能源与清洁能源解析

1、能源与清洁能源能源与清洁能源解析第1页问题1：我们天天要吃饭、喝水，用什么来煮饭、烧水呢？回答：煤，煤气，柴草、天然气能源与清洁能源解析第2页 问题2： 要开动汽车、火车、飞机等交通工具需要消耗什么呢？ 回答： 汽油或者柴油等能源与清洁能源解析第3页电能能源与清洁能源解析第4页太阳能能源与清洁能源解析第5页能源与清洁能源解析第6页一.能源概念能源：能量资源或能源资源，是自然界中能 为人类提供某种形式能量物质资源。 可产生各种能源（如热量、电能、光能 和机械能等）或可做功物质统称。 能源与清洁能源解析第7页二.能源分类能源分类地球上能量起源使用类型能否再生取得方法能否作为燃料对环境污染情况能否流

2、入商品流通领域形态特征或转换与应用层次能源与清洁能源解析第8页(一)按地球上能量起源对能源分类1.来自地球外部天体能源。有直接来自太阳直接照射到地球光和热能，还有间接地来自太阳能源,常见煤炭、石油、天然气，以及生物质能、水能、海洋热能和风能等。2.地球本身蕴藏能量。其中一个是地球内部蕴藏着地热能，常见地下蒸汽、温泉、火山暴发能量都属于地热能。另一个是地球上存在铀、钍、锂等核燃料所蕴有核能。3.地球和其它天体相互作用而产生能量。太阳和月亮等星球对大海引潮力所产生涨潮和落潮所拥有巨大潮汐能。能源与清洁能源解析第9页(二)按使用类型对能源分类1.常规能源（传统能源）。已被人类利用多年，当前仍在大规模

3、使用能源。如水能、生物能、煤炭、石油、天然气等。占全部能源生产消费总量90以上。2.新能源（非常规能源、替换能源）。近若干年来开始被人类利用（如太阳能、核能）或过去已被利用现在又有新利用方式（如风能）能源。能源与清洁能源解析第10页1.可再生能源。可长久提供或可再生能源（10%左右）例：水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能等。2.不可再生能源。一旦消耗就极难再生能源（90%左右）例：煤炭、石油、天然气等。(三)按能否再生对能源分类能源与清洁能源解析第11页(四)按取得方法对能源分类1.一次能源（天然能源）。是指直接取自自然界、而不改变它形态能源。它又分为可再生能源和非再生能源。例：泥煤、褐煤、烟

4、煤、无烟煤、石油、天然气、植物秸杆、水能、风能、太阳能、地热能、核能、海洋能等。2.二次能源（人工能源）。是指一次能源经人为加工成另一个形态能源。例：汽油、水电、蒸汽、煤气、焦炭、沼气等。能源与清洁能源解析第12页(五)按能否作为燃料对能源分类1.燃料型能源。包含煤炭、石油、天然气、泥炭、木材 等。2.非燃料型能源。包含水能、风能、地热能、海洋能等。能源与清洁能源解析第13页(六)按对环境污染情况对能源分类1.清洁能源。使用时对环境没有污染或污染小能源。例：水能、风能、太阳能以及核能等。2.非清洁能源。对环境污染较大能源。例：煤炭、石油等。能源与清洁能源解析第14页1.商品能源。凡能进入市场作

5、为商品销售能源。例：煤、石油、天然气和电等。2.非商品能源。主要指薪柴、秸秆等农业废料和人畜粪便等就地利用能源。 (七)按能否进入商品流通领域对能源分类能源与清洁能源解析第15页(八)按形态特征或转换与应用层次对能源分类世界能源委员会推荐能源类型分为：固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物能、风能、核能、海洋能和地热能。前三类统称化石燃料或化石能源。能源与清洁能源解析第16页按使用类型分按性质分按一、二次能源分一次能源二次能源常规能源燃料型 能源泥煤（化学能）、褐煤（化学能）、烟煤（化学能）、无烟煤（化学能）、石煤（化学能）、油页岩（化学能）、油砂（化学能）、原油（化学能）、天

6、然气（化学能、机械能）、生物燃料（化学能）、天然气水合物（化学能）煤气（化学能）、焦炭（化学能）、汽油（化学能）、煤油（化学能）、柴油（化学能）、重油（化学能）、液化石油气（化学能）、丙烷（化学能）、甲醇（化学能）、酒精（化学能）、苯胺（化学能）、火药（化学能）非燃料型能源水能（机械能）电（电能）、蒸汽（热能、机械能）、热水（热能）、余热（热能、机械能）新能源燃料型 能源核燃料（核能）沼气（化学能）、氢（化学能）非燃料型能源太阳能（辐射能）、风能（机械能）、地热能（热能）、潮汐能（机械能）、海洋温差能（热能、机械能）、海流、波浪动能（机械能）激光（光能） 表1-1 能源分类能源与清洁能源解析第

7、17页世界能源之最（一）1、煤炭探明可开采储量最多国家：美国2、石油探明可开采储量最多国家：沙特阿拉伯3、天然气探明可开采储量最多国家：俄罗斯4、技术可开发水能源资源最多国家：中国5、最大油田：沙特阿拉伯加瓦尔油田6、已经开发最大煤田：俄罗斯坎撕壳-阿钦斯克煤田7、最大气田：卡塔尔，北方气田，8、一次能源总产量最大国家：美国，9、原油产量最大国家：沙特阿拉伯10、原煤产量最大国家：中国能源与清洁能源解析第18页可开发水能资源最多国家中国一次能源产量最大国家美国发电量最多国家美国水力发电量最多国家加拿大水电占总发电量比重最高国家挪威核电最多国家美国核电占总发电量比重最高国家法国铀矿产量最大国家加

8、拿大地热电站装机容量最大国家美国风力发电量最多国家美国沼气池最多国家中国一次能源消费量最大国家美国石油消费量最大国家美国天然气消费量最大国家俄罗斯煤炭消费量最大国家中国用电量最多国家美国薪柴消耗最多国家中国 世界能源之最（二）能源与清洁能源解析第19页风力发电装机容量最多国家-德国光伏电池产量最多国家-日本总发电量最多国家-美国发电装机容量最多国家-美国小水电最多国家-中国生物质能消费最多国家-中国户用沼气池最多国家-中国太阳能热水器使用最多国家-中国被动式太阳房最多国家-中国最大石油企业-沙特阿拉伯国家石油企业最大天然气企业-俄罗斯天然气股份企业最大煤炭企业-美国皮博迪煤炭企业最大抽水蓄能电

9、站-中国一次能源消费量最大国家-美国二氧化硫排放量最多国家-中国能源强度最低国家-日本世界能源之最（三）能源与清洁能源解析第20页123定义：指在生产和使用过程、不产生有害物质排放能源。可再生、消耗后可得到恢复，或非再生(如风能、水能、天然气等)及经洁净技术处理过能源(如洁净煤油应用学科：生态学（一级学科）；城市生态学、生态工程学和产业生态学（二级学科）清洁能源能源与清洁能源解析第21页深度剖析：清洁能源是不排放污染物能源，它包含核能和“可再生能源”。可再生能源是指原材料能够再生能源，如水力发电、风力发电、太阳能、生物能（沼气）、海潮能这些能源。可再生能源不存在能源耗竭可能，所以日益受到许多国

10、家重视，尤其是能源短缺国家。传统意义上，清洁能源指是对环境友好能源，意思为环境保护，排放少，污染程度小。不过这个概念不够准确，容 易让人们误认为是对能源分类，认为能源有清洁与不清洁之分，从而误解清洁能源本意。清洁能源准确定义应是：对能源清洁、高效、系统化 应用 技术体系。含义有三点：第一清洁能源不是对能源简单分类，而是指能源利用技术体系；第二清洁能源不但强调清洁性同时也强调 经济 性；第三清洁能源清洁性指是符合一定排放标准。123能源与清洁能源解析第22页基本信息 清洁能源和含义包含两方面内容： （1）可再生能源：消耗后可得到恢复补充，不产生或极少产生污染物。如太阳能、风能，生物能、水能，地热

11、能，氢能等。中国当前是国际洁净能源巨头，是世上最大太阳能、风力与环境科技企业发源地。（2）非再生能源：在生产及消费过程中尽可能降低对生态环境污染，包含使用低污染化石能源（如天然气等）和利用清洁能源技术处理过化石能源，如洁净煤、洁净油等。 123能源与清洁能源解析第23页主要清洁能源海洋能太阳能风能氢能水能地热能生物能123能源与清洁能源解析第24页1、海洋能海洋能指依附在海水中可再生资源，海洋经过各种物理过程接收、储存和散发能量，这些能量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在于海洋之中。 1、潮汐能 2、波浪能3、海水温差能 4、盐差能 5、海流能123能源与清洁能源解析第25页2、太

12、阳能1、 光与热转换。如太阳能热水器、太阳能灶、太阳能发烧系统等。 2、 光与电转换，如太阳能电池板、太阳能车、船等。 太阳能清洁能源是将太阳光能转换成为其它形式热能、电能、化学能，能源转换过程中不产生其它有害气体或固体废料，是一个环境保护、安全、无污染新型能源。 当前开展对太阳能综合利用全生命评定（LCA）结果显示，以往太阳能光电转换利用方式，因为依赖太阳能电池板这一生产过程中高污染、高耗能材料，所以利用成本和环境代价都较高。当前研究热电在太阳能热利用方向上。123能源与清洁能源解析第26页3、风能地球表面大量空气流动所产生动能。因为地面各处受太阳辐照后气温改变不一样和空气中水蒸气含量不一样

13、，因而引发各地气压差异，在水平方向高压空气向低压地域流动，即形成风。风能资源决定于风能密度和可利用风能年累积小时数。风能密度是单位迎风面能积可取得风功率，与风速三次方和空气密度成正比关系。据估算，全世界风能总量约1300亿千瓦。风能资源受地形影响较大，世界风能资源多集中在沿海和开阔大陆收缩地带。在自然界中，风是一个可再生、无污染而且储量巨大能源。伴随全球气候变暖和能源危机，各国都在加紧对风力开发和利用，尽可能降低二氧化碳等温室气体排放，保护我们赖以生存地球。 风能利用主要是以风能作动力和风力发电两种形式，其中又以风力发电为主。以风能作动力，就是利用风来直接带动各种机械装置，如带动水泵提水等这种

14、风力发动机优点是：投资少、工效高、经济耐用。123能源与清洁能源解析第27页4、氢能1、全部气体中，氢气导热性最好，比大多数气体导热系数高出10倍，所以在能源工业中氢是极好传热载体。 2、氢是自然界存在最普遍元素，据预计它组成了宇宙质量75%，除空气中含有氢气外，它主要以化合物形态贮存于水中，而水是地球上最广泛物质。据推算，如把海水中氢全部提取出来，它所产生总热量比地球上全部化石燃料放出热量还大9000倍。 3、除核燃料外氢发烧值是全部化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高，为142,351kJ/kg，是汽油发烧值3倍。 4、氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快

15、。 5、氢本身无毒，与其它燃料相比氢燃烧时最清洁，除生成水和少许氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害污染物质，少许氮化氢经过适当处理也不会污染环境，而且燃烧生成水还可继续制氢，重复循环使用。123能源与清洁能源解析第28页123生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中一个能量形式，一个以生物质为载体能量，它直接或间接地起源于植物光合作用，在各种可再生能源中，生物质是独特，它是贮存太阳能，更是一个唯一可再生碳源，可转化成常规固态、液态和气态燃料。全部生物质都有一定能量,而作为能源利用主要是农林业副产品及其加工残余物,也包含人畜分粪便和有机废弃物.生物质能

16、为人类提供了基本燃料生物能所具备优点： (1)、 提供低硫燃料 (2) 、提供廉价能源(于一些条件下)， (3) 、将有机物转化成燃料可降低环境公害(比如，垃圾燃料)， (4)、与其它非传统性能源相比较，技术上难题较少。 5、生物能能源与清洁能源解析第29页 6、地热能涌至离地面1至5公里地壳，热力得以被转送至较靠近地面地方。高温熔岩将附近地下水加热，这些加热了水最终会渗出地面。利用地热能最简单和最合乎成本效益方法，就是直接取用这些热源，并抽取其能量。地热能是可再生资源利用1、200400直接发电及综合利用； 2、150200双循环发电，制冷，工业干燥，工业热加工； 3、100150双循环发电

17、，供暖，制冷，工业干燥，脱水加工，回收盐类，罐头食品； 4、50100供暖，温室，家庭用热水，工业干燥； 5、2050沐浴，水产养殖，喂养牲畜，土壤加温，脱水加工。 123能源与清洁能源解析第30页7、核能核能（或称原子能）是经过转化其质量从原子核释放能量，符合阿尔伯特爱因斯坦方程E=mc，其中E=能量，m=质量，c=光速常量。核能经过三种核反应之一释放：1、核裂变，打开原子核结协力。2、核聚变，原子粒子熔合在一起。3、核衰变，自然慢得多裂变形式。 优点：1.核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量污染物质到大气中，所以核能发电不会造成空气污染。 2.核能发电不会产生加重地球温室效应二氧化碳。 3

18、.核能发电所使用铀燃料，除了发电外，没有其它用途。 4.核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用燃料体积小，运输与储存都很方便，一座1000百万瓦核能电厂一年只需30公吨铀燃料，一航次飞机就能够完成运输。 5.核能发电成本中，燃料费用所占百分比较低，核能发电成本较不易受到国际经济情势影响，故发电成本较其它发电方法为稳定。 能源与清洁能源解析第31页8、洁净煤洁净煤(CleanCoal)一词是80年代早期美国和加拿大关于处理两国边境酸雨问题谈判特使德鲁刘易斯(Drew Lewis美国)和威廉姆戴维斯(WilliamDavi，加拿大)提出。洁净煤技术(Clean Coal Tech

19、nology，简称CCT)含义是：意在降低污染和提升效率煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等新技术总称。当前已成为世界各国处理环境问题主导技术之一，也是高技术国际竞争一个主要领域。 因为中国煤炭开采和利用特点决定，中国洁净煤技术领域与国外洁净煤技术领域重点放在燃烧发电技术上有所不一样，含盖从煤炭开采到利用全过程，是煤炭开发和利用中意在降低污染和提升效率煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等新技术总称。因为我国煤炭在能源中主要地位，今后一段时期内，煤炭仍将是我国主要一次能源，最直接也是最主要就是煤炭清洁燃烧。 当前 比较成熟洁净煤技术主要包含：型煤、洗选煤、动力配煤、水煤浆、煤炭气化、煤炭液化、洁净燃烧和

20、发电技术等能源与清洁能源解析第32页9、水能水能是一个可再生能源，是清洁能源，是指水体动能、势能和压力能等能量资源。广义水能资源包含河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源；狭义水能资源指河流水能资源。是常规能源,一次能源。水不但能够直接被人类利用，它还是能量载体。太阳能驱动地球上水循环，使之连续进行。地表水流动是主要一环，在落差大、流量大地域，水能资源丰富。伴随矿物燃料日渐降低，水能是非常主要且前景辽阔替换资源。当前世界上水力发电还处于起步阶段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水运动均能够用来发电 。能源与清洁能源解析第33页中国能源资源总量比较丰富，分布广泛但不均衡。煤炭资源主要赋存在华北、

21、西北地域，水力资源主要分布在西南地域，石油、天然气资源主要赋存在东、中、西部地域和海域。中国主要能源消费地域集中在东南沿海经济发达地域，资源储存与能源消费地存在显著差异。大规模、长距离北煤南运、北油南运、西气东输、西电东送，是中国能源流向显著特征和能源运输基本格局。我国能源资源分布特点能源与清洁能源解析第34页我国主要煤矿开滦峰峰大同阳泉西山阜新鸡西鹤岗徐州淮北平顶山霍林河元宝山神府东胜六盘水我国煤炭资源不但在我国能源中其储量和产量居首位，而在世界上其产量也居第一位。能源与清洁能源解析第35页我国主要油、气田华北油田辽河油田大庆油田胜利油田中原油田南阳油田克拉玛依油田塔中陕北自贡塔里木盆地是我国天然气资源最丰富盆地 能源与清洁能源解析第36页能源与清洁能源解析第37页风能资源：风速、空气密度由沿海向内陆快速递减、到内陆又有所增强。风能资源分布图能源与清洁能源解析第38页 我国太阳能资源分布图 四川盆地四川盆地：阴雨天多，云雾大，较多地减弱了太阳辐射青藏高原地域：云量少、晴天多，减弱作用弱、太阳辐射强。能源与清洁能源解析第39页中国主要电站分布图风能 达坂城地热 羊八井太阳能 革吉潮汐电站能源与清洁能源解析第40页我国主要