新能源和可再生能源概论

新能源和再生能源

利用技术概论新能源和可再生能源概论第1页1、当前世界能源情况，我国能源情况是怎样？2、现在科学家已找到了哪些新能源？3、各种新能源和可再生能源应用情况怎样？4、节能能够从哪些方面入手？新能源和可再生能源概论第2页

冬天不太冷年2月5日，北京南郊观象台测到最高气温16℃，创167年来同期最高纪录。年1月，我国平均气温为零下4.5℃，比常年同期偏高1.4℃。英国年冬季平均气温达12.6℃，是自1659年以来最高温度。美国纽约1月10日迎来第一场雪，是1878年有气象纪录以来最晚一次。新能源和可再生能源概论第3页

冬天不太冷壶口瀑布不封冻动物园熊不冬眠北极熊困浮冰阿尔卑斯山区人工降雪新能源和可再生能源概论第4页

全球气候变暖

全球气候变暖最主要原因

温室气体在大气中含量连续增加温室效应罪魁祸首

矿物燃料燃烧温室气体怎样使气候变暖？新能源和可再生能源概论第5页

能源所谓能源，是指能够直接或经过转换而获取某种能量自然资源

自然资源：

加工得到能量起源：煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能、地热能、核能等煤气、电力、焦炭、蒸汽、沼气、氢能等新能源和可再生能源概论第6页

能源分类按地球上能量起源分来自地球内部能量

-核能、地热能等来自地球以外能量:

-太阳能，水能、风能等地球和其它天体引力作用形成能量

-潮汐能新能源和可再生能源概论第7页

能源分类按开发利用情况分常规能源-煤、石油、天然气、水能等新能源-太阳能、地热能、潮汐能、核能等按取得方法分一次能源

煤、石油、天然气、风能、水能等二次能源

电能、蒸汽、焦炭、煤气等新能源和可再生能源概论第8页

能源分类

按能否再生分

可再生能源-太阳能、地热、水能、风能、生物能、海洋能等

非可再生能源-煤、石油、天然气、核能按能源本身性质分

含能体能源-石油、媒、天然气等

过程性能源-水能、风能、潮汐能按对环境污染情况分

清洁能源-太阳能、水能、潮汐能等

非清洁能源-煤、石油等新能源和可再生能源概论第9页能源评价储量能量密度储能可能性供能连续性能源地理分布开发费用和利用能源设备费用运输费用与损耗能源可再生性能源品位对环境影响新能源和可再生能源概论第10页能源消耗目标一次能源二次能源终端使用能源能源服务技术设备有用能源石油煤炭天然气水电核能新能源汽油柴油电力等汽油柴油天然气电力等灯泡汽车电动机锅炉等新能源和可再生能源概论第11页交通运输热力电力静态消费建筑物内消费在运动中消耗公路，空中，铁路，水路燃料与技术相辅相成三大能源服务石油产品LPG,CNG,替换燃料;电;煤(只用于火车)全部能源都可产生热力全部可发电能源资源:煤，油，气，水电，核电，太阳能，潮汐,电池，燃料电池，等等新能源和可再生能源概论第12页世界能源形势推进人类社会发展不能走传统发展道路，建立可连续发展能源结构人类生存和发展基本条件：物质、能量和信息能源在人类社会发展中作用巨大能源危机环境污染工业革命新能源和可再生能源概论第13页1、总需求连续上升未来能源需求特点2、环境保护对能源结构影响大为降低燃煤污染，大量使用天然气、石油，为降低温室气体排放，重视节能和科学用能，加速可再生能源开发，逐步建立可连续发展能源结构。总量20比年增加50%以上，能源供给形势担心。在一段长时期内，化石能源仍是主要一次能源。天然气百分比增加，石油降低。可再生能源2030年前后大规模应用。新能源和可再生能源概论第14页3、高新技术对能源技术影响大

新一代能源系统燃料多元化设备小型化冷热电联供与多联产网络化智能化控制环境友好

新能源和可再生能源概论第15页人类使用能源中非再生能源90%再生能源10%石油储量最多地域中东56.8％天然气储量最多地域欧洲54.6％煤炭储量最多地域欧洲45％亚洲、大洋洲煤炭18％，石油5％，天然气5％新能源和可再生能源概论第16页世界化石燃料探明可采储量新能源和可再生能源概论第17页石油资源、供给与消费非常规石油：重（稠）油、油页岩、沥青、油砂。假如加上相当数量非常规石油，预计石油资源可连续开发70余年。石油消费中，交通运输是石油消费第一大户，继续寻找能替换石油代用燃料是全球努力目标。新能源和可再生能源概论第18页非常规天然气：以吸附状态储存于煤层内煤层气。海底蕴藏丰富油、气资源。已探明储量预计可连续开发100余年。我国天然气产量会快速增加。天然气资源、供给与消费新能源和可再生能源概论第19页能源与环境保护全球环境恶化人口仅占世界1/4发达国家消耗能源占世界能源总消耗量3/4。能源对环境污染主要表现在：温室效应、酸雨、破坏臭氧层、热污染、放射性污染等。新能源和可再生能源概论第20页地球为何会变暖？1997.12《京都议定书》：发达国在2008-年内要将其二氧化碳等温室气体排放水平比1990年平均降低5.2％。发展中国家未做要求。我国二氧化碳排放量位居世界第二，单位国内生产总值温室气体排放量比较高，假如长久不减排，遭受压力将会越来越大，如处置不妥，有可能会影响我国国际形象和地位。温室气体新能源和可再生能源概论第21页天然降水pH值为6.55，普通将pH值小于5.6降雨称为酸雨控制二氧化硫排放最主要办法是推进洁净煤技术。我国pH值小于5.6区域占国土面积40%。酸雨新能源和可再生能源概论第22页臭氧层破坏新能源和可再生能源概论第23页臭氧层破坏大气中N2O浓度每年正以0.2~0.3%速度增加，而N2O浓度增加将引发臭氧层中NO浓度增加，NO和臭氧作用将生成NO2和氧，造成臭氧层变薄新能源和可再生能源概论第24页热污染：工农业生产和人类生活中排放各种废热所造成环境污染。受害者：水生物热岛效应火电站和核电站是水体热污染主要起源能源对人体健康影响1952年，伦敦烟雾事件新能源和可再生能源概论第25页能源与可连续发展能源在国民经济中地位三个能源时期：薪柴时期、煤炭时期、石油时期能源是国民经济发展不可或缺主要基础，是当代化生产主要动力起源。当代工业和当代农业都离不开能源动力。在经济正常发展情况下，能源消耗总量和能源消耗增加速度与国民经济生产总值和国民经济生产总值增加率成正百分比关系能源消费弹性系数＝能源消费年增加率国民经济年增加率能耗量可反应生活水平，北美比南亚每年每人平均能耗高出55倍新能源和可再生能源概论第26页世界性能源问题能源危机——石油危机能源消费费用快速增加能源资源短缺，能源消费结构不合理能源对环境污染新能源和可再生能源概论第27页我国能源问题人均能源资源相对不足能源生产消费以煤为主能源工业技术水平低下，劳动生产率较低能源资源公布不均，交通运力不足，制约了能源工业发展能源供需形式依然担心能耗水平高，能源利用率低下农村能源问题日益突出新能源和可再生能源概论第28页我国能源问题能源环境问题日益严重能源开发逐步西移，开发难度和费用增加能源安全方面临严重挑战能源建设周期长，投资超预算能源价格未能反应其经济成本和能源资源稀缺性新能源和可再生能源概论第29页我国能源生产品种组成新能源和可再生能源概论第30页我国能源消费品种组成新能源和可再生能源概论第31页我国能源进出口情况

出口进口净进口数量(万吨)金额(亿美元)数量(万吨)金额(亿美元)数量(万吨)金额(亿美元)石油累计219553.8211936256.709741202.88原油81316.619112198.098299181.48成品油138237.21282458.61144221.41煤炭累计1086044.2310763.64-9784-40.58煤炭938827.5010763.64-8312-23.86焦碳147216.72-1472-16.72新能源和可再生能源概论第32页能源在我国经济和社会发展中

战略地位与存在问题化石能源资源不丰富，人均占有量更低，经济和社会发展快速，供需缺口不停扩大，能源供给担心。

1、能源需求快速增加，供需矛盾尖锐确保清洁、经济、充分、安全能源供给是我国发展长久重大瓶颈新能源和可再生能源概论第33页2、能源结构不合理，优质液体燃料短缺到年，石油需进口约3亿吨3、效率低下，浪费惊人利用率比国际水平低约十个百分点一次能源转化为电能百分比低新能源和可再生能源概论第34页新能源和可再生能源概论第35页4、环境影响愈加严重，减排治污、保护生态刻不容缓

大量燃煤造成严重大气污染SO2和NOx排放

细微粒子

重金属

燃烧化石燃料产生大量温室气体

CO2减排问题新能源和可再生能源概论第36页我国能源消费结构以煤为主，而发达国家则更多地采取油、气、水力等优质能源，大量燃用煤炭不但能源利用效率低，而且给环境带来极大污染，这也正是我国能源面临压力主要原因之一。发达国家煤炭主要用于发电，所以煤炭利用率高，我国煤炭则只要1/3用于发电，工业用煤超出发电用煤，致使能源利用率低下，环境污染严重。新能源和可再生能源概论第37页当地污染非常严重气候改变影响加速国际减排压力空前新能源和可再生能源概论第38页5、国际竞争逐年加剧，能源安全问题突出，全球战略势在必行既利用本国资源，又利用国外资源来满足我国能源需求立足加强国内油气勘探基础上，实施立足国内外两种资源和两种市场并重方针新能源和可再生能源概论第39页我国面临能源和环境双重巨大压力，是经济和社会发展长久瓶颈，是一直必须高度重视重大问题。正确能源发展和保护环境战略对我国至关主要。确保清洁、经济、充分、安全能源供给新能源和可再生能源概论第40页稳定CO2排放目标气候危机新能源和可再生能源概论第41页气候改变谈判全球峰会:G8+5,G20,主要经济体会议,巴厘岛会议,哥本哈根会议IPCC第四次评定汇报京都会议,1997年12月新能源和可再生能源概论第42页绿色能源革命目：拉动经济走出低谷；增加就业；应对气候危机，发展低碳经济；促进能源技术革命，抢占未来技术制高点经济与气候危机催生绿色能源革命新能源和可再生能源概论第43页全球经济刺激中可连续能源拨款

截止3月（百万美元）国家或多边组织赠款赠款/贷款贷款贷款担保ROC税收信贷税收信贷债券减税其它总额澳大利亚2,887

1863033,376巴西

1,100

818

1,918加拿大808

808中国68,724

68,724欧盟27国3,3427,940

11,282法国2,157

331

2,488德国1,740

1,9853,725印度

意大利

日本1,0702,900

4,000

7,970韩国7,737

7,737西班牙953

0

6,6177,570英国441551

771

9622,724美国27,568

17,000

19,7391,381087266,560总额117,42711,39133118,10077123,7391,3811,00410,739184,883注：ROC（renewableobligationcertificate):1MW合格可再生能源电力交易配额单位起源：联合国环境规划署《年全球可连续能源投资趋势》新能源和可再生能源概论第44页年中、美、欧新增新能源投资额起源：联合国环境规划署《年全球可连续能源投资趋势》新能源和可再生能源概论第45页

十年内节约与美国当前从中东和委内瑞拉进口量相等石油十年投资1500亿美元，创造500万岗位在2012，10%电力来自于可再生能源；2025年到达25%在20推广1百万辆混合动力汽车碳捕捉与封存智能电网、超导技术在2050年减排80%CO2排放量（1990年为基准）在年开始实施碳指标和交易计划，在十年内产生6460亿美元税收

“…天天都有新事实证实，我们使用能源方法强化着我们敌人、危害着我们地球。”

–奥巴马就职演说奥巴马能源与气候新政新能源和可再生能源概论第46页《美国复苏与再投资法》（ARRA）中绿色能源内容法案提供了总额为7870亿美元美国经济振兴刺激；其中850亿投入到与能源相关项目与激励办法中；可再生能源与能效是最大受益者；超出200亿美元支持可再生能源；超出250亿美元支持终端能效；还支持其它主要技术项目：智能电网、电动汽车、电网配送系统、碳捕捉与封存技术等。新能源和可再生能源概论第47页延长风能和其它可再生能源生产税收信贷。预计联邦预算影响为130亿美元允许可再生能源开发商选择30%投资税收信贷来代替生产税收信贷。预计联邦预算影响为2.85亿美元允许或投产可再生能源项目选择现金信贷以取代税收信贷。预计联邦预算影响为500万美元取消取得政府补助融资项目所获投资税收信贷抵扣，并取消企业购置先进能源设施信贷封顶。预计联邦预算影响为8.72亿美元修改能源部创新技术贷款担保项目，为9月30日前开工项目拨款60亿美元担保金为先进能源设施生产商创建先进能源投资信贷（总额不超出23亿美元）。预计联邦预算影响为16.5亿美元为新能源技术“应用研究及推广”提供25亿美元资金，支持包含生物质及地热在内可再生能源技术研发与推广允许发行可再生能源债券，勉励政府及社会各界对可再生能源发电项目标投资。预计联邦预算拨款5.78亿美元为劳工部提供5亿美元，用于能效及可再生能源产业就业培训ARRA相关可再生能源详细办法新能源和可再生能源概论第48页ARRA用于能源新政投入—850亿美元新能源和可再生能源概论第49页分布式能源系统（DES）建在用户附近冷热电联供能量梯级利用，提升能源利用率降低污染经济效益好，无需变电设备和大地下管网社会效益好，提升用电可靠性新能源和可再生能源概论第50页大电网可靠吗？

新能源和可再生能源概论第51页新能源和可再生能源概论第52页DES系统基本组成：动力系统和发电机（电）整个系统关键—微型或小型动力装置（包含燃气轮机、内燃机、燃料电池等）供热系统（余热回收装置，供暖、热水、通风）制冷系统（供冷、除湿）集中式与分布式有机结合是二十一世纪能源工业主要发展方向新能源和可再生能源概论第53页DES中冷热电三者之间关系从获取最大经济效益出发，建立三者之间关系注意充分利用中低温余热，发挥环境热源与热泵作用针对详细用户不一样需求，研究、制订适用“个性化”方案系统集成技术新制冷方法和技术新能源和可再生能源概论第54页能量转换能量形态上转换能量在空间上转移，即能量传输能量在时间上转移，即能量储存化学能→热能→机械能任何能量转换过程都必须恪守能量转换和守恒定律输入能量－输出能量＝储存能量改变新能源和可再生能源概论第55页能量转换基本原理能量守恒与转换定理热力学第一定理第一类永动机是不可能制成能量贬值原理热力学第二定理第二类永动机是不可能制成热能转换为机械能，化学能转换为热能新能源和可再生能