新能源發(fā)電技術(shù) 課件 第1章 緒論

新能源發(fā)電技術(shù)

教學(xué)課件新能源發(fā)電技術(shù)1.1能源問題2019年2月任課老師：視頻文件微信公眾號：走進能源我們所面臨的挑戰(zhàn)：總量控制

使我國所消耗的能源總量，尤其是煤炭、石油等化石能源總量最小化。研究表明，強化節(jié)能，可將年能耗E總控制到：年代202020302050E總（億tce）<48～60～80注：我國2018年能源消費總量已經(jīng)超過45億噸標準煤我們所面臨的挑戰(zhàn)：環(huán)境問題目錄Contents1.1.1能源分類1.1.2能源發(fā)展過程1.1.3能源結(jié)構(gòu)1.1.4能源利用效率1.1.5新能源滲透率目錄Contents1.1.1能源分類1.1.2能源發(fā)展過程1.1.3能源結(jié)構(gòu)1.1.4能源利用效率1.1.5新能源滲透率1.1.1能源分類能源0102030405煤炭石油。。。天然氣

生物質(zhì)能為了更好的區(qū)分這些能源，采用不同的方法來區(qū)分1.1.1能源分類能源是能量物質(zhì)或能量資源的統(tǒng)稱，它是自然界中可為人類提供某種能量的各類能量物質(zhì)，或者可以做功的各種能量資源。煤炭風(fēng)能核能1.1.1能源分類形成與來源開發(fā)與利用狀況燃燒能力能源是否可再生商品價值1.1.1能源分類——形成和來源二次能源比一次能源具有更高的終端利用效率，使用時更方便、更清潔柴草煤炭風(fēng)力蒸汽焦炭氫能一次能源二次能源1.1.1能源分類——開發(fā)及利用狀況常規(guī)能源新能源常規(guī)能源與新能源的劃分并無嚴格界限，會隨著時間推移或地區(qū)不同發(fā)生一定的變化。石油煤炭天然氣石油煤炭天然氣核能風(fēng)能太陽能核能風(fēng)能太陽能常規(guī)能源新能源1.1.1能源分類——能源是否可再生能源可再生能源不可再生能源潮汐能風(fēng)能太陽能核燃料煤炭礦物燃料商品能源:能夠進入能源市場作為商品銷售的能源，例如煤炭、石油、天然氣和電能等非商品能源:薪柴和農(nóng)作物殘余等1.1.1能源分類——其他分類方式商品能源和非商品能源燃料能源和非燃料能源燃料能源:可用于直接燃燒發(fā)出能量的物質(zhì)，例如煤、油、氣、柴草等。非燃料能源:不可用于直接燃燒的能源，例如水能、風(fēng)能、電能等一次能源常規(guī)能源商品能源煤炭、石油二次能源常規(guī)能源商品能源電力、汽油一次能源可再生能源非商品能源太陽能、風(fēng)能？目錄Contents1.1.1能源分類1.1.2能源發(fā)展過程1.1.3能源結(jié)構(gòu)1.1.4能源利用效率 1.1.5新能源滲透率1.1.2能源發(fā)展過程遠古時代，早期人類掌握了火的利用技術(shù)18世紀，第一次工業(yè)革命，蒸汽機的發(fā)明，第二次工業(yè)革命，內(nèi)燃機的發(fā)明，電力的廣泛使用柴薪時期煤炭時期石油時期人類利用能源大致經(jīng)歷了以柴薪、煤炭、石油作為主要能源的三個階段1.1.2能源發(fā)展過程隨著科學(xué)技術(shù)的進步，各類新能源開始投入運用，也許在不久的將來，新能源會逐漸取代傳統(tǒng)化石能源1.1.2能源發(fā)展過程——常規(guī)能源煤炭天然氣石油隨著能源需求量的增加，人們不斷尋找熱值更高的能源最早：漢代使用煤炭取暖蒸汽機的出現(xiàn)，使人類對工業(yè)能源的需求劇增，煤炭取代柴薪作為人類的第一大能源最早：公元前10世紀應(yīng)用于建筑方面內(nèi)燃機的發(fā)明，增強了人類對石油的需求人類開始大規(guī)模地開采石油最早：公元前3世紀到1世紀作為燃料大規(guī)模應(yīng)用：第二次工業(yè)革命1.1.2能源發(fā)展過程——新能源風(fēng)能太陽能水能核能02010304太陽能利用太陽能提供能量核能核裂變產(chǎn)生大量的熱能水能利用水的動能與勢能風(fēng)能利用風(fēng)的動能轉(zhuǎn)為電能太陽能1.1.2能源發(fā)展過程——新能源0102太陽能光伏發(fā)電技術(shù)：利用光生伏特效應(yīng)直接將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的技術(shù)太陽能光熱發(fā)電技術(shù)：將太陽輻射經(jīng)過熱能再轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電技術(shù)風(fēng)能幾百年前，人類就發(fā)明了風(fēng)車應(yīng)用風(fēng)能目前為止，人類已經(jīng)廣泛應(yīng)用了現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電技術(shù)1.1.2能源發(fā)展過程——新能源風(fēng)能的清潔性、可再生性以及大規(guī)模應(yīng)用技術(shù)的成熟，使得風(fēng)能成為新能源領(lǐng)域中技術(shù)最成熟、最具開發(fā)條件和最有發(fā)展前景的清潔能源。水能2000多年前就已經(jīng)在農(nóng)業(yè)上使用水車現(xiàn)在人類對水能的利用主要集中在水電站上1.1.2能源發(fā)展過程——新能源由于我國地勢西高東低跨輻巨大，因此在我國水能應(yīng)用潛力較大

核能核能是原子核發(fā)生裂變或聚變時，所釋放出的能量1.1.2能源發(fā)展過程——新能源現(xiàn)核能發(fā)電主要為核裂變發(fā)電核電產(chǎn)能大，發(fā)電潛力極大核裂變鏈式反應(yīng)核燃料具有強烈的放射性，一旦泄露會造成嚴重的環(huán)境破壞2011年3月，受日本地震影響，日本福島核電站發(fā)生核泄漏事故常規(guī)與新能源發(fā)電環(huán)節(jié)對比注意：概念相對性，如核能在中國屬新能源，在發(fā)達國家已入常規(guī)之列。CENTRALPLANT常規(guī)發(fā)電方式CENTRALPLANTWINDFUELCELLMICRO-TURBINEGENERATORSOLAR未來方式目錄Contents1.1.1能源分類1.1.2能源發(fā)展過程1.1.3能源結(jié)構(gòu)1.1.4能源利用效率1.1.5新能源滲透率2016能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)：1.1.3能源結(jié)構(gòu)-能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)能源種類產(chǎn)量增長量探明儲量石油40萬桶／日較去年增長150億桶（總儲量50年）天然氣210億立方米186.6萬億立方米（50年）煤炭-6.2%滿足153年現(xiàn)如今的能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)仍舊以化石能源為主體，但是可再生能源和核能的增速不可忽視，可以預(yù)測到在未來隨著化石能源全球儲量的降低，可再生能源以及核能等新能源利用方式將會具有更加重要的戰(zhàn)略地位。2016世界能源消費結(jié)構(gòu)：1.1.3能源結(jié)構(gòu)-能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)煤、石油、天然氣仍占有主導(dǎo)地位，而包括太陽能、風(fēng)能等在內(nèi)的新能源增長勢頭迅猛，預(yù)示著新能源將會在消費結(jié)構(gòu)中承擔(dān)越來越重要的角色能源增長量增長百分比石油160萬/桶1.6%天然氣630億立方米1.5%煤炭--1.7%可再生（不含水能）-14.1%2016世界能源消費結(jié)構(gòu)圖2016中國能源消費結(jié)構(gòu)：1.1.3能源結(jié)構(gòu)-能源消費結(jié)構(gòu)現(xiàn)階段我國仍舊以煤炭作為主要的能源來源。在可再生能源生產(chǎn)方面，中國超過美國，成為全球最大的可再生能源生產(chǎn)國。2016中國能源消費結(jié)構(gòu)圖

能源彈性系數(shù)是研究能源消費（生產(chǎn)）量與宏觀經(jīng)濟發(fā)展指標（一般采用國內(nèi)生產(chǎn)總值GDP）之間關(guān)系的數(shù)值?；径x為能源消費（生產(chǎn)）增長率與經(jīng)濟增長率之比。

式中，e為能源消費（生產(chǎn)）彈性系數(shù)；α為能源消費（生產(chǎn)）增長率；β為國內(nèi)生產(chǎn)總值增長率；ΔE為計算期間的能源消費（生產(chǎn)）增量；E0為計算起始年的能源消費（生產(chǎn)）量；ΔG為計算期間的國內(nèi)生產(chǎn)總值增量；G0為計算起始年的國內(nèi)生產(chǎn)總值。1.1.3能源結(jié)構(gòu)-能源彈性系數(shù)

1.1.3能源結(jié)構(gòu)-能源彈性系數(shù)年份能源生產(chǎn)彈性系數(shù)能源消費彈性系數(shù)20070.560.6120080.520.3020090.330.5120100.860.6920110.960.7720120.400.4920130.280.4720140.120.2920150.000.142016-0.590.21

中國2007-2016年能源彈性系數(shù)表能源生產(chǎn)彈性系數(shù)實質(zhì)上是國民經(jīng)濟變化對同期能源生產(chǎn)量變化的影響能源消費彈性系數(shù)實質(zhì)上是國民經(jīng)濟變化對同期能源消費量變化的影響1.1.3能源結(jié)構(gòu)-結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化是提高能源質(zhì)量和確保經(jīng)濟增長的重要措施1322016年2020年2030年=43.6億噸<50億噸<60億噸非化石能源天然氣2030年能源消費結(jié)構(gòu)2030年我國能源發(fā)展消費架構(gòu)目標為：非化石能源消費比重提高到20%左右，天然氣消費比重力爭達到15%，新增能源需求主要依靠清潔能源滿足。目錄Contents1.1.1能源分類1.1.2能源發(fā)展過程1.1.3能源結(jié)構(gòu)1.1.4能源利用效率1.1.5新能源滲透率1.1.4能源利用效率物理學(xué)評價指標經(jīng)濟學(xué)評價指標能源效率:減少提供同等能源服務(wù)的能源投入在使用能源（開采、加工、轉(zhuǎn)換、貯運和終端利用）的活動中所得到的起作用的能源量與實際消耗的能源量之比。單要素能源效率:只把能源要素與產(chǎn)出進行比較而不考慮其他生產(chǎn)要素全要素能源效率:考慮各種投入要素相互作用的能源效率。1.1.4能源利用效率-影響因素分析產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)能源消費結(jié)構(gòu)能源利用效率的影響因素有產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費結(jié)構(gòu)、技術(shù)進步、能源價格、市場化水平以及對外開放水平等產(chǎn)業(yè)能源的消耗量不同產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展程度不同第三產(chǎn)業(yè)比重越大，能源利用效率越高各能源的利用效率不同優(yōu)質(zhì)能源（石油、天然氣）使用比率的上升會提高能源利用效率1.1.4能源利用效率-影響因素分析技術(shù)進步能源價格能源技術(shù)進步,如能源開采技術(shù)的進步非能源技術(shù)進步，表現(xiàn)在生產(chǎn)設(shè)備和運輸設(shè)備改進、勞動者勞動能力提高等方面能源價格上漲將導(dǎo)致企業(yè)使用能源的成本上升，為了降低成本，生產(chǎn)者將盡可能提高能源效率市場化水平:市場機制作用下，企業(yè)會更加關(guān)注生產(chǎn)效率和技術(shù)創(chuàng)新，從而提高企業(yè)內(nèi)部的能源利用效率對外開放:技術(shù)轉(zhuǎn)讓、管理技能和國際營銷技能等方面發(fā)揮正向促進作用目錄Contents1.1.1能源分類1.1.2能源發(fā)展過程1.1.3能源結(jié)構(gòu)1.1.4能源利用效率1.1.5新能源滲透率1.1.5新能源滲透率新能源滲透率:各種新能源占全部能源用量的比重對社會發(fā)展的意義新能源普遍綠色環(huán)保，提高新能源滲透率有利于構(gòu)建節(jié)能減排的資源節(jié)約型社會對能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化促進人類社會構(gòu)建新的能源體系，擺脫傳統(tǒng)化石能源的束縛對經(jīng)濟增長的意義提高新能源的滲透率可以提高能源利用效率，促進經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)GDP快速可持續(xù)速增長1.1.5新能源滲透率提高對新能源滲透率的主要措施技術(shù)方面：發(fā)展先進的多能源耦合或獨立的新能源分布式發(fā)電技術(shù)，使新能源在能源結(jié)構(gòu)中占有支配地位。政策方面：政府應(yīng)提出相應(yīng)的政策支持，宣傳新能源的優(yōu)點，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，為發(fā)展新能源提供有利的客觀條件。①請簡述新能源與可再生能源的主要區(qū)別？②

什么是能源彈性系數(shù)，請給出其數(shù)學(xué)表達式？③什么是二次能源，二次能源與一次能源相比有哪些優(yōu)點？思考題與習(xí)題謝謝！1.2環(huán)境問題目錄Contents1.2.1能源環(huán)境問題1.2.2能源環(huán)境污染成因1.2.3能源環(huán)境污染實例1.2.4改善能源環(huán)境的主要途徑目錄Contents1.2.1能源環(huán)境問題1.2.2能源環(huán)境污染成因1.2.3能源環(huán)境污染實例1.2.4改善能源環(huán)境的主要途徑1.2.1能源環(huán)境問題PM2.5土壤污染氣候變暖水污染石油泄漏1.2.1能源環(huán)境問題隨著人們生活水平的不斷提高，環(huán)境狀態(tài)也隨之發(fā)生變化，從而引發(fā)各類環(huán)境問題。能源環(huán)境污染大體上可分為大氣污染、水污染以及土壤污染。主要影響:一是對自然生態(tài)系統(tǒng)的危害，二是對人類社會的危害。目錄Contents1.2.1能源環(huán)境問題1.2.2能源環(huán)境污染成因1.2.3能源環(huán)境污染實例1.2.4改善能源環(huán)境的主要途徑能源環(huán)境污染主要分三大類大氣污染水污染土壤污染其中：大部分能源環(huán)境污染是由于能源的浪費或者不合理使用引起的。1.2.2能源環(huán)境污染的成因1.2.2能源環(huán)境污染的成因大氣污染的成因主要以下三類:工業(yè)能源環(huán)境污染交通運輸能源環(huán)境污染日常生活能源環(huán)境污染大氣污染的成因1.2.2能源環(huán)境污染的成因工業(yè)能源環(huán)境污染化石能源的使用：大量的SO2、NO2和CO2被排放到大氣中，進而造成大氣污染工廠排放火電廠排放1.2.2能源環(huán)境污染的成因交通運輸能源環(huán)境污染交通工具（汽車、火車、飛機、輪船等）產(chǎn)生的廢氣污染物（CO、NOx和PM2.5等）汽車尾氣交通污染1.2.2能源環(huán)境污染的成因日常生活能源環(huán)境污染主要來源：生活爐灶與采暖鍋爐；爐灶和鍋爐時消耗大量煤炭，并釋放大量煙塵、SO2、CO等有害物質(zhì)。北方地區(qū)，冬季采暖用的燃煤的燃燒，會改變其周圍的空氣質(zhì)量，污染大氣生活爐灶采暖鍋爐1.2.2能源環(huán)境污染的成因水污染的成因由于水污染成因較多，單純由能源浪費和不合理利用造成的水污染大致可以分為兩類：酸雨造成的水污染石油造成的水污染1.2.2能源環(huán)境污染的成因酸雨造成的水污染燃煤產(chǎn)生的SO2等酸性氣體排入大氣中，造成局部地區(qū)SO-2含量過高，與云層中的水蒸氣反應(yīng)生成亞硫酸，進而繼續(xù)與其它污染物發(fā)生催化反應(yīng)生成硫酸，最后以酸雨的形式降下。1.2.2能源環(huán)境污染的成因石油造成的水污染石油泄漏污染地下水，直接危及人類的健康，導(dǎo)致各種疾病的患病率上升海上石油泄漏污染會造成大面積的海洋生物死亡，破壞生態(tài)平衡1.2.2能源環(huán)境污染的成因土壤污染的成因酸雨造成的土壤污染酸雨的一部分降入土壤，造成了土壤酸化，導(dǎo)致土壤污染石油造成的土壤污染在開采、存儲、使用的過程中，石油中的重金屬等污染物進入土壤導(dǎo)致土壤的質(zhì)量下降，無法發(fā)揮其正常作用目錄Contents1.2.1能源環(huán)境問題1.2.2能源環(huán)境污染成因1.2.3能源環(huán)境污染實例1.2.4改善能源環(huán)境的主要途徑1.2.3能源環(huán)境污染實例大氣污染霧霾天氣1952年倫敦?zé)熿F酸雨事件水污染北美死湖酸雨事件海洋石油污染事件土壤污染油田采油污染重金屬污染霧霾天氣

2015年11月8日，中國某省出現(xiàn)了史上最嚴重的霧霾天氣，這次霧霾天氣的特點是持續(xù)時間長、污染面積大、污染程度深。全省14個城市中有11個處于重度污染以上。當(dāng)?shù)豍M2.5濃度一度超過1000μg/m3，局部地區(qū)高達1400μg/m31952年倫敦?zé)熿F酸雨事件

1952年12月倫敦發(fā)生煙霧酸雨，死亡人數(shù)高達4000。酸雨pH值低至1.4-1.9，而正常雨水的pH值僅為5.6左右北美死湖酸雨事件20世紀70年代起，在美國東北部及加拿大東南部的湖泊水質(zhì)發(fā)生酸化，污染程度高的湖泊pH值已低到1.4，污染程度較低的pH值也有3.5，而正常湖泊的pH值在6～7之間。1930年當(dāng)?shù)刂挥?%的湖泊沒有魚，但是在1975年，就有50%的湖泊沒有魚，其中有200個湖泊已經(jīng)成為死湖海洋石油污染事件

2010年4月20日，英國BP石油公司在美國墨西哥灣租用的鉆井平臺發(fā)生爆炸，導(dǎo)致大量石油泄漏1967年3月，油輪“托利卡尼翁”號在英吉利海峽觸礁失事，油輪失事造成了嚴重的海洋石油污染。近140千米的海岸受到了嚴重的石油污染。受石油污染的海域有25000多只海鳥死亡油田采油污染延長油田西區(qū)采油廠發(fā)生油污泄漏，污染河流，污染地域地跨陜西省和甘肅省，對人類和環(huán)境造成嚴重危害重金屬污染重金屬污染指由重金屬或其化合物造成的環(huán)境污染日本水俁病事件目錄Contents1.2.1能源環(huán)境問題1.2.2能源環(huán)境污染成因1.2.3能源環(huán)境污染實例1.2.4改善能源環(huán)境的主要途徑1.2.4改善能源環(huán)境污染的主要途徑預(yù)防方面采取洗煤、脫硫脫硝等技術(shù)，降低污染物排放實行汽車尾氣排放標準（法律手段）汽車尾氣處理1.2.4改善能源環(huán)境污染的主要途徑治理方面土壤修復(fù)技術(shù)、水污染治理循環(huán)經(jīng)濟、環(huán)評制度新能源技術(shù)風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能、海洋能、水能等各類新能源在使用過程中幾乎不產(chǎn)生對環(huán)境有害的物質(zhì)太陽能風(fēng)能

海洋能水能

地?zé)崮苌镔|(zhì)能新能源①常見的能源環(huán)境污染分為哪幾種？②請簡述改善能源環(huán)境污染的主要途徑。思考題與習(xí)題謝謝！1.3溫室氣體的排放和核算目錄Contents1.3.1溫室效應(yīng)1.3.2二氧化碳1.3.3甲烷1.3.4碳核算1.3.5總結(jié)目錄Contents1.3.1溫室效應(yīng)1.3.2二氧化碳1.3.3甲烷1.3.4碳核算1.3.5總結(jié)1.3.1溫室效應(yīng)地球的熱平衡太陽通過輻射把能量傳遞給地球，一部分被反射回宇宙中，另一部分則被地面所吸收。地面增溫后通過長波輻射，將能量返還給宇宙，這是地球本身的熱平衡溫室效應(yīng)概念1.3.1溫室效應(yīng)由于大氣中某些物質(zhì)的增加，導(dǎo)致熱量無法向外層空間發(fā)散，地球表面的溫度則會逐漸升高。由于這種情況類似于溫室大棚的保溫效果，故稱之為溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)概念能夠產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體則被稱為溫室氣體。溫室氣體1.3.1溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)概念溫室效應(yīng)中幫助加熱溫室的輻射過程使地球表面平均溫度由-18℃上升到當(dāng)今自然生態(tài)系統(tǒng)和人類已經(jīng)適應(yīng)的平均15℃的舒適溫度利導(dǎo)致在海洋變暖、冰凍圈退縮、海平面上升和極端天氣氣候事件等諸多方面給生態(tài)環(huán)境和人類活動帶來負面影響，使人們對溫室效應(yīng)產(chǎn)生了恐懼心理弊1.3.1溫室效應(yīng)溫室氣體種類及其特性1997年12月制定的《京都議定書》中有6種：

二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）、氫氟碳化物（HFCs）、全氟化碳（PFCs）、六氟化硫（SF6）溫室氣體的作用強度全球變暖潛能值（GWP）：相對值，可度量各種溫室氣體對全球變暖的影響表示一定質(zhì)量的某種溫室氣體所捕獲得到的熱量相對于同樣質(zhì)量的CO2

所捕獲的熱量之比。GWP是在一定時間間隔內(nèi)計算得到的，以二氧化碳為基準，將1kg二氧化碳使地球變暖能力作為1，其它物質(zhì)均以其相對數(shù)值來表示。1.3.1溫室效應(yīng)溫室氣體種類及其特性溫室氣體大氣預(yù)留時間/年全球變暖潛力(100年)CO250～2001CH412±321N2O120310CF4500006500C2F6100009200SF6320023900GWP值的計算含有一些不確定因素，計算某溫室氣體通常需要了解該氣體在大氣層中的演變情況以及它在大氣層的余量所產(chǎn)生的輻射影響。因此，溫室氣體的GWP并不是一個精確值1.3.1溫室效應(yīng)溫室氣體的影響氣候轉(zhuǎn)變，全球變暖溫室氣體的濃度上升會減少紅外線輻射到太空中，由于地球生態(tài)環(huán)境存在的正反饋和負反饋機制，會使地球的氣候發(fā)生轉(zhuǎn)變。1.3.1溫室效應(yīng)溫室氣體的影響對海洋的影響海平面上升海洋酸化對生態(tài)系統(tǒng)的影響生物數(shù)量和地理分布變化生物物種滅絕1.3.1溫室效應(yīng)溫室氣體的影響對人類生活的影響海平面的顯著上升會對沿海地區(qū)人類生命財產(chǎn)和社會經(jīng)濟發(fā)展造成嚴重的危害熱浪襲擊頻繁或嚴重程度增加，病菌、病毒、寄生蟲更加活躍。目錄Contents1.3.1溫室效應(yīng)1.3.2二氧化碳1.3.3甲烷1.3.4碳核算1.3.5總結(jié)1.3.2二氧化碳在1800年時，空氣中二氧化碳的濃度僅為283ppmv1994年時，增加到358ppmv2004年時，增加到377ppmv2015年全年二氧化碳濃度已經(jīng)突破400ppmv現(xiàn)狀化石燃料的燃燒人類對于自然資源的耗竭式利用成因1.3.2二氧化碳二氧化碳的主要來源化石燃料的燃燒現(xiàn)階段在新能源技術(shù)還不成熟的情況下，化石燃料依然是人們的主要能量來源，每年通過化石燃料的燃燒會產(chǎn)生巨額的二氧化碳。1.3.2二氧化碳二氧化碳的主要來源對自然資源的耗竭式利用植被和土壤中有著巨大的碳儲量，人們砍伐樹木破壞植被，將會讓本來被固定住的碳又以二氧化碳的形式回到大氣中植物本身有吸收二氧化碳的功能，自然植被的破壞會大大減少空氣中二氧化碳的吸收1.3.2

二氧化碳減排措施提高能源利用效率尋找清潔的新能源作為代替二氧化碳的捕集與封存

目錄Contents1.3.1溫室效應(yīng)1.3.2二氧化碳1.3.3甲烷1.3.4碳核算1.3.5總結(jié)1.3.3甲烷在大氣中的含量遠不及二氧化碳，總的溫室效應(yīng)也不及二氧化碳，但其GWP（100年）是二氧化碳的21倍，增長趨勢也遠超過二氧化碳。甲烷的含量從1750年的0.7ppmv，猛增至2015年的1.8ppmv，翻了兩倍多，而同期二氧化碳含量的增長只有40%左右現(xiàn)狀化石燃料開采中的泄漏農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物品的掩埋主要來源1.3.3甲烷甲烷的主要來源化石燃料開采中的泄漏不論是對于煤礦的開采中煤層氣的泄漏，還是對于石油開采中的甲烷滲漏，都是大氣中甲烷的重要來源。1.3.3甲烷甲烷的主要來源農(nóng)業(yè)生產(chǎn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中動物反芻、糞便處理以及稻田種植中均會產(chǎn)生大量的甲烷。1.3.3甲烷甲烷的主要來源廢棄物品的掩埋廢棄物品填埋雖然可以避免燃燒產(chǎn)生的二氧化碳，但是其中的厭氧分解則會產(chǎn)生大量的甲烷。1.3.3

甲烷減排措施針對農(nóng)業(yè)方向的措施改進飼料的成分來減少動物反芻建立沼氣池和發(fā)酵池利用甲烷通過水分管理和肥料管理來減少甲烷的產(chǎn)生1.3.3

甲烷減排措施針對甲烷的逃逸將甲烷注回地下或者點燃火炬，能大幅度的減少甲烷的泄漏1.3.3

甲烷減排措施針對廢棄物的措施通過在廢棄物周圍鋪設(shè)防滲層，進行氣體和瀝出液的捕獲，進行重復(fù)利用目錄Contents1.3.1溫室效應(yīng)1.3.2二氧化碳1.3.3甲烷1.3.4碳核算1.3.5總結(jié)1.3.4

碳核算碳核算方法排放因子法質(zhì)量平衡法實測法碳核算方法可參考核算結(jié)果的數(shù)據(jù)準確度要求、可獲得的計算用數(shù)據(jù)情況、排放源的可識別程度等因素進行選取規(guī)定二氧化碳當(dāng)量（CO2e）為度量溫室效應(yīng)的基本單位實測法排放因子法質(zhì)量平衡法1.3.4

碳核算排放因子法依照碳排放清單列表，每一種排放源的活動數(shù)據(jù)（ActivityData)與排放因子（EmissionFactor）的乘積作為該排放項目的碳排放量估算值EGHG為溫室氣體排放量（如CO2、CH4等），單位為tCO2eAD為溫室氣體活動數(shù)據(jù)（單個排放源與碳排放直接相關(guān)的具體使用和投入數(shù)量），單位根據(jù)具體排放源確定EF為排放因子（單位某排放源使用量所釋放的溫室氣體數(shù)量），單位與活動數(shù)據(jù)的單位相匹配GWP為全球變暖潛能，數(shù)值可參考IPCC提供的數(shù)據(jù)1.3.4

碳核算排放因子法能源二氧化碳碳排放因子能源名稱二氧化碳排放因子原煤1.9003kg/kg焦炭2.8604kg/kg原油3.0202kg/kg燃料油3.1705kg/kg汽油2.9251kg/kg煤油3.0179kg/kg柴油3.0959kg/kg液化石油氣3.1013kJ/kg油田天然氣2.1622kg/m31.3.4

碳核算質(zhì)量平衡法根據(jù)質(zhì)量守恒定律，用輸入物料中的含碳量減去輸出物料中的含碳量進行平衡計算得到二氧化碳排放量EGHG為溫室氣體排放量（tCO2e）；MI為溫室氣體排放量（tCO2e）；

MO為輸出物料的量，單位根據(jù)具體排放源確定；CCI為輸入物料的含碳量，單位與輸入物料的量的單位相匹配；CCO為輸出物料的含碳量，單位與輸出物料的量的單位相匹配；

為碳質(zhì)量轉(zhuǎn)化為溫室氣體質(zhì)量的轉(zhuǎn)換系數(shù)；GWP為全球變暖潛能，數(shù)值可參考IPCC提供的數(shù)據(jù)。1.3.4

碳核算實測法通過安裝檢測儀器、設(shè)備，并采用相關(guān)技術(shù)文件中要求的方法測量溫室氣體源排放到大氣中的溫室氣體排放量，進行匯總從而得到相關(guān)碳排放量優(yōu)點：該法中間環(huán)節(jié)少、結(jié)果準確缺點：數(shù)據(jù)獲取相對困難，投入較大1.3.4

碳核算碳核算方法比較類別優(yōu)點缺點適用對象應(yīng)用現(xiàn)狀排放因子法①簡單明確易于理解②有成熟的核算公式和活動數(shù)據(jù)、排放因子數(shù)據(jù)庫③有大量應(yīng)用實例參考對排放系統(tǒng)自身發(fā)生變化時的處理能力較質(zhì)量平衡法要差社會經(jīng)濟排放源變化較為穩(wěn)定，自然排放源不是很復(fù)雜或忽略其內(nèi)部復(fù)雜性的情況①應(yīng)用廣泛②結(jié)論權(quán)威質(zhì)量平衡法明確區(qū)分各類設(shè)施設(shè)備和自然排放源之間的差異需要納入考慮范圍的排放的中間過程較多，容易出現(xiàn)系統(tǒng)誤差，數(shù)據(jù)獲取困難且不具權(quán)威性社會經(jīng)濟發(fā)展迅速、排放設(shè)備更換頻繁、自然排放源復(fù)雜的情況①剛剛興起②具體操作方法眾多③結(jié)論需討論實測法①中間環(huán)節(jié)少②結(jié)果準確數(shù)據(jù)獲取相對困難，投入較大受到樣品采集與處理流程中涉及到的樣品代表性、測定精度等因素的干擾小區(qū)域、簡單生產(chǎn)排鏈的碳排放源，或小區(qū)域、有能力獲取一手監(jiān)測數(shù)據(jù)的自然排放源①應(yīng)用歷史較長②應(yīng)用范圍窄1.3.4

碳核算企業(yè)的碳核算1.直接排放主要指企業(yè)直接燃燒的化石燃料以及生產(chǎn)中產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)中所放出的二氧化碳在進行核算時可以先將各種燃料折算成標準煤當(dāng)量，然后根據(jù)每個國家的標準折算成碳排放。對于反應(yīng)中的碳排放可以通過化學(xué)反應(yīng)時進行碳排放的估算，然后對于非二氧化碳的溫室氣體通過國家標準進行折算成碳排放。1.3.4

碳核算企業(yè)的碳核算2.電力的間接排放指企業(yè)控制下購買的電力、蒸汽、制熱、制冷在其生產(chǎn)過程中的碳排放在輸送中的損耗也要計算在內(nèi)。通過對于使用冷熱電的總量的統(tǒng)計，再加上前一級企業(yè)生產(chǎn)這些冷熱電的碳排放即可以得到電力的間接排放。1.3.4

碳核算企業(yè)的碳核算3.其他間接排放主要指企業(yè)活動產(chǎn)生的排放，例如燃料的運輸、員工通勤、出差時產(chǎn)生的碳這一部分的統(tǒng)計和核算比較困難，因為包括的內(nèi)容非常廣泛1.3.4

碳核算其他的碳核算方法生產(chǎn)碳足跡法不考慮由于經(jīng)濟交往產(chǎn)生的碳轉(zhuǎn)移，只按照地理界線進行統(tǒng)計該區(qū)域生產(chǎn)帶來的碳排放，而不考慮產(chǎn)品在本區(qū)域消費或者是在其他區(qū)域消費，適用于分析該地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對于碳排放的影響排放消費碳足跡法不考慮消費產(chǎn)品在哪里制造，只考慮在本地區(qū)消費的產(chǎn)品的碳排放，該方法考慮了經(jīng)濟交往的碳排放，關(guān)注各個區(qū)域消費結(jié)構(gòu)不同帶來的碳排放差異，應(yīng)用更廣泛目錄Contents1.3.1溫室效應(yīng)1.3.2二氧化碳1.3.3甲烷1.3.4碳核算1.3.5總結(jié)1.3.5總結(jié)根本的解決方案國家層面要加強科研發(fā)展，盡快改善能源結(jié)構(gòu)，提高能源利用效率，尋找清潔的新能源作為替代，同時建立更加規(guī)范的碳核算體制，嚴格控制各類溫室氣體的排放強度。個人層面要了解溫室效應(yīng)的危害和基本原因，了解到個人也可以做到溫室氣體減排，從個人做起，從每一天做起，減少溫室氣體的排放。①什么是溫室效應(yīng)，通常所說的溫室氣體主要有哪幾種？②碳排放因子是什么？有哪些二氧化碳減排措施？思考題與習(xí)題謝謝！1.4新能源發(fā)電技術(shù)目錄Contents1.4.1問題歸納1.4.2新能源發(fā)電技術(shù)簡述1.4.3新能源發(fā)電主要技術(shù)類型1.4.4結(jié)論與展望目錄Contents1.4.1問題歸納1.4.2新能源發(fā)電技術(shù)簡述1.4.3新能源發(fā)電主要技術(shù)類型1.4.4結(jié)論與展望1.4.1

問題歸納問題化石能源消耗過快,造成資源短缺問題二氧化碳急劇增加，引發(fā)霧霾等極端天氣環(huán)境惡化，影響地球各物種的生存與健康我國能源人均占有量較少，能源問題突出通過新能源滿足未來能源增量是一個必然選擇人均資源占有量不及世界平均水平的一半人口數(shù)量和工業(yè)規(guī)模都是世界第一部分能源需要依賴進口，能源安全面臨嚴峻挑戰(zhàn)能源需求量遠遠高于其他國家1.4.1

問題歸納我國能源形勢目錄Contents1.4.1問題歸納1.4.2新能源發(fā)電技術(shù)簡介1.4.3新能源發(fā)電主要技術(shù)類型1.4.4結(jié)論與展望1.4.2新能源發(fā)電技術(shù)簡介213電能為社會發(fā)展提供動力源泉，也是保證人們?nèi)粘Ｉ钏降闹匾A(chǔ)電能是最主要的能源消費方式發(fā)電技術(shù)在各能源利用技術(shù)中占有重要地位利用新能源來提供和保障電力供應(yīng)成為解決問題的重要部分新能源發(fā)電技術(shù)定義及分類1.4.2新能源發(fā)電技術(shù)簡介定義：新能源發(fā)電技術(shù)就是區(qū)別于傳統(tǒng)化石能源的能源利用與轉(zhuǎn)換的技術(shù)。分類：包括核能、風(fēng)能、太陽能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芤约昂Ｑ竽?、燃料電池技術(shù)等一系列新技術(shù)。目錄Contents1.4.1問題歸納1.4.2新能源發(fā)電技術(shù)簡介1.4.3新能源發(fā)電主要技術(shù)類型1.4.4結(jié)論與展望1.4.3新能源發(fā)電主要技術(shù)類型意義核能太陽能地?zé)崮茱L(fēng)能生物質(zhì)能海洋能有效降低化石能源的消耗量有助于改善環(huán)境質(zhì)量是解決能源與環(huán)境問題的有力武器主要類型

燃料電池1.4.3新能源發(fā)電主要技術(shù)類型核能利用及其發(fā)電技術(shù)簡介將一個質(zhì)量較大的原子核分裂成兩個或多個質(zhì)量較小的原子核，裂變過程中會釋放出巨大的能量，即核能目前主要使用鈾核進行核裂變獲取核能核裂變1.4.3新能源發(fā)電主要技術(shù)類型核能利用及其發(fā)電技術(shù)簡介將質(zhì)量較小的兩個原子核聚合成一個比質(zhì)量較大的原子核，聚變過程中也會釋放出巨大的能量，即核能目前主要依靠氫核聚變來獲取核能核聚變1.4.3新能源發(fā)電主要技術(shù)類型核能利用及其發(fā)電技術(shù)簡介核聚變213核聚變放出的能量遠大于核裂變，燃料是氫的同位素氘或氚產(chǎn)物無放射性，不產(chǎn)生溫室氣體，是理想的清潔能源但是，核聚變十分難控制，“受控核聚變”難題也受到國內(nèi)外研究機構(gòu)的關(guān)注1.4.3新能源發(fā)電主要技術(shù)類型核能利用及其發(fā)電技術(shù)簡介核電站簡介目前商業(yè)核電站基于核裂變實現(xiàn)核電站所需的熱能來自于核燃料核裂變成所釋放出的熱量根據(jù)核反應(yīng)堆型式的不同，核電站可分為輕水反應(yīng)堆、重水反應(yīng)堆及石墨冷氣堆等核反應(yīng)堆：實現(xiàn)大規(guī)?？煽睾肆炎冩準椒磻?yīng)的裝置1.4.3新能源發(fā)電主要技術(shù)類型核能利用及其發(fā)電技術(shù)簡介核反應(yīng)堆類型輕水反應(yīng)堆通常采用輕水，即普通的水(H2O)作為慢化劑和冷卻劑。重水反應(yīng)堆重水作中子慢化劑，重水或輕水作冷卻劑。用天然鈾作燃料，不需鈾濃縮過程，燃料循環(huán)簡單，建造成本較高。石墨冷氣堆采用石墨作為中子慢化劑，用氣體作冷卻劑。氣冷堆的冷卻溫度較高，因而提高熱效率，熱效率可以超過40%。1.4.3新能源發(fā)電主要技術(shù)類型核能利用及其發(fā)電技術(shù)簡介核反應(yīng)堆類型-輕水反應(yīng)堆目前世界上的核電站大多數(shù)采用輕水反應(yīng)堆，占90%左右正在研發(fā)的第四代核反應(yīng)堆將能夠滿足極少的核廢物生成、風(fēng)險低、防止核擴散等基本要求輕水堆輕水壓水堆輕水沸水堆約70%約20%1.4.3新能源發(fā)電主要技術(shù)類型核能利用及其發(fā)電技術(shù)簡介核反應(yīng)堆類型-快中子增殖堆①不用慢化劑，使用快中子引發(fā)核裂變反應(yīng)②堆芯體積小、功率大采用氦冷卻的快堆，其增殖比很大，是第四代核技術(shù)發(fā)展的重點堆型之一1.4.3新能源發(fā)電主要技術(shù)類型核能利用及其發(fā)電技術(shù)簡介我國核電發(fā)展規(guī)劃我國的核電裝機容量已經(jīng)接近3000萬kW，主要是大亞灣、嶺澳以及秦山、田灣核電站我國核電裝機將達到5800萬kW裝機規(guī)模達到1.2億～1.5億kW2016年2020年2030年1.4.3新能源發(fā)電主要技術(shù)類型風(fēng)力發(fā)電簡介ABCD是新能源中的一種，有著傳統(tǒng)化石能源沒有的優(yōu)勢是典型的可再生能源，對環(huán)境基本沒有影響風(fēng)力發(fā)電是新能源發(fā)電技術(shù)的重要組成部分目前是除了水力發(fā)電之外技術(shù)最成熟前景最好的發(fā)電方式1.4.3新能源發(fā)電主要技術(shù)類型風(fēng)力發(fā)電簡介風(fēng)力發(fā)電原理和類型原理利用風(fēng)力發(fā)電機組將風(fēng)的動能轉(zhuǎn)化為機械能再最終轉(zhuǎn)化為電能風(fēng)力發(fā)電機應(yīng)用類型1.水平軸風(fēng)力發(fā)電機2.垂直軸風(fēng)力發(fā)電機水平軸風(fēng)力發(fā)電機垂直軸風(fēng)力發(fā)電機1.4.3新能源發(fā)電主要技術(shù)類型風(fēng)力發(fā)電簡介風(fēng)力發(fā)電發(fā)展歷程查爾斯·弗朗西斯·布拉升安裝了世界上第一臺用于發(fā)電的風(fēng)力機19世紀80年代20世紀90年代各國都大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電，促進了風(fēng)電技術(shù)的快速發(fā)展2016我國累計裝機容量1.69億kW，風(fēng)電發(fā)電量為2410億kWh未來風(fēng)力發(fā)電必將成為未來重要的發(fā)電方式之一1.4.3新能源發(fā)電主要技術(shù)類型太陽能發(fā)電簡介太陽能太陽能發(fā)電太陽能主要指太陽輻射能來源是太陽內(nèi)部發(fā)生核聚變釋放出來的能量太陽能發(fā)電就是利用太陽能產(chǎn)生電能的技術(shù)包括太陽能光伏發(fā)電和太陽能光熱發(fā)電技術(shù)1.4.3新能源發(fā)電主要技術(shù)類型太陽能發(fā)電簡介太陽能光伏發(fā)電光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應(yīng)原理，利用太陽能電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能結(jié)構(gòu)：太陽能電池組件—電源系統(tǒng)控制器逆變器—控制保護系統(tǒng)負載—用戶終端1.4.3新能源發(fā)電