緒論~能源與環(huán)境形勢課件

工程熱力學

Engineering

Thermodynamics工程熱力學

EngineeringThermodynami

緒論☆

世界能源形勢☆未來能源需求的特點☆我國能源形勢☆能源發(fā)展戰(zhàn)略

☆什么是工程熱力學

☆本課程的研究對象及主要內(nèi)容

緒論世界能源形勢

能源在人類社會發(fā)展中的作用

“能源危機”環(huán)境污染

不能走傳統(tǒng)的發(fā)展道路

建立可持續(xù)發(fā)展的能源結(jié)構(gòu)世界能源形勢

國際能源機構(gòu)預測（百萬噸標油）

2000201020202030煤炭2335270231543606石油360442725020.55769天然氣

208527943498.54203核電674573728703水電228274320366可再生

223336477618總計9179111311319815265國際能源機構(gòu)預測（百萬噸標油）

政府間氣候變化專業(yè)委員會預測

2000202020302050煤炭22283636-55044666-71864872-9457石油38544223-69224050-92013273-13903天然氣

24733653-49224471-68136619-13369核電

230327-726359-1276911-2930生物能1139900-14701280-20802870-4600可再生

271370-550530-9601140-3990總計

1019314100-17000165002140021300-31200政府間氣候變化專業(yè)委員會預測能源的分類能源的分類

未來能源需求的特點

1、總需求持續(xù)上升

在一段長時期內(nèi)，化石能源仍是主要的一次能源

天然氣比例增加，石油減少

可再生能源2030年前后大規(guī)模應用未來能源需求的特點

未來能源需求的特點

世界能源變革及可再生能源替代化石燃料的必要性未來能源需求的特點世界能源變革及可再生能源替代化石燃料的必未來能源需求的特點

2004年歐洲聯(lián)合研究中心(JRC)的預測未來能源需求的特點2004年歐洲聯(lián)合研究中心(JRC)的預測未來能源需求的特點

歐洲聯(lián)合研究中心對未來能源發(fā)展預測全球總能耗與化石燃料最大供給間的差距未來能源需求的特點歐洲聯(lián)合研究中心對未來能源發(fā)展預測全球總能

2、環(huán)境保護對能源結(jié)構(gòu)影響大

為減少燃煤污染，大量使用石油、天然氣為減少溫室氣體排放，注重節(jié)能和加速可再生能源開發(fā)

HCFCs的替代，保護地球的臭氧層2、環(huán)境保護對能源結(jié)構(gòu)影響大

能源在我國經(jīng)濟和社會發(fā)展中的戰(zhàn)略地位與存在問題

1、能源需求迅速增長，供需矛盾尖銳；能源結(jié)構(gòu)不合理，優(yōu)質(zhì)液體燃料短缺；效率低下，浪費驚人。能源問題是制約我國經(jīng)濟和社會發(fā)展長期的、重大的瓶頸能源在我國經(jīng)濟和社會發(fā)展中的戰(zhàn)略地位與存在問題一次能源需求分析

20002020

情景1情景2情景3煤炭（億噸）12.518.523.828.5石油（億噸）2.244.04.85.2天然氣（億

m3）245200017001200一次電力2392139311191310791（億千瓦時）一次能源需求分析

一次能源供應能力預測

20002020

低方案

高方案煤炭（百萬噸）10002100不確定油（萬噸）163001750020000氣（億立方米）

27213001500水電（百萬千瓦）79.3240300核電（百萬千瓦）2.150新能源（百萬噸標煤）1不確定不確定一次能源供應能力預測

我國各種一次能源的剩余探明儲量與世界比較我國各種一次能源的剩余探明儲量與世界比較

我國2006年各種能耗指標劣于世界平均水平我國2006年各種能耗指標劣于世界平均水平

煤炭：

資源有保證受環(huán)保、水資源限制，開采規(guī)模難以滿足中、高情景需求

石油：

缺口大能源安全問題突出

天然氣：

將有大發(fā)展煤炭：

水電：

高速發(fā)展開發(fā)利用率達70%以上須十分注意環(huán)境保護核電：

積極發(fā)展可再生能源與替代能源：

加快開發(fā)水電：

從更長時期考察

2030年以后，常規(guī)能源生產(chǎn)與能源總需求的缺口繼續(xù)擴大到2050年，缺口可能達20億噸標煤

保證清潔、經(jīng)濟、充足、安全的能源供應是我國發(fā)展長期的重大瓶頸

從更長時期考察2、環(huán)境影響更加嚴重，減排治污、保護生態(tài)刻不容緩

大量燃煤造成嚴重大氣污染

SO2和NOx的排放

細微粒子

CO2減排、ＨＣＦＣs替代問題

重金屬2、環(huán)境影響更加嚴重，減排治污、保護生態(tài)刻不容緩2001年我國一次商品能源消耗結(jié)構(gòu)與世界對比2001年我國一次商品能源消耗結(jié)構(gòu)與世界對比我國煤炭直接燃燒排放的大氣污染物占全國總排放量的比例我國煤炭直接燃燒排放的大氣污染物占全國總排放量的比例

能源發(fā)展戰(zhàn)略

通過科學用能和開發(fā)利用國內(nèi)外資源，為全面建設小康社會提供能源保障，并進而為建立充足、經(jīng)濟、清潔和安全的可持續(xù)發(fā)展能源體系打下基礎(chǔ)。能源發(fā)展戰(zhàn)略大力推進科學用能

緊抓潔凈煤技術(shù)加強油氣勘探、采運與利用高速開發(fā)水力資源積極發(fā)展核電加速可再生能源和新能源研究高度重視電力建設

能源與環(huán)保協(xié)調(diào)發(fā)展

大力推進科學用能

節(jié)能和科學用能

提高能源利用效率，減少能源消耗，社會越進步，節(jié)能的重要性越突出

節(jié)能是一種特殊形式的戰(zhàn)略能源，科學用能是這些要求和發(fā)展的必然結(jié)果節(jié)能和科學用能科學用能的定義

深入研究用能系統(tǒng)的合理配置和用能過程中物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律，以提高能源率和減少污染，最終減少能源的消耗從系統(tǒng)科學角度，研究科學用能；對用能的全過程和各個環(huán)節(jié)進行分析、研究，綜合得出結(jié)論科學用能的定義深入研究用能系統(tǒng)的合理配置和用能過程中物科學用能的研究內(nèi)容

能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律用能的方法用能的系統(tǒng)用能的技術(shù)用能的管理、法律與政策科學用能的研究內(nèi)容能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律總之

能源問題是制約我國經(jīng)濟和社會發(fā)展的長期瓶頸大力發(fā)展一次能源和推動節(jié)能與科學用能是根本性的措施

走資源節(jié)約和科學利用型發(fā)展道路，是我國邁向先進國家、實現(xiàn)國家振興唯一正確的途徑

總之能源問題是制約我國經(jīng)濟和社會發(fā)展的長期瓶頸

什么是工程熱力學從工程技術(shù)觀點出發(fā)，研究物質(zhì)的熱力學性質(zhì)，熱能轉(zhuǎn)換為機械能的規(guī)律和方法，以及有效、合理地利用熱能的途徑。鍋爐—煙氣—水—水蒸氣—(直接利用)供熱；鍋爐—煙氣—水—水蒸氣—汽輪機—

(間接利用)發(fā)電冰箱—(耗能)制冷什么是工程熱力學鍋爐—煙氣—水—水蒸氣—(直接利蒸汽動力裝置流程簡圖蒸汽動力裝置流程簡圖蒸汽動力裝置流程簡圖蒸汽動力裝置流程簡圖

本課程的研究對象及主要內(nèi)容

研究對象：與熱現(xiàn)象有關(guān)的能量利用與轉(zhuǎn)換規(guī)律的科學。

研究內(nèi)容：

（1）研究能量轉(zhuǎn)換的客觀規(guī)律，即熱力學第一與第二定律。

（2）研究工質(zhì)的基本熱力性質(zhì)。

（3）研究各種熱工設備中的工作過程。

（4）研究與熱工設備工作過程直接有關(guān)的一些化學和物理化學問題。

本課程的研究對象及主要內(nèi)容

研究對象：1、宏觀方法：連續(xù)體，用宏觀物理量描述其狀態(tài)，其基本規(guī)律是無數(shù)經(jīng)驗的總結(jié)

特點：可靠，普遍，不能任意推廣

宏觀熱力學，平衡熱力學2、微觀方法：從微觀粒子的運動及相互作用角度研究熱現(xiàn)象及規(guī)律

特點：揭示本質(zhì)，模型近似

統(tǒng)計熱力學工程熱力學研究方法1、宏觀方法：連續(xù)體，用宏觀物理量描述其狀態(tài)，其基本規(guī)律是無水力發(fā)電水力發(fā)電全國建筑節(jié)能住宅示范小區(qū)—嵩