風(fēng)能清潔能源教學(xué)提綱

風(fēng)能清潔能源自然資源自然資源的分類

按照資源在自然界中賦存的狀況分按照資源的特征分類：無(wú)限資源:是指資源隨著地球的形成而存在。有限資源:在地球演化過(guò)程中的特定階段內(nèi)形成的，其量和質(zhì)有限，且分布不均勻。

自然資源-有限資源有限資源：分為可再生資源和不可再生資源。不可再生的資源：

一般在巖石圈表層或其內(nèi)部，是地球億萬(wàn)年演化的產(chǎn)物，被取用消耗后，在人類有限的生命時(shí)間范圍內(nèi)，是不能再次形成的?？稍偕馁Y源：資源由于處在無(wú)休止地循環(huán)交換之中，它們生生不息，可被人類反復(fù)利用，則稱為可再生的資源。自然資源-有限資源我國(guó)自然資源的現(xiàn)狀與特點(diǎn)

（一）人均資源量明顯低于世界平均水平水資源不及世界人均水平的1/4耕地是世界人均水平的30%森林是及世界人均水平的4%草地是世界人均水平的32%礦產(chǎn)資源不足世界人均水平的一半

（二）自然資源的空間分布不均衡（表）（三）自然資源的缺口日趨增大

中部西部中西部占全國(guó)比例%石油(億t)10.355.0915.4463.51煤炭(億t)56453903954794.80天然氣(億m3)850.537238.978089.572.19鐵礦(礦石億t11銅礦(金屬萬(wàn)t)30662727579291.83鉛礦(金屬萬(wàn)t)10481634268276.39鉛礦(金屬萬(wàn)t)10481634268276.39鋅礦(金屬萬(wàn)t)27654672743780.44鋁礦(礦石億t)13.348.4021.7495.94金礦(金t)14851147263263.31銀礦(銀萬(wàn)t)5.093.999.0877.15硫鐵礦(礦石億t)17.3317.5634.9279.11資源的開(kāi)發(fā)利用與環(huán)境保護(hù)

（一）確保有限自然資源能夠滿足經(jīng)濟(jì)可持續(xù)高速發(fā)展的要求

“保護(hù)資源，節(jié)約和合理利用資源”“開(kāi)發(fā)利用與保護(hù)增殖并重”“誰(shuí)開(kāi)發(fā)誰(shuí)保護(hù)、誰(shuí)破壞誰(shuí)恢復(fù)、誰(shuí)利用誰(shuí)補(bǔ)償”資源的開(kāi)發(fā)利用與環(huán)境保護(hù)（二）根據(jù)可持續(xù)發(fā)展的要求，從8個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行有關(guān)資源保護(hù)工作

建立基于市場(chǎng)機(jī)制與政府宏觀調(diào)控相結(jié)合的自然資源管理體系在自然資源管理決策中推行可持續(xù)發(fā)展影響評(píng)價(jià)制度水資源的保護(hù)與開(kāi)發(fā)利用土地資源的管理與可持續(xù)利用森林資源的培育、保護(hù)、管理與可持續(xù)發(fā)展海洋資源的可持續(xù)開(kāi)發(fā)與保護(hù)礦產(chǎn)資源的合理開(kāi)發(fā)利用與保護(hù)草地資源的開(kāi)發(fā)利用與保護(hù)能源的利用和保護(hù)

環(huán)境與資源能源：人類發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力能源：不可再生能源和可再生能源化石燃料資源能源：來(lái)自煤、油、天然氣能源使用固體廢物生物質(zhì)能太陽(yáng)能不可再生可再生能源熱風(fēng)熱能光合作用分子熱圖5-1：能源分類與使用示意圖（一）能源資源的儲(chǔ)備：自然資源總量排世界第七位能源資源總量約4萬(wàn)億t標(biāo)準(zhǔn)煤，居世界第三位煤炭保有儲(chǔ)量為10024.9億t石油的資源量為930億t天然氣的資源量為38萬(wàn)億ｍ３水力的可開(kāi)發(fā)裝機(jī)容量為3.78億千瓦，居世界首位；我國(guó)能源資源的儲(chǔ)備與消費(fèi)情況我國(guó)能源資源的儲(chǔ)備與消費(fèi)情況新能源與可再生能源資源豐富：風(fēng)能資源量約為16億kW，可開(kāi)發(fā)利用的風(fēng)能資源約2.53億kW地?zé)豳Y源的遠(yuǎn)景儲(chǔ)量為1353.5億t標(biāo)準(zhǔn)煤，探明儲(chǔ)量為31.6億t標(biāo)準(zhǔn)煤太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、海洋能等儲(chǔ)量更是屬于世界領(lǐng)先地位

我國(guó)能源資源的儲(chǔ)備與消費(fèi)情況能源資源的儲(chǔ)備資源種類煤炭（億t）石油（億t）天然氣（億m3）水力（GW裝機(jī)）探明可開(kāi)采儲(chǔ)量114532.73611704353可開(kāi)采年限（預(yù)測(cè)-保守）54～81年（1.4%-96）15～20年（2.5%-96）28～58年（5%-96）38～104年（5%-96）可開(kāi)采到2050-20772011-20162024-20542034-2100我國(guó)能源剩余資源探明儲(chǔ)量和可開(kāi)發(fā)年限我國(guó)能源資源的儲(chǔ)備與消費(fèi)情況（二）消費(fèi)情況全球能源資源危機(jī)與新能源發(fā)展

全球能源資源危機(jī)一百年來(lái)，全球能源消耗基本趨于穩(wěn)定態(tài)勢(shì)，平均每年呈3％指數(shù)增加。伴隨著化石燃料消耗的增加，大氣中CO2的含量相應(yīng)增加，地球不斷變暖，生態(tài)環(huán)境惡化，自然災(zāi)害及其造成的損失逐年增加全球能源資源危機(jī)與新能源發(fā)展將愈來(lái)愈快地消耗掉常規(guī)化石能源儲(chǔ)量。有數(shù)據(jù)表明，世界化石燃料耗盡時(shí)間從現(xiàn)在開(kāi)始只有幾十年的時(shí)間

國(guó)際上通行的能源預(yù)測(cè)，石油將在40年時(shí)間內(nèi)枯竭，天然氣將在60年內(nèi)用光，煤炭也只能用220年。

能源的潛在危機(jī)和生態(tài)環(huán)境的惡化迫使世界各國(guó)積極開(kāi)發(fā)可再生能源。新能源與可再生能源含義：

在我國(guó)是指除常規(guī)能源和大型水力發(fā)電之外的生物質(zhì)能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、小水電、海洋能、地?zé)崮?、氫能等能源資源。（表）

傳統(tǒng)能源的清潔利用-小水電

小水電：容量小于10MW的小型水電站

可利用專門(mén)用于發(fā)電的水壩和引水渠也可以利用灌溉或防洪壩小型電站在經(jīng)濟(jì)上的生命力取決于各地具體的環(huán)境條件

1990年全球各地區(qū)小水電容量與發(fā)電量表5-51990年全球各地區(qū)小水電容量與發(fā)電量地區(qū)容量(MWe)發(fā)電量(GW·h)北美430219738拉丁美洲11134607西歐723130239東歐與獨(dú)聯(lián)體22969438中東與北非45118撒哈拉沙漠以南非洲181476太平洋102407中國(guó)389015334亞洲3431353總計(jì)1950381709全國(guó)小水電的發(fā)展情況類型電站座數(shù)機(jī)組臺(tái)數(shù)裝機(jī)容量（MW）年發(fā)電量（TW·h）微型26962293578541.5小小型1754533306536414.43小型28067391955934.92總計(jì)47313700541577750.90中國(guó)小水電歷年發(fā)展情況年份裝機(jī)容量（MW）年發(fā)電量（TW·h）19493.7

19557.0

1960251.4

1965330.0

19701019.0

19753083.266919806925.5127219859521.024131990131803928199415777.06090傳統(tǒng)能源的清潔利用-小水電小水電站對(duì)環(huán)境的影響小于大型水電站，但是仍需要認(rèn)真對(duì)待，盡量減少對(duì)環(huán)境的影響。

傳統(tǒng)能源的清潔利用-潔凈煤潔凈煤：發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)：減少污染物排放，提高煤炭利用效率

主要的發(fā)展方向：先進(jìn)燃燒和污染處理技術(shù)煤的氣化與液化清潔能源-太陽(yáng)能（一）太陽(yáng)能：是一種可廣泛利用的清潔能源。

無(wú)論是生物質(zhì)能、風(fēng)能，還是水力、溫差和潮汐能，歸根結(jié)底都是太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化形式。即使礦物燃料，也是通過(guò)生物的化石形式保存下來(lái)的億萬(wàn)年以前的太陽(yáng)能。清潔能源-太陽(yáng)能太陽(yáng)能資源分布：世界太陽(yáng)能資源最豐富地區(qū)：美國(guó)西南部、非洲、澳大利亞、中國(guó)西藏、中東等地區(qū)的全年總輻射量或日照總時(shí)數(shù)最大。我國(guó)：西藏、青海、新疆、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古高原的總輻射量和日照時(shí)數(shù)均為全國(guó)最高，屬世界太陽(yáng)能資源豐富地區(qū)之一我國(guó)各地區(qū)的太陽(yáng)能資源及分布類型地區(qū)年日照時(shí)數(shù)年輻射總量kcal/cm2·年1西藏西部、新疆東南部、青海西部、甘肅西部2800－3300160－2002西藏東南部、新疆南部、青海東部、寧夏南部、甘肅中部、內(nèi)蒙古、山西北部、河北西北部3000－3200140－1603新疆北部、甘肅東南部、山西南部、陜西北部、河北東南部、山東、河南、吉林、遼寧、云南、廣東南部、福建南部、江蘇北部、安徽北部2200－3000120－1404湖南、廣西、江西、浙江、湖北、福建北部、廣東北部、陜西南部、江蘇南部、安徽南部、黑龍江1400－2200100－1205四川、貴州1000－140080－100清潔能源-太陽(yáng)能太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)太陽(yáng)能供熱系統(tǒng)太陽(yáng)能建筑熱電系統(tǒng)聚光式PV系統(tǒng)非聚光式PV系統(tǒng)(二)風(fēng)能

風(fēng)能是太陽(yáng)能的一種轉(zhuǎn)換形式，是一種重要的自然能源風(fēng)能的特點(diǎn)是能量巨大，但能量密度低風(fēng)能受地形和天氣的影響很大，并且還有季節(jié)性變化和逐日逐時(shí)變化。清潔能源-風(fēng)能世界風(fēng)能資源估評(píng)地區(qū)陸地面積(103km2)風(fēng)力為3—7級(jí)所占的比例和面積比例(％)面積(103km2)北美19339417876拉丁美洲和加勒歐4742421968東歐和獨(dú)聯(lián)體23047296783中東和北非8142322566撒哈拉以南非洲7255302209太平洋地區(qū)21354204188(中國(guó))(9597)（11）（1056）中亞和南亞42996243總計(jì)1066602729143清潔能源-風(fēng)能我國(guó)風(fēng)能資源情況：資源豐富區(qū)山東、遼東半島、黃海之濱南澳島以西的南海沿海、海南島和南海諸島內(nèi)蒙古從陰山山脈以北到大興安嶺以北新疆達(dá)坂城、阿拉山口河西走廊松花江下游張家口北部等地區(qū)分布各地的高山山口和山頂。中國(guó)風(fēng)能分區(qū)及占全國(guó)面積的百分比指標(biāo)豐富區(qū)較豐富區(qū)可利用區(qū)貧乏區(qū)年有效風(fēng)能密度（W/m2）＞200200-150＜150-50＜50年≥3m/s累計(jì)小時(shí)數(shù)（h）＞50005000-4000＜4000-2000＜2000年≥6m/s累計(jì)小時(shí)數(shù)（h）＞22002200-1500＜1500-350＜350占全國(guó)面積的百分比（%）8185024風(fēng)能的利用技術(shù)大中型風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電，已經(jīng)成為世界風(fēng)能利用的主要形式在許多風(fēng)能資源豐富地區(qū)，風(fēng)電已經(jīng)接近與常規(guī)能源競(jìng)爭(zhēng)的能力。清潔能源-風(fēng)能清潔能源-地?zé)崮埽ㄈ┑責(zé)崮苁侵冈诋?dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)和地質(zhì)環(huán)境條件下，地殼內(nèi)能夠科學(xué)、合理地開(kāi)發(fā)出來(lái)的巖石中的熱能量和地?zé)崃黧w中的熱能量及其伴生的有用組分。清潔能源-地?zé)崮艿責(zé)豳Y源的分類水熱型：蒸汽型熱水型地?zé)豳Y源干熱巖型地壓型地?zé)豳Y源地?zé)豳Y源溫度分級(jí)溫度分級(jí)溫度t界限℃主要用途高溫t≥150發(fā)電、烘干中溫90≤t＜150工業(yè)利用、烘干、發(fā)電、制冷熱水60≤t＜90采暖、工藝流程溫?zé)崴?0≤t＜60醫(yī)療、洗浴、溫室溫水25≤t＜40農(nóng)業(yè)灌溉、養(yǎng)殖、土壤加工中國(guó)地?zé)豳Y源成因類型成因類型熱儲(chǔ)溫度代表性地?zé)崽铿F(xiàn)（近）代火山型高溫臺(tái)灣大屯，云南騰沖熱海巖漿型高溫西藏羊八井、羊易斷裂型中溫廣東鄧屋、東山湖，福建福州、漳州，湖南灰湯斷陷盆地型中低溫京、津、冀、魯西、昆明、西安、臨汾、運(yùn)城坳陷盆地型中低溫四川、貴州等省分布的地?zé)崽锴鍧嵞茉?地?zé)崮艿責(zé)崂眉夹g(shù)地?zé)崴茉?，占總利用量?/3以上次是地?zé)崴B(yǎng)殖和種植約占20%地?zé)岵膳s占13%地?zé)崮芄I(yè)利用約占2%清潔能源-地?zé)崮芾们闆r：世界上18個(gè)國(guó)家有地?zé)岚l(fā)電，總裝機(jī)容量5827.55MW，裝機(jī)容量在100MW以上的國(guó)家有美國(guó)、菲律賓、墨西哥、意大利、新西蘭、日本和印尼。我國(guó)的地?zé)豳Y源也很豐富，但開(kāi)發(fā)利用程度很低。主要分布在云南、西藏、河北等省區(qū)。清潔能源-生物質(zhì)能

（四）生物質(zhì)能

生物質(zhì)包括從光合作用獲得的眾多的產(chǎn)品，它主要以化學(xué)方式貯存太陽(yáng)能1990年，生物質(zhì)(大部分是傳統(tǒng)生物質(zhì))占全球能源供應(yīng)總量的12％，主要在印度、中國(guó)、巴西等國(guó)家使用。來(lái)源：傳統(tǒng)生物質(zhì)：往往是在商業(yè)性能源市場(chǎng)之外由個(gè)人單獨(dú)采集的?，F(xiàn)代生物質(zhì)：還可轉(zhuǎn)變成可與從石油制成的產(chǎn)品相提并論的碳基燃料。清潔能源-生物質(zhì)能

清潔能源-生物質(zhì)能生物質(zhì)的形式：括薪柴，農(nóng)作物：尤其是為了生產(chǎn)能源而種植的能源作物，農(nóng)業(yè)和林業(yè)殘剩物食品加工和林產(chǎn)品加工的下腳料城市固體廢棄物生活污水水生植物等。清潔能源-生物質(zhì)能生物質(zhì)能的應(yīng)用技術(shù)熱化學(xué)轉(zhuǎn)換法，獲得木炭、焦油和可燃?xì)怏w等品位高的能源產(chǎn)品該方法又按其熱