新能源发电与并网技术.ppt

1、A，版本1.0-110503，2011年5月3日，目录概念，能源分类和利用历史和可持续发展战略，新能源发展的现状和趋势，第一部分：导言，A，版本1.0-110503，2011年5月3日，能源分类和利用历史。1.0-110503版，2011年5月3日，一、能源概念，能源概念，分类和利用历史，资源，能源，一、1.0-110503版，2011年5月3日，能源概念，分类和利用历史，一定时期和地点的资源包括气候资源，水资源，矿产资源，生物资源，能源等。能源能源是能够为人类提供某种形式能源的自然资源及其转化产品，即能源，包括所有燃料、自来水、阳光、地热能、风能等。它可以通过适当的转换手段为人类的生产和生活

2、提供必要的能量。煤和石油等化石能源在燃烧时提供热能，自来水和风力可以提供机械能，太阳辐射可以转化为热能或电能。A，1.0-110503版，2011年5月3日，概念，能源的分类和利用历史，能源的属性，(1)能量流密度，即在单位空间或区域内从某个能源获得的能量。化石燃料和核燃料的能量流密度较大，而各种可再生能源的能量流密度一般较小。如果能源密度太小，就不利于开发利用，因为经济太差。标准煤：各种燃料的热值不同。当计算能源的生产和消耗时，通常定义一种假想的标准燃料，即标准煤。标准煤热值为2.9104千焦/千克。根据平均热值，各种燃料都可以转换成标准煤。A，1.0-110503版，2011年5月3日，能

3、源的概念、分类和利用历史，能源的属性，(2)开发成本和设备成本，化石能源和核燃料，勘探、采矿、加工和运输，需要投入大量的人力和物力。发电设备单位容量初始投资小。可再生能源，开发成本主要是开发能源的一次性投资，且设备成本相对较高；运营费用非常低。(3)储存的可能性和能源供应的连续性。化石燃料易于持续储存和供应。太阳能和风能等可再生能源不容易保存，能源供应可能是波动和间歇的。A，1.0-110503版，2011年5月3日，概念，能源的分类和利用历史，能源的属性，(4)运输成本和损失，运输过程本身也需要投资和消耗能源，而长途运输的成本和损失将影响能源的使用。太阳能、风能和地热能很难运输。化石燃料可以

4、运输，但运输成本和能源消耗应予以考虑。(5)对环境的影响，化石燃料燃烧时会排放二氧化碳等温室气体，甚至一些有毒或腐蚀性物质也会对环境产生很大影响。核燃料有放射性污染和废物处理。大多数可再生能源对环境的影响很小。A，版本1.0-110503，2011年5月3日，能源资源的概念、分类和利用历史，能源属性，(6)储量，化石燃料和其他不可再生能源资源，储量是有限的，并将永远使用完。可再生能源，如太阳能和风能，可以回收和不断补充。即使每年更新的次数有限，从长远来看也是无穷无尽的。(7)能量等级和能量品位反映了能量利用的便利性。一般来说，二次能源比一次能源味道更好。可直接转化为机械能和电能的能源(如水电和

5、风能)比必须首先通过热能利用环节的能源(如化石燃料)等级更高。，A，版本1.0-110503，2011年5月3日，二。能源的分类，能源的概念，分类和利用历史，能源有很多种，通常根据其形态特征或转化和应用的水平进行分类，并有很多分类方法，2011年5月5日，版本1.0-110503，简而言之，一次能源是现成的天然气能源的性质。如煤、石油、风能和地热能。为了满足生产和生活的需要，一些能源在使用前通常需要进行直接或间接转换。通过处理和转换一次能量获得的另一种形式的能量叫做二次能量。如沼气、酒精、汽油、蒸汽和氢能。电能是最重要的二次能源。A，1.0-110503版，2011年5月3日，能源的概念、分类

6、和利用历史，自然界中初级能源的最初来源，大致有三种情况：来自地球以外的天体(主要是太阳)的能源，例如可以以光和热的形式直接利用的太阳能，以化石或生物体的形式储存的能源，以及风和水流。地球内部的能量，主要是核能和地热能；地球和其他天体相互作用产生的能量，如月球和太阳引力变化产生的海洋潮汐能。A，版本1.0-110503，2011年5月3日，能源的概念、分类和利用历史，2。常规能源和新能源(根据开发应用现状)，常规能源是指在目前的技术水平和利用条件下，已经被广泛使用了很长时间的能源，现阶段主要是指煤炭、石油、天然气、水电和核能，这种能源应用广泛，技术成熟。新能源是指由于技术、经济或能源质量因素而不

7、能大规模使用的能源，如太阳能、风能、海洋能、地热能、生物质能和氢能。这种能源已经开始或将被人们推广和利用，但目前还没有大规模使用，有些甚至处于研发或试验阶段。A，1.0-110503版，2011年5月3日，能源的概念、分类和利用历史，常规能源和新能源的分类是相对的，并将在不同的历史时期发生变化，具体取决于应用历史和规模。例如，在20世纪50年代，核能(裂变)属于新能源，现在一些国家将其归类为常规能源。虽然一些能源已经使用了很长时间，但它们的使用方法正在发生变化，而那些有希望的新应用方法仍然不成熟或规模较小，它们也被归类为新能源。在中国，新能源是指除常规化石能源、大中型水电和核裂变发电以外的一次

8、能源。A，1.0-110503版，2011年5月3日，概念，能源分类和利用历史，新能源和新能源的主要特点：技术上可行；经济上合理；环境和社会可接受的；一个可持续的能源系统，可以确保传统化石能源的供应和替代。它包括两个方面：新能源系统：可再生能源(风能、太阳能、生物质能、水能、海洋能)和地热能、氢能、核能：高效利用能源、资源综合利用、替代能源和节能等新技术，A版1.0-110503，2011年5月3日，能源“旧”概念：传统能源利用形式主要以化石燃料为主；只强调转换端的效率，而不强调能源需求侧的综合效率；只强调经济利益而不注重资源和环境成本的传统观念。“新”:高效利用能源；资源综合利用；可再生能源

9、；替代能源；节能。A，版本1.0-110503，2011年5月3日，概念，能源分类和利用历史，3。不可再生能源和可再生能源(根据循环回收能力)，不可再生能源，也称为不可再生能源，使用后不能再生(至少不能在短时间内回收)，总有一天会耗尽。例如，化石燃料和核燃料是不可再生能源。据估计，根据现有探明储量和开采程度，地球上的化石燃料最多可使用数百年。可再生能源可以循环利用，可以定期连续补充，没有使用寿命，不会因长期使用而减少。如太阳能、水能、风能、海洋能、地热能和生物质能，都是可再生能源。A，版本1.0-110503，2011年5月3日，概念，能源的分类和利用历史，4。能量和过程能量(根据能量的存在和

10、转移形式)，能量是指包含能量的物质或实体。如化石燃料、核燃料、生物质、地热水和地热蒸汽等。这种能量可以直接储存和运输。过程能量是指随着物质的运动而产生的能量，它只以运动过程的形式存在。如风、水、海潮、波浪、地热等。这种能量不能直接储存和运输。A，版本1.0-110503，2011年5月3日，能源的概念、分类和利用历史，5。清洁能源和非清洁能源(根据环境污染程度)，清洁能源是指对环境无污染或污染少的能源，有时称为绿色能源。如太阳能、风能和海洋能；垃圾发电、沼气等。非清洁能源是指可能对环境造成严重污染的能源，如煤等化石燃料。清洁能源和非清洁能源的划分也是相对的。版本1.0-110503，2011年

11、5月3日，概念，能源分类和利用历史，一次能源，来自地球以外天体的能源，来自地球内部的能源，来自地球与其他天体相互作用的能源，二次能源，版本1.0-110503，2013年版本1.0-110503，2011年5月3日，概念，能源分类和利用历史，第三版。能源利用史，即人类理解和征服自然的历史，第1.0版-第110503版，第2011.5.3版，第：页，能源概念。版本1.0-110503，2011年5月3日，概念，能源分类和利用历史，1。天然气能源的原始利用几十万年前，人类就学会了使用火。长期以来，木柴一直被用作主要的生活能源，烧火做饭、取暖和照明。后来，他逐渐学会了使用自然动力，如动物动力、风力和

12、水力来生产和运输。这种主要的能源利用形式直到19世纪中期才取得重大突破。在1860年的世界能源消费结构中，薪材和农作物秸秆仍占总能源消费的73.8%。A，版本1.0-110503，2011年5月3日，概念，能源的分类和利用历史，2。煤2000多年前，人们就知道煤可以用作燃料。14世纪的中国和17世纪的英国已经发展了他们的煤矿工业，但是煤炭在很长一段时间内并没有在世界能源消费结构中占据主导地位。17世纪70年代，英国瓦特发明了以煤为燃料的蒸汽机。随着蒸汽机的广泛应用，煤很快成为第二代主要能源。煤在世界一次能源消费结构中的比例从1860年的25%上升到1920年的62%。A，版本1.0-11050

13、3，2011年5月3日，概念，能源分类和利用历史，3。石油很早就被石油人发现了，这在韩和就有描述。直到19世纪，石油工业才逐渐兴起。1854年，世界上第一口油井在宾夕法尼亚州钻探，这是现代石油工业的开端。1886年，德国本茨和戴姆勒开发了第一辆以汽油为燃料的内燃机汽车，并进入了大规模使用石油的汽车时代。石油和天然气已逐渐取代煤炭，在世界能源消费构成中占据主导地位。1965年，在世界能源消费结构中，石油首次超过煤炭，成为第三代主要能源。到1979年，石油的比例达到了54%，相当于煤的三倍。A，版本1.0-110503，2011年5月3日，概念，能源的分类和利用历史，4。电1881年，美国建造了世

14、界上第一座发电站，同时开发了电灯等实用电气设备。此后，电力的应用领域越来越广，发展规模也越来越大。人类社会已经逐渐进入了石油、煤炭和天然气等化石燃料已经转化为更便于运输和利用的电能，进一步推动了工业革命，带来了巨大的技术进步。A，版本1.0-110503，2011.5.3，能源的概念、分类和利用历史，5。核能和可再生能源美国在1942年建造了世界上第一个核反应堆，苏联在1954年前建造了世界上第一个发电反应堆并正式开放。1956年，美国的核电厂投入运行，核能的使用迅速发展。到20世纪90年代，核能发电约占世界总发电量的17%。21世纪以来，太阳能、风能、海洋能、生物质能等可再生能源发展迅速，并

15、逐渐走向成熟和规模化，其比重预计将大幅增加，为人类解决能源和环境保护问题开辟了一个新的天地。A，版本1.0-110503，2011年5月3日，能源、热能(最成熟的利用模式)、电能(最广泛的利用模式)和氢能(最预期的利用模式)的概念、分类和利用历史，A，版本1.0-110503，2011年5月常规能源对环境的影响中国能源格局和结构可持续发展战略，A，版本1.0-110503，2011年5月3日，a，版本1.0-110503，2011.5.3，能源和可持续发展战略，1。传统能源对环境的影响，1。空气污染、化石燃料的利用会产生有害气体，如一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等。这不仅会导致生态系统的破坏，还

16、会直接危害人类健康。在许多国家和地区，空气污染造成的直接和间接损失相当严重。酸雨二氧化硫、氮氧化物和其他污染物通过大气传播，在一定条件下形成酸雨，危害农作物和森林生态系统，破坏水生生态系统，腐蚀物质，造成重大经济损失。酸雨也导致地区气候变化。a，版本1.0-110503，2011.5.3，能源和可持续发展战略，1。传统能源对环境的影响，3。随着温室效应导致大气中CO2浓度的增加，平均地表温度将上升，尤其是在极地地区，这可能导致海平面上升，这将对许多国家产生严重的经济和社会影响。由于大量化石能源的燃烧，大气中二氧化碳的浓度正在增加。A，版本1.0-110503，2011.5.3，能源和可持续发展

17、战略，1。传统能源对环境的影响。其他影响如果考虑到能源开采、运输和加工过程中的不利影响，损失会更严重。如果采煤，会有人员伤亡和土地塌陷。虽然核能的利用不会产生上述污染物，但存在核废料问题。全世界核能的使用将产生数千吨核废料。如果处理不当，放射性的危害或风险将持续数百年。a，版本1.0-110503，2011.5.3，能源和可持续发展战略，2。中国的能源格局和结构，多煤少油，低效率，严重污染和人均能源严重短缺是中国能源格局的基本特征，一，版本1.0-110503，2011.5多煤少油是中国能源储存结构的基本特征。这种结构在未来20年不会改变，即使是在本世纪中叶。在能源生产和消费中，煤炭是直接燃烧的主要能源，由于燃烧技