能源与新能源及利用

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1、重庆电力高等专科学校重庆电力高等专科学校能源与新能源及利用动力工程系宋长华1能源与新能源利用-宋长华主要内容：n1-1 能源含义、分类及历史演变 n1-2 中国能源现状、问题与对策 n1-3 中国新能源与可再生能源现状与前景 n1-4 能量转换过程及转换设备或系统2能源与新能源利用-宋长华1-1 能源含义、分类及历史演变一、能源的重要性在工业、农业、交通、国防、日常生活中具有 重要作用。n当代社会最广泛使用的能源是煤炭、石油、天然气和水力， 特别是石油和天然气的消耗量增长迅速，已占全世界能源消 费总量的60左右。但是，石油和天然气的储量是有限的， 许多专家预言，石油和天然气资源将在40年、最多

2、5060年 内被耗尽，而煤炭资源虽然远比石油和天然气资源丰富，但 是直接应用煤炭严重污染环境，因此亟需研究把煤炭转化成 为气体或液体燃料的技术。n将日前的以化石能源为基础的常规能源系统，逐步过渡到持 久的、多样化的、可以再生的新能源系统。以避免能源危机 的出现。3能源与新能源利用-宋长华二、能源的含义及其分类1、能源：能够为人类提供某种形式能量（机械能、热能、电能 、化学能等）的自然资源及其转化物。或者说是能量的来源称 为能源。如太阳能、风能、化石燃料、水力等。 2、能源的分类： （1）按能源的生成方式分：一次能源和二次能源 （2）按能源在当代社会中的地位分：常规能源和新能源。 （3）按能否再

3、生分（对一次能源）：可再生和非再生能源。 （4）按其来源分（对一次能源） ： 来自地球以外天体的能源：太阳能、风能、水能、生物质能 来自地球内部的能源：地热能 地球一其它天体的作用产生的能源：潮汐能4能源与新能源利用-宋长华三、人类利用能源的历史演变n柴草时期n煤炭时期n石油时期n常规能源向新能源的过渡 20世纪能源消费构成5能源与新能源利用-宋长华1-2 中国能源现状、问题与对策一、中国能源现状n1949年新中国成立时，全国一次能源的生产总量仅为2374万t标准煤，居 世界第10位。n2004年中国一次能源生产量达到18.45亿吨标准煤，全年能源消费总量 19.7亿吨标准煤，是世界上第二大能

4、源消费国和能源生产国。n煤炭：2004年煤炭产量达到19.56亿吨（第一），同比增长 17.3%，其中用于发电9.8亿吨左右；n原油：生产原油1.75亿吨（第五）；n电力：2004年底止我国发电装机容量达到4.4亿千瓦，居世 界第二，新投产机组5050万千瓦，发电量2.19亿千瓦时。预 计今年发电装机将超过5亿千瓦，新投产机组6500万千瓦以 上。 2004年GDP增长9.5%，电力增长了15.3%n从1978年到2004年中国以年均增长4.8%的能源消费支撑了年 均9.4%的经济发展速度，1990年至2004年中国每万元GDP能 耗下降了45% 。6能源与新能源利用-宋长华二、中国能源存在的

5、问题（1）人均能耗低 （2）人均能源资源不足 （3）能源效率低 （4）以煤为主的能源结构亟待调整1）大量燃煤严重污染环境2）大量用煤导致能源效率低下3）交通运输压力巨大4）能源供应安全问题提到议事日程上来7能源与新能源利用-宋长华三、中国能源发展对策能源中长期发展规划：结合“十一五”规划的编制我们已经拟 定了能源中长期发展规划，这个发展规划可以概括为48个 字，即：“节能优先，效率为本；煤为基础，多元发展； 立足国内，开拓海外；统筹城乡，合理布局；依靠科技， 创新体制；保护环境，保障安全”。在能源中长期规划中 强调了要调整能源结构，加快发展核电、可再生能源和大 力发展水电。中国全国人大常委会已

6、通过了可再生能源 法，为我国可再生能源发展提供法律保证。 （1）坚持实行能源节约战略方针，（2）大力优化能源结构， （3）煤为基础，积极发展洁净煤技术，（4）大力开发利 用新能源与可再生能源，（5）采取措施保证能源供应安全 。8能源与新能源利用-宋长华1-3 中国新能源与可再生能源现状与前景一、新能源与可再生能源含义和分类n新能源与可再生能源含义：在中国是指除常规化石能 源和大中型水力发电、核裂变发电之外的生物质能、太阳 能、风能、小水电、地热能以及海洋能等一次能源。 （1）生物质能：生物质能是蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物通过叶 绿宏将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。有机物中除

7、矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物 质均属于生物质能，通常包括木材及森林废弃物、农业废 弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物以及 动物粪便等。9能源与新能源利用-宋长华（2）太阳能太阳能的转换和利用方式有光热转换、光电转 换和光化学转换等。 u光热转换：接收或聚集太阳能使之转换为热能，然后 用于生产和生活的一些方面，是光一热转换即太阳能光热 利用的基本方式。 u光电转换；利用光生伏打效应原理制成的太阳能电池 ，可将太阳的光能直接转换成为电能，称为光一电转换， 即太阳能光电利用。 u光化学转换；光一化学转换目前尚处于研究开发阶段 ，这种转换技术包括半导体电极产生电面电解水产生包、

8、利用氢氧化钙或金属氢化物热分解储能等内容。10能源与新能源利用-宋长华（3）风能n风能是指太阳辐射造成地球各部分受热不均匀，引起各地 温差和气压不同，导致空气运动而产生的能量。n利用风力机可将风能转换成电能、机械能和热能等。风能 利用的主要形式有风力发电、风力提水、风力致热以及风 帆助航等。 （4）小水电n按照中国国家计委规定，水电站总容量在5万kw以下的为小 型水电站；5万25万kw的为中型水电站；25万kw以上的为 大型水电站。11能源与新能源利用-宋长华（5）地热能n地热资源：是指在当前技术经济和地质环境条件下，地壳内能 够科学、合理地开发出来的岩石中的热能量和地热流体中的热 能量及其伴

9、生的有用组分。n地热资源，按赋存形式可分为水热型(又分为干蒸汽型、湿蒸 汽型和热水型)、地压型、干热岩型和岩浆型4大类；n按温度高低可分为高温型(150)、中温型(90149)和低 温型(89)。地热能的利用方式主要有地热发电和地热直接 利用两大类。 （6）海洋能n海洋能：是指蕴藏在海洋中的可再生能源，它包括潮汐能、波 浪能、悔流能、潮流能、海水温差能和海水盐差能等不同的能 源形态。n海洋能按储存的能量形式，可分为机械能、热能和化学能。12能源与新能源利用-宋长华二、发展新能源与可再生能源的重大战 略意义（1）新能源与可再生能源是人类社会未来能源的基 石，是目前大量燃用的化石能源的替代能源。

10、（2）新能源与可再生能源清洁干净、污染物排放很 少，是与人类赖以生存的地球的生态环境相协调的 清洁能源。 （3）新能源与可再生能源是不发达国家20多亿无电 、缺能人口和13特殊用途解决供电、用能问题的现 实能源。13能源与新能源利用-宋长华三、中国新能源与可再生能源发展现状14能源与新能源利用-宋长华已出台的发展可再生能源的相关方钭政策、规章制度n在1995年颁布的电力法“总则”和明确提出 ，国家鼓励和支持利用可再生能源和清洁能源 来发电。n1995年，国家计委、国家科委、国家经贸委又 根据上述法律及方针、战略制定印发了新能 源和可再生能源发展纲要(19962010)，通 过计划组织安排落实。

11、n1992年国务院批准的中国环境发展十大对策 中明确提出，要“因地制宜地开发利用和推广 大阳能、风能、地热能、生物质能等新能源”。15能源与新能源利用-宋长华已出台的发展可再生能源的相关方钭政策、规章制度n1994年国务院批准发布的中国21世纪议程 中国21世纪人口、环境与发展白皮中强调 ， “可再生能源是未来能源结构的基础”、要“ 把开发可再生能源放到国家能源发展战略的优 先地位”，“广泛开展节能和积极开发新能源和 可再生能源” 。n中国于1997年颁布了节约能源法，从1978 年到2004年中国以年均增长4.8%的能源消费支 撑了年均9.4%的经济发展速度，1990年至2004 年中国每万

12、元GDP能耗下降了45%，中国政府 制定了节能中长期发展规划 n中国全国人大常委会已通过了可再生能源法 ，为我国可再生能源发展提供法律保证。16能源与新能源利用-宋长华四、中国新能源与可再生能源发展前景（1）中国拥有丰富的新能源与可再生能源资源可供开发利用 。 （2）中国对新能源与可再生能源的需求量巨大，市场广阔。 （3）中国新能源与可再生能源的发展适逢良好的市场机遇。 （4）市场巨大推动力将促进中国新能源与可再生能源的发展 。 （5）已取得的成绩和国家对发展的高度重视。n综上所述，可以预言，在21世纪，中国的新能源与 可再生能源将会有更大、更快的发展为中国的现 代化建设做出更大的贡献。17能

13、源与新能源利用-宋长华发展前景：（1）风能：n小型风力机市场化；加速中大型风力机设计、 制造国产化进程；n发展风力发电控制和管理系统；n加强和完善风电场的规划选点和勘察设计工作 ，建设若干个大型风电场。n2000年和2010年全国风力发电装机容量分别达 到30万40万kW和100万110万kw。18能源与新能源利用-宋长华（2）太阳能n太阳能建筑、太阳热水器要形成规模化生产 ；降低太阳能电池成本，提高光电转换效率 ；n大力推广应用小功率光伏电源系统；建立分 散型和集中型联网光伏示范电站。n到2010年，太阳能利用总量达到467万t标准 煤。19能源与新能源利用-宋长华（3）生物质能n薪炭林面积

14、2000年和2010年分别达到540万公顷和 1340万公顷；实现居民节煤灶具的商品化生产和 销售，年节柴量达1亿t以上；n发展生物质高品位利用能力，开展综合利用，提 高效益，使全国沼气用户(包括集中供气户)2000年 和2010年分别达到755万户和1235万户，沼气供应 量分别达到226亿m和40亿m3：n生物质发电装机容量2000年和2010年分别超过5万 kw和30万kw。n争取在“十五”期间秸秆气化示范工程达到5000个 示范村规模。20能源与新能源利用-宋长华（4）地热能n积极开发高温热储地区的地热资源，进一步 扩大地热直接利用和发电规模，n2000年和2010年利用总量分别达到8

15、8万t标准 煤和151万t标准煤。（5）小水电n2010年装机容量达到2788万Kw，发电量达到 1170亿kWh。 （6）海洋能：21能源与新能源利用-宋长华太阳能发电图22能源与新能源利用-宋长华光伏发电图23能源与新能源利用-宋长华太阳能 发电系 统24能源与新能源利用-宋长华青海太阳能发电图25能源与新能源利用-宋长华住宅太阳能发电系统26能源与新能源利用-宋长华太阳能发电家用系统27能源与新能源利用-宋长华2 千瓦美国加洲太阳发电28能源与新能源利用-宋长华太阳能、潮汐和核电站图29能源与新能源利用-宋长华风力发电独立系统示意图30能源与新能源利用-宋长华香港沙洲自动气象站风力发电机

16、31能源与新能源利用-宋长华风力发电图32能源与新能源利用-宋长华磁流体发电示意图33能源与新能源利用-宋长华法国朗斯潮汐电站外景34能源与新能源利用-宋长华法国朗斯潮汐电站示意图35能源与新能源利用-宋长华生物质能发电原理图示36能源与新能源利用-宋长华广洲拉圾电厂37能源与新能源利用-宋长华沼气发电原理图示38能源与新能源利用-宋长华地热发电系统39能源与新能源利用-宋长华西藏年那曲地热电站40能源与新能源利用-宋长华火电厂外景41能源与新能源利用-宋长华广东阳江核电站42能源与新能源利用-宋长华火力发电生产流程示意图43能源与新能源利用-宋长华44能源与新能源利用-宋长华1-4 能量转换过程及转换设备或系统能源能源形态转换过 程转换机械或系统石油、煤 炭、天然 气等矿物 燃料氢和酒精