勝券，并獲得全世界的尊重。,轉(zhuǎn)基因細菌生產(chǎn)汽油2.0英國泰晤士報2008年6月12日報道,美國加州硅谷的LS9公司的研究人員正在實驗室利用細菌進行“造油”工程。 他們利用合成生物學的方法，對包括大腸桿菌、酵母菌等不同菌株進行了遺傳

14、改造，改進了生產(chǎn)碳氫化合物（烴）的代謝途徑。 酵糖在這些轉(zhuǎn)基因微生物的作用下能充分釋放出蘊藏的能量，并最終轉(zhuǎn)化成可用作燃料的碳氫化合物，而任何可以分解為酵糖的物質(zhì)都可以被用作原料，比如甘蔗、麥稈甚至木屑。,日本研究開發(fā)太空太陽能日本朝日新聞2007年4月16日報道,新技術將客服下雨陰天及云層吸收等局限，將陽光“轉(zhuǎn)發(fā)”到地面，實現(xiàn)全天候高效利用太陽能。 讓靜止在軌道上的衛(wèi)星吸收太陽能； 把太陽能轉(zhuǎn)化成激光，再輸送到地球，利用接收的激光制造氫。,麻省理工發(fā)明透明太陽能電池科學 2008-07-22,來自于麻省理工學院的研究人員發(fā)明的太陽能窗戶可以收集太陽能,但是卻可以做到近乎透明。 麻省的透明太陽

15、能電池是這樣工作,首先,在窗戶上涂抹特殊材料,這些化學涂料的顏色很輕,近乎透明。該涂層可以吸收能量并存儲在玻璃內(nèi)部,最后通過窗口邊緣的集熱器收集玻璃上聚集的熱量。 在這個過程中使用的化學品相對便宜,所以這一概念產(chǎn)品至普及并不困難。預計真正可用的產(chǎn)品將在3-5年內(nèi)發(fā)布,這樣的產(chǎn)品勢必可以改變現(xiàn)在的能源使用方式。,英發(fā)明人造“水蟒”提取海洋能量21世紀趨勢周刊2008年7月19日報道,英國的科學家發(fā)明了一種可以利用海水起伏產(chǎn)生的波浪來發(fā)電的獨特裝置。外形似水蟒 利用水下波浪發(fā)電。 這種形如海洋生物水蟒的管狀發(fā)電裝置長約182米、寬約6米，由橡膠制成。 工作原理：將“水蟒”安裝在距離海岸1.6公里-

16、3.2公里遠、36米-91米深的水下，并系在海床上，同時使“水蟒”的橡膠管道內(nèi)充滿海水。這樣每當有波浪經(jīng)過時，彈性極強的橡膠管就會隨之上下擺動，橡膠管內(nèi)部就會產(chǎn)生一股水流脈沖。隨著波浪幅度的加大，脈沖也會越來越強，并匯集在尾部的發(fā)電機中，最終產(chǎn)生電能，然后通過海底電纜傳輸出去。,2008-7-7 16:39:51 來源:國際在線 點擊668次 評論 0 條,每條“水蟒”最多可以產(chǎn)生一兆瓦的電能，足以滿足數(shù)百個家庭的日常電能需要。首批“水蟒”將在五年內(nèi)安裝完畢，從而替代未來幾十年需要建造的數(shù)千臺風力發(fā)電裝置。 由于制作材料主要是橡膠，“水蟒”比其他波浪發(fā)電裝置重量更輕、構(gòu)造更簡單、建造和維修成本

17、更低。與近海風力發(fā)電相比，“水蟒”發(fā)電的成本更低。 科學家相信，這種發(fā)電裝置很可能成為未來解決能源危機的答案。,美發(fā)明無需渦輪機的風能裝置21世紀趨勢周刊2008年10月17日報道,以氣動彈性顫振這種空氣動力學現(xiàn)象為基礎，指的是當一個繃緊的表面在空氣動力學負荷的作用下發(fā)生彎曲時，就會進行自我振動。這種現(xiàn)象同樣可以被用來制造能夠“捕捉”不同規(guī)模風的裝置，而且這一裝置的成本將比目前的渦輪機低得多。 麻省理工學院的肖恩.弗雷恩研制的微型發(fā)電機能以一種此前從未有過的方法來捕捉風，而且完全可以遠離那些占地面積大、成本高昂的風車。 弗雷恩指出，他是在研究位于華盛頓的塔科馬海峽大橋坍塌事故時得到靈感的，這座大橋由于大風造成的震動而坍塌。而“Windbelt”正是利用這其中的動力來產(chǎn)生能量。 這一裝置較小的規(guī)模和較為合理的成本使其既可以被運用在摩天大樓上，也可以被安裝在條件艱苦的農(nóng)村地區(qū)。,日研發(fā)出行走發(fā)電鞋法新社2008年10月6日電,法新社16日報道，日本電信電話公司正在研制一種“充電鞋”，行人可以一邊走路，一邊發(fā)電。 鞋底