第十章-能源与环境-2011PPT.ppt

第十章能源与环境,教学内容：一、界能源消费情况二、能源的利用三、电能生产对环境的影响四、探索和开发新能源五、我国能源的前景,教学目标：熟悉并掌握能源的类型；熟悉世界能源的消费和利用情况；了解当前人类社会面临的能源危机；掌握能源开发利用对环境的影响。重点和难点：重点：世界能源的消费和利用情况，当前人类社会面临的能源危机，能源开发利用对环境的影响。难点：能源开发利用对环境的影响。,第十章能源与环境,在经济发展正常情况下，总的能源消耗量和增长速度是与国民经济生产总值及其增长率成正比关系。,一、世界能源消耗情况,世界能源消耗概述,表10-1表10-2,英国重量单位，相当于12.7千克；英国容积单位，相当于290.95立方分米；美国重量单位，相当于21.75千克,经合组织(OECD)国家能源消耗增速将趋于放缓;而非OECD国家、特别是亚洲的非OECD国家的能源需求仍将保持大幅增长。,2014年德国各类型发电装机容量占比,能源消费弹性系数：能源消费年平均增长率与国民生产总值年平均增长率之比。,不同的历史时期、不同的产业结构其能源结构也不同,二、我国能源的生产和消耗情况,（一）我国能源生产和消耗特征：,1.历史：50年代石油进口60年代石油自给70年代煤炭、石油出口现在？,2.结构：煤炭66.03%、石油17.06%、天然气2.26%、水电4.65%（1986）,图11980-2015年中国能源消费总量走势图,3.农村居民的生活能源以生物物质为主严重破坏生态环境,4.人均能耗低而单位产值能耗高。,（二）能源的类型与利用,1、能源的类型,一次能源,二次能源,可再生能源,非再生能源,1.能源的基本概念与分类,能源：指提供能量的自然资源，是机械能、热能、化学能、原子能、生物能、光能等的总称。,一次能源二次能源,一是自然界中存在的天然能源如煤炭石油、天然气、水力、风力、铀、植物燃料、太阳能、地热、潮汐能等,由一次能源直接或间接转化为的人工能源，如电力、汽油煤油。柴油、重油、焦炭、煤气、沼气等称为二次能源。,二、能源的利用,能源分类,（1）矿物燃料（化石燃料）,.煤,A开采过程中对环境造成破坏,B运输使用过程中对环境造成破坏,.石油,开采、炼制、贮运、使用过程中对环境造成污染，是当前海洋污染的重要污染源,.天然气,是化石燃料中最佳的能源。,2.1煤,煤是地球上储量最多的化石燃料。煤的类型主要有泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤，其煤化程度依次增高。,不同类型煤的性质,泥炭化(或腐泥化)作用：在地表常温、常压下，由堆积在停滞水体中的植物残体转变成泥炭或腐泥的过程，这一阶段以生物化学变化为主。,煤化作用：是成煤作用的第二阶段，以物理化学作用为主。煤化作用包括成岩作用和变质作用两个阶段。成岩作用以压力为主，使泥炭被压实、脱水、固结而转变成褐煤；变质作用以温度为主，压力为副，使褐煤转变成烟煤、无烟煤。随着煤化程度的加深，碳含量增加，氧、氢含量减少，颜色由褐色变为深黑、灰黑至钢灰色，光泽由弱变强等。,主要是碳、氢，还含有少量氧、氮、硫。S-几乎所有煤中都含有硫，即使陕西神木的出口优质煤仍含0.280.45%的硫，南方某些煤藏中含硫量高达10%。这就意味着每燃烧1吨这类煤，将会产生近200kgSO2。N-煤燃烧时，所含的氮几乎全部转变为NO和NO2。是大气污染的重要成分之一。P-我国西南地区的煤以含磷为特点，有的煤矿层中夹有磷矿层，因此所采的煤含有较多杂质磷，燃烧中会产生磷的氧化物，是西南地区酸雨危害严重的原因之一。灰分-煤中的灰分主要是一些不能燃烧的矿物性杂质，含有钙、镁、铁、铅、硅和微量或痕量砷、钡、铍、铅、汞、锌等矿物杂质，也含有放射性元素。,2.2石油,石油的组成和分类,原油及其加工所得的液体产品总称为石油。石油是碳氢化合物的混合物，其碳和氢分别占8487和1214，主要成分为烷烃、环烷烃和芳香烃。除纯烃类成分之外，原油中还有氮、氧、硫等有机杂环化合物。石油中还含有微量的V、Ni、Fe、Al、Ca、Na、Mg、Co、Cu等金属元素。,据统计，每年通过各种渠道泄入海洋的石油和石油产品，约占全世界石油总产量的0.5%，倾注到海洋的石油量达200万吨1000万吨，由于航运而排入海洋的石油污染物达160万吨200万吨，其中1/3左右是油轮在海上发生事故导致石油泄漏造成的。我国海上各种溢油事故每年约发生500起，沿海地区海水含油量已超过国家规定的海水水质标准2倍8倍，海洋石油污染十分严重。,石油对海洋的污染,2.3天然气,天然气的主要成分是甲烷，但也含有烷烃，如乙烷、丙烷、丁烷等。还含N2、H2、SO2和H2S等。,清洁方便高放热,化石燃料中天然气是一种最佳能源是仅次于氢能的最干净的能源,（2）非矿物燃料能源,非矿物燃料能源：水力、潮汐能、核裂变、核聚变、地热能、太阳能、生物能。,.水力,水力发电是常规能源中的一种清洁的可再生能源。具有运行成本低，机电设备较简单、操作调节灵活等优点,水力发电给自然环境和生态系统带来的影响,A.改变自然景观,B.对库区动植物生态系统的影响,C.切断鱼类回游路线,D.影响库区地质结构,.核能,建立核电站的主要原因：,1.核电站的长期经济效益明显,2.核电站安全可靠？,3.核电站对环境影响小,4.核燃料是替代化石燃料的主要载能体,三、电能生产对生境的影响,（一）电能生产与热污染,化石燃料,燃烧,热能,90%,水蒸气,涡轮机,40%,发电机,99%,火力发电站只将消耗的热能的40%转换成电能，其余60%以热的形式损失掉。,（二）发电站对环境的影响,燃烧煤排放出烟尘、SO2、NO2,燃烧油排放出SO2、NO2,燃烧天然气排放出NO2,核燃料慢性辐射、放射性废物,四、探索和开发新能源,太阳能,直接转化为热能,转化为电能,转换成化学能,生物能源沼气,核聚变能,地热能源,其它能源：1.氢能；2.潮汐能；3.风能。,中国能源发展坚持节约发展、清洁发展和安全发展。落实科学发展观,坚持以人为本,转变发展观念,创新发展模式,提高发展质量。坚持走科技含量高、资源消耗低、环境污染少、经济效益好、安全有保障的能源发展道路,最大程度地实现能源的全面、协调和可持续发展.,五、我国能源前景,（6）资源开发难度较大，经济成本消费过大,（7）能源需求继续增加，可持续发展面临挑战,（5）资源赋存分布不均，地域性分布明显,（4）能源生产迅速增长，生态环境压力明显,（3）能源消费以煤为主，能源结构需要优化,（2）能源建设不断加强，能源效率仍然较低,（1）能源资源品种丰富，人均占有量较少,目前我国能源发展主要存在以下几个问题：,为解决上述能源问题，必须改变现有能源格局，大力发展新能源,一是大力发展风能。中国风能储量很大、分布面广，开发利用潜力巨大。,二是大力发展太阳能。太阳能的利用主要是指太阳能光伏发电和太阳能电池。,三是大力发展水能。目前，中国不但是世界水电装机第一大国，也是世界上在建规模最大、发展速度最快的国家，已逐步成为世界水电创新的中心。,四是积极发展核能。发展核电是中国调整能源结构的重点之一，未来510年，我国新建核电机组将以每年58台的速度递增，成为世界核电发展的火车头。,五是大力发展生物质能。中国拥有丰富的生物质能资源，理论上生物质能资源达50亿吨左右。,6.解决能源与环境问题的途径,提高能源利用率形成合理的能源结构改革城乡能源政策,我国每吨标准煤的产出效率仅相当于日本的10.3、欧盟的16.8。,37,38,第十章能源与环境作业习题,1、试分析当前世界能源的消耗与供应情况及其特点。2、你认为核能与水电的发展前景如何？3、试系统分析各类