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1、能源的基础知识 能源定义 能源 energysources 能量的源泉 能量的载体 到目前为止 人类认识的能量主要有机械能 热能 电能 辐射能 化学能 核能 由于能量形式的多样性 能源也有多种形式 人们对于能源也常有不同的表述 简明英汉百科辞典 对能源一词的解释为 能源是燃料 流水 阳光 风等可转变为人类所需要的能量的资源 现代汉语辞典 中 对能源的注解是 能产生能量的物质 如燃料 水力 风力等 能源分类 由于能源形式多样 人们通常按其来源 形态 特性 转换 利用程度等进行分类 不同的分类方法都是从不同的侧重面反映了各种能源的特征 能源常见的分类方法有3种 第一种是根据能否再生 将能源分为可再
2、生能源和非再生能源第二种是按有无加工转换 可将能源分为一次能源 二次能源和终端能源第三种按被利用的程度分为常规能源和新能源其他分类方法 清洁能源和非清洁能源商品能源与非商品能源绿色能源与农村能源 能源储量 生产及消费 一般而言 对石油 煤炭 天然气的储量常有地质储量 探明储量 技术可采量 经济可采量 剩余可采量数据 地质储量的数据最大 是地质范围内可能存在的储量 探明储量是目前已经探明的储量 和地质储量相比数据大大缩小 技术可采量是在地质储量中凭目前的技术可以开采的量 经济可采量是指经济合理条件下可以开采量 对于水能储量主要有理论蕴藏量 技术可开发量 经济可开发量 世界石油总况 据BP2006
3、年报告的数据 到2005年底 世界石油探明储量1636亿吨 比2004年底大约增加了8亿吨 其中中东地区为1012亿吨 约占世界总量的62 欧洲 前苏联为192亿吨 占世界的11 7 其他地区均不足10 到2005年底世界的石油储采比为40 6 世界石油总况 我国能源系统特点 能源资源总量多 人均少 人均耗能及人均电力都大大低于世界平均水平 能源资源 能源生产与经济布局不协调 北煤南运 西电东送 西气东输将是长期的格局 消费结构不合理 能源结构仍以煤为主 煤炭消耗占能源总消耗的60 以上 而且第二产业仍然是能源消费的主要部分 这导致了能耗高 能源利用率低 只有大约32 美国50 以上 能源浪费
4、和严重的环境污染 电力峰谷差日益增加 能源供应系统抗风险能力不足 能源消耗中几乎全部依靠常规能源 石油的消费与发达国家相比相差很大 煤炭生产以地方和集体煤矿为主 原煤入选率低 大多数煤炭未经洗选 高灰分 高硫分的煤直接加以使用 而且掺杂含假严重 造成严重污染 中国和世界能源结构比较 节能的定义 狭义定义 就是节约石油 天然气 电力 煤炭等能源广义定义 是节约一切需要消耗能量才能获得的物质 如自来水 粮食 布料等节能含义 节能并不是不用能源 而是善用能用 巧用能源 充分提高能源的使用效率 在维持目前的工作状态 生活状态 环境状态的前提下 减少能量的使用 中华人民共和国节约能源法 第三条对节能的定
5、义 节能是指加强用能管理 采取技术上可行 经济上合理以及环境和社会可以承受的措施 减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费 更加有效 合理地利用能源 节能的必要性及意义 不可再生能源总有枯竭据 BP世界能源统计 2006版 资料介绍 以目前探明储量计算 全世界石油还可以开采40 6年 天然气还可以开采65 1年 煤炭还可以开采155年 即使以最乐观的态度 再过200年 地球上可开采的矿石资源将消耗殆尽 到时人类如何面对 将是一个关乎全人类生存的严峻问题 节能的必要性及意义 目前能源利用率低 节能潜力巨大目前 我国的能源整体利用率约为30 左右 节能的潜力非常巨大 如按中等发达国家的能源利用效
6、率来计算 我国现在完全可以在能源消费零增长的条件下实现经济增长 逐步达到发达国家的经济发展水平 这是何等令人鼓舞的消息 我国能源总利用率33 节能的必要性及意义 涉及国家战略安全问题经济发展 能源消费量增加 石油对外依存度提高 国际因能源问题引发的各种冲突日益增多 降低生产成本 减少废气污染 实现可持续发展 14 节能的必要性及意义 节约能源 提高能源利用率 可在相同国民产值的情况 降低能源消耗的总量 减少二氧化碳的排放量 对保护地球环境 建立和谐社会也具有积极的社会意义 节能工作是解决能源供需矛盾的重要途径 是从源头治理环境污染的有力措施 也是经济可持续发展的重要保证 节能工作三个方面的积极
7、意义 1 节能是解决能源供需矛盾的重要途径2 节能是从源头治理环境污染的有力措施3 节能降耗是经济可持续发展的重要保证 节能的内容 1 从节能的领域来看 包括工业节能 交通节能 建筑节能 农业节能及日常生活节能 而每一个领域又可以细分为多个领域 2 从节约能源的形式来看 包括节煤 节油 节气 节电 当然 节油也可以细分为节约柴油 节油汽油 节约煤油等 3 从广义节能的角度来看 几乎包含任何所有的物质 如节约用水 节约粮食 重复利用资源等4 从节能的方法措施领域来看 包括管理节能 技术节能 结构调整节能 EMC节能 节能的内容 5 从能源转换过程来看 节能的内容包括能源开采过程节能 能源加工 转
8、换和贮运过程节能及能源终端利用过程节能6 从节能的时空位置来看 可以说是时时可节能 处处能可节能 总之 在任何地方 任何时间 任何事件上 只要我们注意到了节能这个问题 总可以找到需要我们节能的内容 正是时时 处处 事事可节能 1 3 2节能有关的概念 1 标准当量能源标准当量是以该物质的燃烧热值为基准 利用标准当量作为能源消耗的单位 一方面可以将不同的能源折算成某一种能源 同时又将该种能源的不同品种折算成理论上的标准能源 如标准煤当量 标准油当量 方便了人们的节能工作 1Kg标准煤当量 7000大卡 1Kg标准油当量 10000大卡1大卡 1000卡一般情况下 1卡 4 186焦耳工程中使用
9、1卡 4 1868焦耳在热力学中 1卡 4 184焦耳 化工节能节能技术手册 1卡 4 1816焦耳 可简化为1卡 4 182焦耳Mtce 表示百万吨煤当量Mtoe 表示百万吨油当量tce 表示吨煤当量toe 表示吨油当量 发热量 发热量是指单位重量 固体 液体 或体积 气体 物质在完全燃烧 且燃烧产物冷却到燃烧前的温度时发出的热量 也称热值 单位为KJ Kg或KJ m3 在具体应用上 又将发热量分为高位发热量和低位发热量 高位发热量是指燃料完全燃烧 且燃烧产物中的水蒸气全部凝结成水时所放出的热量 低位发热量是燃料完全燃烧 而燃烧产物中的水蒸气仍以气态存在时所放出的热量 能源效率 能源系统的总
10、效率由三部分组成 开采效率 中间环节效率和终端利用效率 我国1992年能源系统的总效率为9 3 其中开采效率仅为32 中间环节效率70 终端利用效率41 通常将中间环节效率和终端利用效率的乘积通常称为 能源效率 如1992年我国能源效率为29 约比先进国际水平低10个百分点 终端利用效率也低10个百分点以上 目前我国的能源效率约为40 左右 相当于发达国家1990年代的水平 能源系统总效率图 4 能源折换系数 为了方便 将不同能源及物质的消耗折算到某一标准能源 如标准煤 标准油 下表是一些常用能源及物质消耗的折算系数 各种能源和物质消耗折标准煤参考系数 单位国民产值能耗 指每单位国民产值所消耗
11、的能量 一般用 吨标煤 万元产值 作单位 不同年份进行比较研究时 需将国民产值进行折算 一般以某一年的不变价进行折算 表2000 2005期间能源消费弹性系数及产值能耗 是指表示用能产品能源效率等级等性能指标的一种信息标识 属于产品符合性标志的范畴 我国的能源效率标识张贴是强制性的 采取由生产者或进口商自我声明 备案 使用后监督管理的实施模式 能效标识按产品耗能的程度由低到高 依次分成5级 等级1表示产品达到国际先进水平 即耗能最低 等级2表示比较节电 等级3表示产品能源效率为我国市场的平均水平 等级4表示产品能源效率低于我国市场平均水平 低于5级的产品不允许上市销售 能效指数 能源效率标识
12、9 当量热值和等价热值 当量热值又称理论热值 或实际发热值 是指某种能源一个度量单位本身所含热量 等价热值是指加工转换产出的某种二次能源与相应投入的一次能源的当量 即获得一个度量单位的某种二次能源所消耗的 以热值表示的一次能源量 也就是消耗一个度量单位的某种二次能源 就等价于消耗了以热值表示的一次能源量 因此 等价热值是个变动值 某能源介质的等价热值等于生产该介质投入的能源与该介质的产量之比或该介质的当量热值与转化效率之比 如二次能源电力1kW h当量热值等于3600KJ 而等价热值则为11840KJ 也就是说热量转化为电的效率为30 4 等价热值 当量热值 转化效率 10 温室效应及温室气体 指地球大气的温室效应 可能导致全球变暖 引发全球环境问题 由于包围地球的大气中 含有二氧化碳 氟利昂 甲烷 臭氧 一氧化二氮等微量温室气体 它们可以让大部分太阳辐射到达地面 而强烈吸收地面放出的红外辐射 只有很少一部分热辐射散失到宇宙空间中去 从而形成大气的温室效应温室气体共有30余种 京都议定书 中规定的六种温室气体包括如下 二氧化碳 C02 甲烷 CH4 氧化亚氮 N2O 氢氟碳化物 HFCS 全氟化碳 PFCS 六氟化硫 SF6
