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1、新能源概论新能源概论1.1能源含义及发展情况能源含义及发展情况1.2新能源的分类及其发展新能源的分类及其发展1.3新能源利用发展现状和趋势新能源利用发展现状和趋势1.1 1.1 能源含义、分类及发展现状能源含义、分类及发展现状1.1.11.1.1能源的含义能源的含义1.1.21.1.2能源分类能源分类一次能源与二次能源一次能源与二次能源一次能源：自然界中存在的天然资源。一次能源：自然界中存在的天然资源。二次能源：由一次能源直接或间接加工转换而成的人工能源，二次能源：由一次能源直接或间接加工转换而成的人工能源，如如热能、机械能、电能热能、机械能、电能等。等。图图1-1 20111-1 2011年
2、世界一次能源结构年世界一次能源结构化石能源与非化石能源化石能源与非化石能源可再生能源与非可再生能源可再生能源与非可再生能源常规能源与新能源常规能源与新能源清洁能源与非清洁能源清洁能源与非清洁能源1.1.31.1.3能源危机能源危机能源危机能源危机资源分资源分布不均布不均人口增人口增长长工业耗能工业耗能战争战争1.1.41.1.4世界及中国能源发展现状世界及中国能源发展现状 目前，全球每年一次能源消耗量目前，全球每年一次能源消耗量超过超过5 510102020J J，其中化石燃，其中化石燃料约占料约占80%80%，可再生能源仅为，可再生能源仅为14%14%。据世界能源理事会。据世界能源理事会（W
3、ECWEC）预测，到）预测，到20502050年可再生能源比例将上升至年可再生能源比例将上升至20%-40%20%-40%，到，到21002100年，将达到年，将达到30%-80%30%-80%。2018世界一次能源消耗结构世界一次能源消耗结构2018年世界能源分区域消费结构年世界能源分区域消费结构2018年分区域的燃料消费量年分区域的燃料消费量2018年世界一次能源消费占比年世界一次能源消费占比20112011年美国一次能源消费结构年美国一次能源消费结构20112011年中国一次能源消费结构年中国一次能源消费结构中国一次能源消费总量趋势中国一次能源消费总量趋势中国一次能源消费趋势预测（不含非
4、商品生物质能）单位：亿吨油当量中国一次能源消费趋势预测（不含非商品生物质能）单位：亿吨油当量预测机构预测机构及时间及时间基准年份基准年份基准值基准值预测值预测值年增长率年增长率/%/%20152015年年20202020年年20302030年年EIAEIA（20062006）2003200311.4311.4323.123.126.826.834.934.94.24.2EIA(2007)EIA(2007)2004200412.4812.4824.424.428.328.336.536.54.24.2IEAIEA（20072007）2005200515.1515.1526.326.331.231
5、.235.935.93.53.5国家发改委国家发改委能源所，能源所，20042004200020009.79.717.517.52 23.33.3中国工程院，中国工程院，20042004200020009.79.724.524.527.027.0中国地质科中国地质科学战略中心，学战略中心，20022002200020009.79.714.714.715.215.2注：EIA（国际能源组织）预测基于中国经济未来25年的平均增速为6.5%的假定；IEA依据的经济平均增速为6%1.21.2新能源的分类及其发展新能源的分类及其发展1.2.11.2.1新能源的特征新能源的特征 (1)(1)尚未大规模尚未
6、大规模作为新能源开发利用，有的甚至还处于作为新能源开发利用，有的甚至还处于初期研发阶段。初期研发阶段。(2)(2)资源赋存条件和物理化学特征与常规能源有明显区资源赋存条件和物理化学特征与常规能源有明显区别。别。(3(3)可以再生与持续发展，但开发利用或转化技术较复可以再生与持续发展，但开发利用或转化技术较复杂，成本尚较高的能源杂，成本尚较高的能源。(4)(4)清洁环保，可实现二氧化碳等污染物零排放或低排放清洁环保，可实现二氧化碳等污染物零排放或低排放的节约型各类能源。的节约型各类能源。(5)(5)资源量大、分布广泛，但大多具有能量密度低和发热资源量大、分布广泛，但大多具有能量密度低和发热量小的
7、缺点。量小的缺点。1.2.21.2.2新能源新能源1.1.太阳能太阳能太阳是位于太阳系中心太阳是位于太阳系中心的恒星，它几乎是的恒星，它几乎是热等热等离子体离子体与与磁场磁场交织着的交织着的一个理想球体。一个理想球体。与地球相距与地球相距1.5亿千米亿千米，直径是地球直径的直径是地球直径的109倍倍多多。体积约是地球的。体积约是地球的130万倍；质量大约是地球万倍；质量大约是地球的的330,000倍。太阳每秒倍。太阳每秒钟照射到地球上的能量钟照射到地球上的能量相当于相当于500万吨煤。万吨煤。太阳质量的大约太阳质量的大约四分之三是氢四分之三是氢，剩下的几乎都是，剩下的几乎都是氦氦，包括氧、，包
8、括氧、碳、氖、铁和其他的重元素质量碳、氖、铁和其他的重元素质量少于少于2%太阳能优点：太阳能优点：普遍普遍无害无害长久长久巨大巨大缺点：缺点：能流密度低能流密度低受昼夜交替和天气条件受昼夜交替和天气条件的限制。的限制。2.2.风能风能风能风能(wind energy)(wind energy)是是地球表面大量空气流动所产生的动能。地球表面大量空气流动所产生的动能。风能汽车风能汽车风能发电风能发电地球吸收的太阳能有地球吸收的太阳能有大约大约2%转化为风能，总量相转化为风能，总量相当于地球上所有植物通过光合作用吸收太阳能转当于地球上所有植物通过光合作用吸收太阳能转化为化学能的化为化学能的50到到1
9、00倍倍。量丰富、广泛分布、干净与缓和温室效应量丰富、广泛分布、干净与缓和温室效应 风力发电风力发电风力发电风力发电BB与其他发电与其他发电方式相结合方式相结合C C风力并网风力并网发电发电独立运行独立运行AA3.3.生物质能生物质能生物质能（生物质能（biomass energy），就是太阳能以化学能形式，就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。生物柴油快艇生物柴油快艇生物质能生物质能直接燃料直接燃料直接燃料直接燃料气体燃料气体燃料气体燃料气体燃料生物油生物油生物油生物油化工原料等化工原料等化工原料等化工原料等
10、3.3.生物质能特点生物质能特点1蕴藏量蕴藏量巨大的巨大的可再生可再生能源；能源；2普遍性、普遍性、易取性；易取性；环境污染环境污染小小3唯一可唯一可以存储、以存储、运输的运输的能源能源4挥发分挥发分高，炭高，炭活性高，活性高，易燃易燃5环境污环境污染小染小现有土地现有土地边际性土边际性土地地农业废弃农业废弃物物林业废弃林业废弃物物畜禽粪便畜禽粪便有机废弃有机废弃物物总计总计0 0167167（平均（平均24247272）141436364 417177 76 61 113131 110101010262262（平均（平均6060119119）表表1-2 2050年全球生物质开发潜力年全球生物
11、质开发潜力 单位：亿吨油当量4.4.水能水能水能：是指水体的水能：是指水体的动能动能、势能势能和和压力能压力能等能量资源。等能量资源。广义广义水能资源：包括水能、潮汐能、波浪能和海洋能等。水能资源：包括水能、潮汐能、波浪能和海洋能等。狭义狭义水能资源：即指河流的水能资源。水能资源：即指河流的水能资源。经济科开发水能世界各大洲的水能资源单位：1012kWh注：前苏联各国的水能资源分别计入亚洲和欧洲，俄罗斯的水能资源全部计入亚洲。世界一些国家的水能资源开发度（世界一些国家的水能资源开发度（2008年，单位：年，单位：%）5 5.地热能地热能地热能地热能Geothermal Energy是由地壳抽取
12、的天然热能，是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。火山爆发及地震的能量。温泉温泉温泉温泉肯尼亚地热发电厂肯尼亚地热发电厂产生：产生：地幔流体的热对流作用地幔流体的热对流作用 地壳中放射性元素的衰变。地壳中放射性元素的衰变。温度（温度（）用途用途200200400400发电和综合利用发电和综合利用150150200200发电、工业加热、工业干燥和制冷发电、工业加热、工业干燥和制冷100100150150采暖、工业干燥、脱水加工、回收盐类和双循环发采暖、工业干燥、脱水加工、回收盐类和双循
13、环发电电5050100100温室、采暖、家用热水、工业干燥和制冷温室、采暖、家用热水、工业干燥和制冷20205050洗浴、养殖、种植和医疗洗浴、养殖、种植和医疗7 7.海洋能海洋能v包含：潮汐能、波浪能、海流能和海水温差能等。包含：潮汐能、波浪能、海流能和海水温差能等。7 7.氢能氢能特点：资源丰富，来源具有多样性，具有可存储性和可再生特点：资源丰富，来源具有多样性，具有可存储性和可再生 性，热值高和无污染。性，热值高和无污染。8 8.核能核能优点：优点：核燃料具有体积小，能量大等优势；核燃料具有体积小，能量大等优势；污染少；污染少；安全性强安全性强缺点：缺点：核废料难处理；核废料难处理；热效
14、率较低；热效率较低；投资成本大，风投资成本大，风险高；险高；反射性对人体和生态有一定的破坏。反射性对人体和生态有一定的破坏。核能利用方式：核能利用方式：核裂变和核聚变核裂变和核聚变，目前用于发电的只有核裂，目前用于发电的只有核裂变。利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电。变。利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电。1kg铀235=25002500吨标煤吨标煤=含3%铀235浓缩铀28吨200300万吨万吨100万千瓦万千瓦1.3 1.3 新能源利用发展现状和趋势新能源利用发展现状和趋势类型类型20072007年容量年容量20202020年目标年目标水电水电145GW145GW300GW
15、300GW（含（含75GW75GW小水电）小水电）太阳能光伏太阳能光伏100MW100MW1.8GW1.8GW风电风电6GW6GW30GW30GW太阳能热水器太阳能热水器130M130M300M300M生物质能发电生物质能发电3GW3GW30GW30GW沼气沼气99m99m 440440 生物固体燃料生物固体燃料-50005000万吨万吨燃料乙醇燃料乙醇1616亿升（包括粮食乙醇）亿升（包括粮食乙醇）127127亿升亿升生物柴油生物柴油1.191.19亿升亿升2424亿升亿升地热（发电和供热）地热（发电和供热）32MW32MW（发电）（发电）12001200吨标准煤（发电和供热）吨标准煤（发电
16、和供热）潮汐能潮汐能-100MW100MW（潮汐能应用）（潮汐能应用）新能源的开发利用，开创了能源的新时代，但受制于资源、新能源的开发利用，开创了能源的新时代，但受制于资源、技术、产业影响。技术、产业影响。可再生能源、氢能与互联网技术相结合的能源产业被称为第可再生能源、氢能与互联网技术相结合的能源产业被称为第三次工业革命。三次工业革命。可再生能源得到开发和利用，已形成运行良好的产业。中国、可再生能源得到开发和利用，已形成运行良好的产业。中国、印度等新兴国家成为新能源发展的重要力量。印度等新兴国家成为新能源发展的重要力量。目前新能源在一次能源中的比例总体上偏低。对于中国，目前新能源在一次能源中的比例总体上偏低。对于中国，新能源新能源产业目标产业目标是积极推进可再生能源技术产业化，大力是积极推进可再生能源技术产业化，大力发展技术成熟的核电、风电、太阳能、生物质能等。发展技术成熟的核电、风电、太阳能、生物质能等。国际能源署（国际能源署（IEAIEA）对）对2000200020302030年国际电力的需求研究表年国际电力的需求研究表明，来自新能源的发电总量年平均增长速度将最快。明，来自新能源的
