能源的可持续发展.ppt

能源的可持续发展,能量与能源,能量宇宙间一切运动着的物体，都有能量的存在和转化，人类一切活动都与能量及其使用紧密相关。 所谓能量，也就是“产生某种效果（变 化）的能力”。反过来说，产生某种效果（变化）必然要伴随能量的消耗和转换。,人类所认识的六种能量形式,机械能 热能 电能 辐射能 化学能 核能,机械能,包括固体和流体的动能、势能、弹性能及表面张力能等。 动能和势能统称为宏观机械能人类认识最早的能量。,热能,构成物体的微观分子运动的动能表现为热能。它的宏观表现是温度的高低，反映了分子运动的强度。 地球上最大的热能资源应为地热能。,电能,它和电子流动与积累有关，通常由电池中的化学能转化而来，或通过发电机由机械能转换得到。 反之，电能也可以通过电动机转化为机械能电做功。 在自然界中，还有雷电等电能。,辐射能,即物体以电磁波形式发射的能量。如太阳能，太阳是最大的辐射源。,化学能,它是物质结构能的一种，即原子核外进行化学变化时放出的能量。 按化学热力学定义，物质或物系在化学反应过程中以热能形式释放的内能，称为化学能。 利用最普遍的化学能是燃烧碳和氢。,核能,它是蕴藏在原子核内部的物质结构能。 释放巨大核能的核反应有两种： 核裂变反应 核聚变反应,能源及能源的分类,所谓能源，是指能够直接或经过转换而获取某种能量的自然资源。 自然资源：煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能、地热能、核能等。 为了便于运输和使用，经上述资源加工可得到一些更符合使用要求的能量来源，如煤气、电力、焦炭、蒸汽、沼气、氢能等。,能量及能源的分类,由于可被人类利用的能源多种多样，因此有以下 6种不同的分类方法： 按地球上的能量来源分 按被利用的程度分 按获得的方法分 按能否再生分 按能源本身的性质分 按对环境的污染情况分,按地球上的能量来源分,来自于地球本身，如核能、地热能等； 来自于球外天体，如宇宙射线及太阳能，以及由太阳引起的水能、风能、波浪能、海洋温差能、生物质能、光合作用等； 来自于地球和其他星体的相互作用，如潮汐能。,按被利用的程度分,常规能源，如煤炭、石油、天然气、薪柴燃料、水能等； 新能源，如太阳能、地热能、潮汐能、生物质能等，另外还有核能。,按获得的方法分,一次能源，即可供直接利用的能源，如煤、石油、天然气、风能、水能等； 二次能源，即由一次能源直接或间接转换而来的能源，如电、蒸汽、焦炭、煤气、氢等，它们使用方便，易于利用，是高品质的能源。,按能否再生分,可再生能源，即不会随它本身的转化或人类的利用而越来越少，如水能、风能、潮汐能、太阳能等； 非再生能源，它随人类的利用而越来越少，如石油、煤、天然气、核燃料等。,按能源本身的性质分,含能体能源（燃料能源），如石油、煤、天然气、地热、氢等，它们可以直接储存； 过程性能源（非燃料能源），它们无法直接储存，如风能、水能、海流、潮汐、波浪、火山爆发、雷电、电磁能和一般热能等。,按对环境的污染分,清洁能源，即对环境无污染或污染很小的能源，如太阳能、水能、海洋能等； 非清洁能源，即对环境污染较大的能源，如煤、石油等。,能量的转换,广义地说，能量转换应包含三项内容： 能量的形态转换，即通常所谓的能量 转换； 能量的空间转换，即能量的传输； 能量的时间转换，即能量的储存。,能源的评价,能源多种多样，各有优缺点，为了正 确选择和使用能源，必须对各种能源 进行正确的评价。,能源的评价,通常包括以下7个方面： 储量 储能的可能性与供能的连续性 能流密度 开发费用和利用能源的设备费用 运输费用与损耗 品位问题 污染问题,能源更迭与社会发展,人类利用能源的历史，也就是人类认识和征服自然的历史。 (1)火的发现和利用 (2)畜力、风力、水力等自然动力的利用 (3)化石燃料的开发和热的利用 (4)电的发现及开发利用 (5)原子核能的发现及开发利用,能源更迭与社会发展,人类社会已经历了三个能源时期： 薪柴时期； 煤炭时期； 石油时期。,薪柴时期,主要以薪柴等生物质燃料为主要能源的 时代，生产和生活水平极低，社会发展 缓慢。,煤炭时期,18世纪，以煤炭取代薪柴作为主要能源，蒸汽机成为生产的主要动力，工业迅速发展，劳动生产力增长很大。 19世纪，电力成为工矿企业的主要动力，成为生产和生活照明的主要来源。但这时的电力工业主要是依靠煤炭作为主要燃料。,石油时期,石油资源的发展，开始了能源利用的新时期。近30年来，世界上许多国家依靠石油和天然气，创造了人类历史上空前的物资文明。 进入21世纪，核能将成为世界能源的主角，清洁能源的时代也将随之到来。,能源与国民经济,能源是发展社会生产和提高人民生活 水平的重要物质基础，是推动国民经 济发展的强大动力。,世界能源消费结构的特点,半个世纪来，世界煤炭消费比例一直呈下降的趋势，70年代起石油已在世界能源消费中占第一位。 水能和核能的利用，主要表现在水电及核电的比例上。电能是现代化所必须的高级二次能源。,1850年能源总耗: 500 Mtoes 1992年能源总耗: 9350 Mtoes 1996年能源总耗: 9502.1 Mtoes,世界能源消费构成,世界能源消费结构的特点,表示能源消费程度的指标有两个： 绝对指标称年消费量，通常用万t标准煤/ 年表示。 相对指标称为人均能耗，用t标准煤/ （人年）表示。 国民经济人均产值反映了一个国家的工业 发展水平，通常认为人均产值达到1000美 元/（人年）时即达到小康水平。,1994年,世界化石燃料探明可采储量,世界煤炭探明可采储量,经济增长与能源消费,96年世界各国一次能消费量统计源,世界主要国家能源和经济发展近况,化石燃料消耗远景预测,世界性能源问题,能源的危机石油的危机 能源消费的费用迅速增加能源资源的勘探、开采越来越难，投入资金多、建设周期长、科技含量高 能源资源短缺 能源对环境的污染,我国的能源资源,截止至1996年，已探明的 煤炭可采储量为1145亿t，居世界第3位 石油可采储量为33亿t，居世界第11位 天然气可采储量为17万亿kW，居世界第19位 水能居世界第1位，经济可开发装机容量为2.9亿kW 铀储量可供4000万kW核电站运行30年,我国的能源结构以煤为主,我国能源利用水平低下,我国能源的消费（加图3）,我国能源生产在世界上的排位,我国能源消费在世界上的排位,我国耗能水平在世界上的排位,我国的人均能耗,单位国民生产总值能耗，我国是日本的5倍，德国的3.6倍，美国的2.6倍，比印度还要多1倍多。 与美国相比，我国的人均能耗不及美国的1/12，而单位能耗的产值只有它的1/5，换言之，我们人均在能源资源的享受方面，只有美国的1/60。,我国人均用能将不断提高,目前我国人均用能还处于相对低的水平， 约1000kgce/人年，比起美国的人均用能 11000kgce/人年，日本、 德国、俄罗斯等国的 5000-6000kgce/人年， 尚有很大差距。,我国人均用能将不断提高,随着社会和技术的发展以及人们对生活水平不断提高的企盼，人均用能肯定要不断增加。 按不同机构所作的预测，在2030-2050期间，我国人均用能将为2500-3000kgce/人年，这是不以人的主观意志和行政命令为转移的。,我国能源工业面临的问题,人均能源拥有量低、储备量低； 能源生产和消费结构依然以煤为主； 能源资源分布不均匀； 能源利用效率低； 农村商品能源短缺；,我国能源工业面临的问题,环境污染严重； 人均能耗水平低； 能源建设周期长，耗能多； 能源价格未能反映其经济成本和能源资源的 稀缺性； 能源工业装备落后。,以建材工业为例,能源消耗大：耗标煤2.3亿吨（占总能源消耗的15以上）； 资源消耗大：每年粘土烧砖6000亿块，毁损良田10万亩； 污染严重：排放CO2占总排放35； 技术落后、劳动生产率低：发达国家的1/101/15； 产品质量与档次不高：高标号水泥、优质浮法玻璃以及深加工玻璃的比例偏低，高档产品依赖进口。,中国能源可持续发展的对策,三个手段： 加强政府的宏观决策和行政管理 运用市场机制的调节作用 利用经济增长的机遇,解决我国能源问题， 应采取的措施,1、努