第四单元太阳能生物质能和氢能的利用.ppt

第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用,当前能耗结构,能源危机,无论是煤炭、石油还是天然气，作为不可再生的天然的化石能源，其资源总量是有限的。据测算，以目前的开采速率，这三种天然一次能源的供应，石油还能维持约40年，天然气(常规)约65年，煤炭250300年。,1.地球上最根本的能源是太阳能。太阳每年辐射到地球表面的能量约为51019kJ，相当于目前全世界能耗的13000倍。2.太阳能是清洁能源，不污染环境。3.人类开发和利用太阳能已取得初步而又可喜的成果，改善了人们的生活质量（如太阳能热水器、太阳能电池等）。,一、太阳能的利用,（1）光热转换：利用太阳辐射能加热物体而获得热能。（2）光电转换：光热电转换；光电直接转换。（3）光化学能转换（4）光生物质能转换,利用太阳能的一般方式：,（1）光能转化为化学能。在太阳光作用下，植物体内的叶绿素把水、二氧化碳转化为葡萄糖，进而生成淀粉、纤维素6H2O6CO2C6H12O66O2,大自然利用太阳能最成功的是植物的光合作用,光,（2）化学能转化为热能。动物体内的淀粉、纤维素在酶的作用下，水解生成葡萄糖，葡萄糖氧化生成二氧化碳和水，又释放出热量。,(C6H10O5)nnH2OnC6H12O6C6H12O6(s)6O2(g)6H2O(l)6CO2(g)H2804kJmol1,大自然利用太阳能最成功的是植物的光合作用,人类太阳能利用技术利用小型太阳能装置为房屋采暖供热，现己大量应用。,人类太阳能利用技术太阳能光伏发电和太阳热发电两项技术在未来的能源产业中至关重要，是目前世界各国关注的热门技术。,（1）太阳能吸热板的装置费用昂贵。（2）太阳能的利用受季节和天气的影响。（3）大部分太阳能都是在夏天收集。如何把夏天收集的太阳能储存起来，留待冬天使用，仍然是一个有待解决的问题。,太阳能利用中存在的问题：,二、生物质能的利用,1.直接燃烧：(C6H10O5)n6nO26nCO25nH2O2.生物化学转换：（1）沼气（2）乙醇：(C6H10O5)nnH2OnC6H12O6C6H12O62C2H5OH2CO23.热化学转换：使生物质能在一定条件下发生化学反应，产生热值较高的可燃气体如CO。,世界上生物质资源数量庞大，形式繁多，其中包括农林作物，农业和林业残剩物，生活污水和水生植物等。专家认为，生物质能源将成为未来持续能源重要部分，到2015年，全球总能耗将有40%来自生物质能源。生物质能的优点是燃烧容易，污染少，灰分较低；缺点是热值及热效率低，体积大而不易运输。是最安全、最稳定的能源，通过一系列转换技术，可以生产出不同品种的能源。,生物质能的特点：,三、氢能的开发与利用,1.氢能的三大优点：（1）燃烧放出的热量多。（等质量比较）（2）燃烧的产物是水，不污染环境。（3）制备的原料是水，资源不受限制。,2.氢能的产生方式：（1）以天然气、石油和煤为原料，在高温下使之与水蒸气反应而制得。（2）以天然气、石油和煤为原料，部分氧化法制得。（3）电解水制得氢气。（4）生物质能气化制氢气。（5）光解水制得氢气。,3.氢作为能源，存在两个问题：（1）是怎么廉价的制取氢气？氢的来源，目前只能通过电解水，太阳能分解水，生物制氢，以及化工、冶金等流程制氢，这就需要消耗能源。（2）是怎么储存和运输氢气？氢在存储、运输及应用过程中容易发生爆炸；加氢对材料产生氢脆、氢腐蚀，以及氢渗漏等，所以近年来对储氢材料的研究很多。,未来能源利用理想之屋！,能源从其产生的方式可分为一次能源和二次能源：一次能源：自然界中以现成形式提供的能源称为一次能源。二次能源：要依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源。,1、下列叙述正确的是A、电能是二级能源B、水力是二级能源C、天然气是一级能源D、水煤气是一级能源2、关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向错误的是A、构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢气成为二级能源。