《能源与环境》PPT课件.ppt

1、1.能源和环境；2.世界能源消耗；3.世界能源消耗逐年增加。石油是现代世界消耗最多的能源。教科书232，表10-1，10-2和图10-1，世界能源生产的增长率大于人口增长率。在不同的历史阶段，发达国家的能源消耗占世界的绝大多数。能源结构有明显变化。能源消费的增长与经济发展有一定的关系。2002年，美国人口仅占世界人口的4.6%，但能源消耗却占世界的24.4%。4、中国已探明能源储量和生产情况，5，6，能源消费弹性系数=能源消费年平均增长率/国民生产总值年平均增长率，中国能源消费情况，能源丰富和人均消费低。燃煤严重污染环境。农村能源供应短缺，主要是生物质能。1997年，中国人均能源消耗仅为1.1

2、65吨标准煤，世界人均能源消耗为2.4吨标准煤。北美10吨。据估计，中国在2050年将达到2.38吨标准煤。能源的基本概念和分类：能源是指提供能量的自然资源，是机械能、热能、化学能、原子能、生物能和光能的总称。一次能源二次能源是电力、汽油、煤油等人工能源，直接或间接从一次能源转化为天然气能源，如煤炭、石油、天然气、水力、风力、铀、植物燃料、太阳能、地热能和潮汐能。柴油、重油、焦炭、天然气和沼气被称为二次能源。2.能源利用能量分类。2.1煤是世界上最丰富的化石燃料。煤的主要类型有泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤，其煤化程度依次增加。10，不同类型煤的性质，11，12，泥炭(或腐败):在常温常压下，地表积

3、水中积累的植物残渣转化为泥炭或腐败，生化变化是这一阶段的主要因素。煤化作用：煤形成的第二阶段，主要是物理和化学作用。煤化包括成岩作用和变质作用。成岩作用受压力控制，压力使泥炭被压实、脱水并固结成褐煤；变质作用以温度为主要因素，以压力为次要因素，使褐煤转化为烟煤和无烟煤。无烟煤进一步变质并转化为石墨，但这不再属于煤化作用的范围。在煤化过程中，煤的化学成分、工艺性质、物理性质和岩相特征发生了一系列变化。随着煤化程度的加深，碳含量增加，氧和氢含量减少，颜色由棕色变为深黑色，灰黑色变为钢灰色，光泽由弱变强等。13，主要是碳和氢，但也含有少量的氧、氮和硫。几乎所有的煤都含有硫，尽管陕西神木出口的优质煤仍

4、含有0.280.45%的硫，而南方的一些煤储层含有高达10%的硫。这意味着每燃烧一吨这种煤，将产生近200千克二氧化硫。氮当煤燃烧时，几乎所有的氮都转化为一氧化氮和二氧化氮。是空气污染的重要组成部分之一。中国西南地区的煤以磷为特征，一些煤层夹有磷矿。因此，收集到的煤中含有较多的杂质磷，燃烧时会产生磷氧化物，这是我国西南地区酸雨危害严重的原因之一。灰分-煤中的灰分主要是不可燃的矿物杂质，包括钙、镁、铁、铅和硅，微量或痕量的矿物杂质，如砷、钡、铍、铅、汞和锌，以及放射性元素。14、采煤与环境，在矿区，大量表土和岩石被剥离，导致断裂和塌陷。煤矿开采过程中会产生大量废水，污染水和土壤。矿区用煤做燃料，

5、空气污染严重。煤矸石占据了大量的土地。15、煤炭的气化和综合利用，通常煤炭是直接卜石油是碳氢化合物的混合物，碳和氢分别占8487和1214，其主要成分是烷烃、环烷烃和芳香烃。除了纯碳氢化合物成分外，原油中还有氮、氧和硫等有机杂环化合物。石油还含有微量金属元素，如钒、镍、铁、铝、钙、钠、镁、钴和铜。据统计，每年通过各种渠道排入海洋的石油和石油产品约占世界石油总产量的0.5%，流入海洋的石油量达200万吨和1000万吨，航运排放入海的石油污染物达160万吨和200万吨，其中约三分之一是海上油轮事故造成的漏油。我国每年约有500起海上溢油事故，沿海地区海水含油量超过国家海水质量标准2倍和8倍，海洋石

6、油污染十分严重。18，2.3天然气，天然气的主要成分是甲烷，但它也含有相对较大分子量的烷烃，如乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等。它还含有N2、H2、二氧化硫和H2S，有时还含有稀有气体，如氦气和氩气。干净、方便且高度放热。化石燃料中的天然气是仅次于氢能的最佳能源和最清洁的能源。19，3。非化石燃料能源，3.1水力发电，讨论：水力发电的优势及其对环境的影响，20，3.2核能，核电厂的长期经济效益是显而易见的。核电厂安全可靠，对环境的影响小于燃煤和燃油电厂。这是一种清洁能源。考虑到化石燃料的枯竭及其综合利用价值，核燃料将成为主要的能源载体。21.中国在20世纪80年代中期开始建造核电站。前两座核电站分别位

7、于浙江秦山和广东大亚湾。目前，中国有10个核电厂，9个核电机组已投入商业运行，台湾正在建设中。中国的核电发电量占全国总发电量的2.3%。22、4新能源、4.1太阳能、23、24太阳能三种利用方式，太阳能直接转化为热能，太阳能直接转化为化学能，关键设备是集热器、太阳能电池太阳能电站、25平板集热器、抛物面反射器聚光器、26、27西藏科米县柘古镇光伏电站，装机容量130千瓦，解决了514户和近4000名牧民的用电问题。28.深圳国际园林花卉博览园太阳能光伏电站建于2004年8月，总容量为1兆瓦，年发电量约为100万千瓦时。它是亚洲最大的太阳能光伏电站，也是位于西藏安多的100千瓦光伏电站。安多县位

8、于青藏高原，海拔4800米，是世界上最大的县。计划到2010年解决偏远地区2300万人的用电问题。29，4.2生物能，生物质能：是指由太阳能转换并以化学能的形式储存在生物质中的能量。每年，世界上植物储存的能量，如果按人均计算，相当于世界上各种商业能源人均消耗量的十倍以上，例如大约20-30吨转化为标准煤。因此，生物质能的利用意味着太阳能的间接利用。生物质能利用模式：常见模式：木柴，木炭，沼气等新动向：能源树，从植物中提取酒精代替石油，丛藻类，30，生物质能-沼气，沼气灯，沼气炉，沼气综合利用，沼气成分，沼气发电，31，沼气形成过程，32，影响沼气生产的因素，温度密封，高温发酵50-55，中温发

9、酵30-35，常温发酵10-30，氮气不足会产生硫化氢气体，氮气过多会产生氨气和抑制甲烷的产生。33，其他新能源，地热能，核聚变能，氢能，潮汐能和风能，34，5。电能生产对环境的影响5.1火力发电对环境的影响火力发电所用的燃料主要是煤、石油或天然气。在火力发电过程中，约88%的化学能通过燃料燃烧转化为热能，热能传递给水管中的水加热蒸发。蒸汽通过蒸汽管流向汽轮机，并冲击叶片旋转。涡轮机可将46%的热能转化为机械能，发电机可将99%的机械能转化为电能，然后通过输出系统将电能输送给用户。也就是说，只有40%的热能转化为电能。冷却水的热辐射和热污染。火力发电以煤为燃料，排放到环境中的污染物主要是烟尘、炉渣、SO2和NO；如果石油被用作燃料，污染物主要是SO2和NO2。天然气被用作燃料，主要污染物是N