新能源技術簡介

1、 1.緒論 2. 太陽能 3. 風能 4.地熱能 5.海洋能 6.生物質能 7. 氫能 8.天然氣水合物 9.潔凈煤技術 10.核能 11.新能源與可持續(xù)發(fā)展 1 新能源技術的定義新能源技術的定義 有別于現(xiàn)有能源技術且對環(huán)境友好的能源技術。 2 新能源技術的發(fā)展動力新能源技術的發(fā)展動力 能源需求的增長、相關技術進步的支撐、經(jīng)濟與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的需要。 3 新能源技術的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢新能源技術的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 主要發(fā)達國家與發(fā)展中國家都制定了新能源與可再生能源的發(fā)展規(guī)劃。 搶占技術制高點。 1.太陽能資源量 總量：總量約為3.751026W 。 每秒相當于500萬噸標準煤的熱值量。 中國的太陽能

2、資源：陸地表面每年接受的太陽輻射能約為501018kJ，全國太陽年輻射總量為9302325 kWh（m2a），平均值為1627kWh（m2a） 。 2.太陽能熱利用 供熱、干燥、熱力發(fā)電、養(yǎng)殖、醫(yī)療。 3.太陽能光電轉換 光伏發(fā)電（離網(wǎng)與并網(wǎng)）拉薩唐卡廠的太陽能灶，2007.8， 李傳統(tǒng)攝拉薩唐卡廠太陽能灶，2007.8 李傳統(tǒng)攝太陽能熱力發(fā)電系統(tǒng)示意圖。?？诿捞m機場光伏電站?？诿捞m機場光伏電站甘南草原旅游景點的太陽能路燈，2012.8 李傳統(tǒng)攝 1.風能資源風能資源 到達地球的太陽能約2轉化為風能。 全球的風能約為2.74109MW，其中可利用的風能為2107MW，比地球上可開發(fā)利用的水能總

3、量還要大10倍。 我國風力資源的總儲量為每年16億kW，近期可開發(fā)的約為1.6億kW，內蒙古、青海、黑龍江、甘肅等省風能儲量居我國前列。 2.風能利用風能利用 灌溉 汲水 風帆助航 風力發(fā)電 Balance of gyroscopic forces Slower rotation increases gearbox & transmission costs More aesthetic, less noise, fewer bird strikesLargest blade (61.5 m)風機塔高度隨風力發(fā)電機組功率的變化 3.世界風電市場現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢世界風電市場現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 中

4、國風力發(fā)電容量和風力發(fā)展制造設備均居世界第一。 4.風能利用的環(huán)境問題風能利用的環(huán)境問題 間接的能源利用和污染排放：風機加工、安裝及所用的材料需要能源或造成污染排放 對鳥類的傷害 噪音 對視覺的影響 無線電通訊干擾：風機妨礙電磁波傳播 風機運行的安全問題 1.我國的生物質資源我國的生物質資源 生物質定義：由光合作用而產生的各種有機體 （光合作用對太陽能的轉換率為56，實際平均為0.3%, 現(xiàn)代農業(yè)可達0.5%1%） 生物質資源量：地球上植物光合作用固定的碳達2x1011t/a，含能量達3x1018kJ/a，相當于全世界每年耗能量的10倍。 生物質能，是指利用自然界的植物、糞便以及城鄉(xiāng)有機廢物轉

5、化成的能源 （中華人民共和國可再生能源法） 2.生物質能利用技術生物質能利用技術 燃燒 熱解 氣化 制備沼氣 制酒精 制生物柴油 3.生物質能利用現(xiàn)狀與趨勢生物質能利用現(xiàn)狀與趨勢 國外以制酒精（如巴西）和制備沼氣（如德國）為主，單燒和混燒為輔，其他利用方式并存。 4.我國生物質能利用存在的問題我國生物質能利用存在的問題 燃燒發(fā)電不成功，制酒精叫停，生物柴油混亂，大型制備沼氣工程待發(fā)展。 1.氫氣作為能源的特點氫氣作為能源的特點 資源豐富、來源多樣性、環(huán)境友好、可儲存和再生、安全與和平。 2.氫氣的制備與儲運氫氣的制備與儲運 制備：電解水、化石燃料制氫、生物質制氫、其他方法制氫。 目前已化石燃料

6、制氫為主。 儲運：氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)；以氣態(tài)為主。 3.氫氣的利用技術氫氣的利用技術 用作燃料（燃燒或燃料電池燃料）、化工原料。 4.氫氣利用技術的發(fā)展前景氫氣利用技術的發(fā)展前景 燃料電池作為分散或集中能源。燃料氧化劑直流電燃料電池燃料電池名稱縮寫名稱縮寫溫度溫度 ()陽極反應陽極反應陰極反應陰極反應堿性燃料電池AFC60-100H2+2OH- 2H2O +2e-1/2O2+H2O+2e-2OH-質子交換膜燃料電池 PEMFC70-90H2 2H+ +2e-1/2O2+2H+2e-2H2O 直接甲醇燃料電池DMFC60-120CH3OH + H2OCO2+6H+ +6e-3/2O2+6H+6e-

7、3H2O磷酸燃料電池PAFC220H2 2H+ +2e-1/2O2+2H+2e-2H2O熔融碳酸鹽燃料電池MCFC850H2+CO32- H2O +CO2+2e-1/2O2+CO2+2e-CO32-固體氧化物燃料電池SOFC1100H2+O2- H2O +2e-1/2O2+2e-O2- 1.燃煤的污染排放 SOx、NOx、 CO2 和灰渣。 2.煤的潔凈加工 燃燒：燃燒前洗選，燃燒中或燃燒后煙氣凈化； 氣化 液化 成型燃料 3.煤的高效潔凈轉化技術 清潔燃燒 煤制油 新的聯(lián)合循環(huán)：IGCC（整體氣化聯(lián)合循環(huán)）、燃料電池-燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)。 1.核能來源核能來源 核裂變與聚變核裂變：被中子擊中

8、時，大原子核分裂成數(shù)個小原子核，這個過程會釋放能量。核聚變：數(shù)個小原子核結合并釋放能量。nHHH10423121nXeSrnU10136549038102359210Sr鍶，Xe氙 相對論的質能關系為開創(chuàng)原子能時相對論的質能關系為開創(chuàng)原子能時代提供了理論基礎代提供了理論基礎 , 這是一個具有劃時這是一個具有劃時代意義的理論公式代意義的理論公式 . 2. 核能的利用核能的利用 能源化利用：核電站（設計壽命40年） 軍事用途：核武器 民用：放療、種子照射等 科學研究：測量系統(tǒng) 3. 核電站原理核電站原理 利用反應堆中的核燃料裂變放出的核能轉變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電廠叫核電站。 核電站與火電站最主要的不同是蒸

9、汽供應系統(tǒng)。核電站利用核能產生蒸汽的系統(tǒng)稱為“核蒸汽供應系統(tǒng)”，通過核燃料的核裂變能加熱外回路的水來產生蒸汽。核電站的反應堆和蒸汽發(fā)生器相當于火電站的化石燃料和鍋爐。 4. 核電站現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢核電站現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 世界上第一批商業(yè)應用的原型核電站為第一代，如SHIPINGPORT等； 20世紀6080年代世界上大批建造的核電站為第二代； 20世紀80年代發(fā)展，90年代投入市場的先進輕水堆核電站，美國西屋公司的AP600，AP1000為第三代； 第四代先進核能系統(tǒng)正在被開發(fā)，追求更高的安全性，更好的經(jīng)濟性，環(huán)境的可持續(xù)性并滿足防核擴散的要求。這些要求對核電水回路的處理提出了更高的技術要求。 5. 核電站的安全問題核電站的安全問題 運行中的安全問題 核電站事故后的安全問題 1.經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展對能源的需求經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展對能源的需求 經(jīng)濟發(fā)展導致能源需求的持續(xù)增長。 2. 能源與環(huán)境能源與環(huán)境