《新能源發(fā)電技術(shù)》課件-項(xiàng)目1 了解新能源

§1能源概述教學(xué)目標(biāo)了解能源的概念及分類(lèi)了解傳統(tǒng)能源危機(jī)與環(huán)境問(wèn)題理解新能源發(fā)展的重要意義項(xiàng)目一了解新能源《新能源技術(shù)》了解新能源：一、能源的概念；二、能源的發(fā)展史；三、能源的分類(lèi)：1、能源的種類(lèi)；2、新能源、傳統(tǒng)能源的區(qū)分四、新能源的重要性：1、傳統(tǒng)能源面臨的問(wèn)題：環(huán)境危害、能源安全；2、30、60（氣候變化）：溫室氣體類(lèi)型、二氧化碳的五大來(lái)源、中國(guó)二氧化碳的占比、碳達(dá)峰的特征；3、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的需要——能源——能源又稱(chēng)能量資源或者能源資源；能夠向人類(lèi)提供某種形式能量的自然資源，包括所有的燃料、流水、陽(yáng)光、地?zé)?、風(fēng)等，通過(guò)適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換手段可使其為人類(lèi)生產(chǎn)和生活提供所需的能量。例如煤和石油等化石能源燃燒時(shí)提供熱能，流水和風(fēng)力可以提供機(jī)械能，太陽(yáng)的輻射可轉(zhuǎn)化為熱能或電能?！?.1

能源的概念§1.2

能源利用的發(fā)展史人類(lèi)利用能源的歷史，也就是人類(lèi)認(rèn)識(shí)和征服自然的歷史。幾個(gè)發(fā)展階段(1)天然能源的原始利用幾十萬(wàn)年以前人類(lèi)學(xué)會(huì)了用火，在漫長(zhǎng)的歲月里，一直以柴草為生活能量的主要來(lái)源，燃火用于燒飯、取暖和照明。后來(lái)逐漸學(xué)會(huì)將畜力、風(fēng)力、水力等自然動(dòng)力用于生產(chǎn)和交通運(yùn)輸。這種初級(jí)形式的能源利用直到19世紀(jì)中期都沒(méi)有太大突破。在1860年的世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，薪柴和農(nóng)作物秸稈仍占能源消費(fèi)總量的73.8%。人類(lèi)利用能源的歷史，也就是人類(lèi)認(rèn)識(shí)和征服自然的歷史。幾個(gè)發(fā)展階段(2)煤炭（第一次工業(yè)革命）2000多年以前人類(lèi)就知道煤炭可以作為燃料。14世紀(jì)的中國(guó)、17世紀(jì)的英國(guó)采煤業(yè)都已相當(dāng)發(fā)達(dá)，但煤炭長(zhǎng)期未能在世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導(dǎo)地位。18世紀(jì)70年代，英國(guó)的瓦特發(fā)明以煤炭作燃料的蒸汽機(jī)。蒸汽機(jī)的廣泛應(yīng)用使煤炭迅速成為第二代主體能源。煤炭在世界一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中所占的比重，從1860年的25％，上升到1920年的62％。(3)石油、電力（第二次工業(yè)革命）人類(lèi)很早就發(fā)現(xiàn)了石油，《漢書(shū)》、《夢(mèng)溪筆談》有描述。直到19世紀(jì)，石油工業(yè)才逐漸興起。1854年，美國(guó)賓夕法尼亞州打出了世界上第一口油井，是現(xiàn)代石油工業(yè)的開(kāi)端。1886年德國(guó)人本茨和戴姆勒研制出第一輛以汽油為燃料、由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)，進(jìn)入大規(guī)模使用石油的汽車(chē)時(shí)代。石油和天然氣逐漸取代煤炭，在世界能源消費(fèi)構(gòu)成中占據(jù)主要地位。1965年，在世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，石油首次超過(guò)煤炭占居首位，成為第三代主體能源。到1979年，石油所占的比重達(dá)到54%，相當(dāng)于煤炭的三倍。(3)石油、電力（第二次工業(yè)革命）1881年，美國(guó)建成世界上第一個(gè)發(fā)電站，同時(shí)還研制出電燈等實(shí)用的用電設(shè)備。從此以后，電力的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣，發(fā)展規(guī)模也越來(lái)越大，人類(lèi)社會(huì)逐步進(jìn)入電氣化時(shí)代。石油、煤炭、天然氣等化石燃料被轉(zhuǎn)換成更加便于輸送和利用的電能，進(jìn)一步推動(dòng)工業(yè)革命，帶來(lái)了巨大的技術(shù)進(jìn)步。(4)核能1942年美國(guó)建立世界上第一座核反應(yīng)堆，1954年前蘇聯(lián)建成世界第一座發(fā)電的反應(yīng)堆并正式啟用，1956年美國(guó)的核電站投入運(yùn)行，核能利用迅速發(fā)展起來(lái)，在世界能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要位置。到20世紀(jì)90年代，核能發(fā)電所提供的電力占全世界發(fā)電總量的17%左右。(5)綜合能源網(wǎng)進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，太陽(yáng)能、風(fēng)能、海洋能、生物質(zhì)能等可再生新能源發(fā)展很快，并且逐漸走向成熟和規(guī)?；纬啥嗄茉矗娔?、熱能、天然氣等）的綜合能源網(wǎng)，為人類(lèi)解決能源和環(huán)保問(wèn)題開(kāi)辟了新的天地。多能流耦合能源互聯(lián)網(wǎng)：具有雙向性?xún)?chǔ)存的熱量進(jìn)行發(fā)電，同時(shí)多余的電量也可以用熱能的形式儲(chǔ)存起來(lái)；也可用于熱電聯(lián)產(chǎn)；多余的電能儲(chǔ)存起來(lái)，同時(shí)儲(chǔ)存的電能也可用于電網(wǎng)；電網(wǎng)的電可以用來(lái)電解制氫氣，同時(shí)儲(chǔ)存氣體；發(fā)出來(lái)的電用于電能、供熱供冷、開(kāi)采燃料、交通行業(yè)；也可以用來(lái)電解水；還可以用于各種場(chǎng)景，如充電樁、電動(dòng)汽車(chē)充電；開(kāi)采出來(lái)的燃料可以通過(guò)燃料管道進(jìn)行儲(chǔ)氣、可以輸送至鍋爐燃燒，可以用于熱電聯(lián)產(chǎn)；熱電聯(lián)產(chǎn)的熱可以來(lái)源于工業(yè)高溫廢氣的熱量，也可以來(lái)源于鍋爐燃燒的熱量；同樣可以來(lái)源于儲(chǔ)存的熱量；電可以來(lái)源于電網(wǎng)的電，也可以來(lái)源于多種能源組合的電；鍋爐燃燒燃?xì)猱a(chǎn)生的熱可以通過(guò)熱泵發(fā)電、可以傳輸至熱電聯(lián)產(chǎn)、也可以?xún)?chǔ)存多余的熱量；儲(chǔ)存的熱量也可以通過(guò)熱泵發(fā)電，同樣電能也可以通過(guò)熱泵儲(chǔ)存熱量，即電能轉(zhuǎn)換成熱能進(jìn)行儲(chǔ)存。最廣泛的利用方式電能（電氣化時(shí)代）最成熟的利用方式熱能（三大發(fā)電方式）：火力、水力、核能能源種類(lèi)很多，包含：。。。。通常按其形態(tài)特征或轉(zhuǎn)換與應(yīng)用的層次分類(lèi)?！?.3

能源的分類(lèi)(1)一次能源和二次能源（按能源的生成方式分類(lèi)）以天然形態(tài)存在于在自然界中，可直接取得而不需改變其基本形態(tài)的能源，稱(chēng)為一次能源。簡(jiǎn)單說(shuō)，一次能源就是自然界中現(xiàn)成存在的天然能源。如煤炭、石油，及風(fēng)能、地?zé)崮艿?。為了滿(mǎn)足生產(chǎn)和生活的需要，有些能源通常需要經(jīng)過(guò)加工進(jìn)行直接或間接的轉(zhuǎn)換才能使用。由一次能源經(jīng)加工轉(zhuǎn)換而獲得的另一種形態(tài)的能源，稱(chēng)為二次能源。如沼氣、酒精、汽油，以及蒸汽、氫能等。電能是最重要的二次能源。一次能源的來(lái)源自然界中一次能源的初始來(lái)源，大致有三種情況：①來(lái)自地球以外天體（主要是太陽(yáng)）的能量，例如能以光和熱的形式直接利用的太陽(yáng)能，以化石或生物體等物質(zhì)形式存儲(chǔ)的能量，以風(fēng)、水流等形式體現(xiàn)的能量。②來(lái)自地球內(nèi)部的能源，主要是核能和地?zé)崮?。③地球與其他天體相互作用產(chǎn)生的能量，例如月亮、太陽(yáng)引力變化形成的海洋潮汐能。(2)常規(guī)能源與新能源（按地位分類(lèi)）常規(guī)能源是指在當(dāng)前的技術(shù)水平和利用條件下，已被人們廣泛應(yīng)用了較長(zhǎng)時(shí)間的能源，現(xiàn)階段主要是指煤炭、石油、天然氣、水能、核（裂變）能。這類(lèi)能源，使用較普遍，技術(shù)較成熟。新能源是指由于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)或能源品質(zhì)等因素而未能大規(guī)模使用的能源，如太陽(yáng)能、風(fēng)能、海洋能、地?zé)帷⑸镔|(zhì)、氫能等。這類(lèi)能源，已經(jīng)開(kāi)始或即將被人們推廣利用，但目前還沒(méi)有被大規(guī)模使用，有的甚至還處于研發(fā)或試用階段。(2)常規(guī)能源與新能源（按發(fā)展應(yīng)用狀況）常規(guī)能源和新能源的分類(lèi)是相對(duì)的，不同歷史時(shí)期會(huì)變化，這取決于應(yīng)用歷史和使用規(guī)模。例如在1950年代，核(裂變)能屬于新能源，現(xiàn)在有些國(guó)家已把它被歸為常規(guī)能源。有些能源雖然應(yīng)用的歷史很長(zhǎng)，但正經(jīng)歷著利用方式的變革，而那些較有發(fā)展前途的新型應(yīng)用方式尚不成熟或規(guī)模還小，也被歸為新能源，例如太陽(yáng)能、風(fēng)能。在中國(guó)，新能源指除常規(guī)化石能源和大中型水力發(fā)電、核裂變發(fā)電之外的能源。(3)非再生能源和可再生能源（按能否再生）非再生能源，也叫不可再生能源，用完后不可重新生成（至少在短期內(nèi)無(wú)法恢復(fù)），總有枯竭的一天。如化石燃料和核燃料均為非再生能源。據(jù)估計(jì)，按照現(xiàn)有的探明儲(chǔ)量和開(kāi)采程度，地球上的化石燃料最多還可使用幾百年?？稍偕茉?，可以循環(huán)使用，能夠有規(guī)律地不斷得到補(bǔ)充，沒(méi)有使用期限，也不會(huì)因長(zhǎng)期使用而減少。如太陽(yáng)能、水能、風(fēng)能、海洋能、地?zé)崮芎蜕镔|(zhì)能，均為可再生能源。(4)含能體能源和過(guò)程性能源(按一次能源來(lái)源不同）含能體能源是指包含著能量的物質(zhì)或?qū)嶓w。例如化石燃料、核燃料、生物質(zhì)、地?zé)崴偷責(zé)嵴羝鹊?。這類(lèi)能源可以直接儲(chǔ)存和運(yùn)輸。過(guò)程性能源是指隨著物質(zhì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生、并且僅以運(yùn)動(dòng)過(guò)程的形式存在的能源。如風(fēng)、水、海潮、波浪、地?zé)岬?。這類(lèi)能源無(wú)法直接儲(chǔ)存和運(yùn)輸。(5)燃料型和非燃料型(按能源性質(zhì)分）燃料型能源：煤炭、石油、天然氣、泥炭、木材非燃料型能源：水能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋?6)清潔能源和非清潔能源(按環(huán)境污染程度)清潔能源是指對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染或污染較小的能源，

有時(shí)也叫綠色能源。如太陽(yáng)能,風(fēng)能,海洋能；垃圾發(fā)電、沼氣等。非清潔能源是指可能對(duì)環(huán)境造成較大污染的能源，例如煤炭等化石燃料。清潔與非清潔能源的劃分也是相對(duì)的。(7)按能否流通分類(lèi)商品能源：煤、石油、天然氣、電非商品能源：薪柴、農(nóng)作物殘余（秸稈）

1.4.1傳統(tǒng)能源面臨的問(wèn)題

1.4.1.1能源危機(jī)世界人口從1900年到目前，凈增加了2倍多，而能源消耗增加了16倍，說(shuō)明人類(lèi)對(duì)能源的依賴(lài)越來(lái)越強(qiáng)烈。目前化石能源在世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中所占的比重仍然很高。

如果沒(méi)有新的替代能源充分發(fā)展，按目前的消耗情況估算，21世紀(jì)人類(lèi)又將面臨著新的能源危機(jī)。

§1.4

發(fā)展新能源的重要性1.4.1.2環(huán)境影響（1）大氣污染化石燃料的利用過(guò)程會(huì)產(chǎn)生CO、SO2、NOx等有害氣體，不僅能導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的破壞，還會(huì)直接損害人體健康。在很多國(guó)家和地區(qū)，因大氣污染造成的直接和間接損失已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重。（2）酸雨SO2、NOx等污染物，經(jīng)大氣傳輸，在一定條件下形成酸雨，危害農(nóng)作物和森林生態(tài)系統(tǒng)，破壞水生生態(tài)系統(tǒng)，腐蝕材料，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。酸雨還導(dǎo)致地區(qū)氣候改變。（3）溫室效應(yīng)地球上的病蟲(chóng)害增加；(2)海平面上升；(3)氣候反常，海洋風(fēng)暴增多；(4)土地干旱，沙漠化面積增大。二氧化碳?xì)怏w具有吸熱和隔熱的功能。它在大氣中增多的結(jié)果是形成一種無(wú)形的玻璃罩，使太陽(yáng)輻射到地球上的熱量無(wú)法向外層空間發(fā)散，其結(jié)果是地球表面變熱起來(lái)。因此，二氧化碳也被稱(chēng)為溫室氣體。地球上可以吸收大量二氧化碳的是海洋中的浮游生物和陸地上的森林，尤其是熱帶雨林。（4）其它影響若再考慮能源開(kāi)采、運(yùn)輸和加工過(guò)程中的不良影響，則造成損失將更為嚴(yán)重。如煤炭開(kāi)采會(huì)有人員傷亡和土地塌陷。核能的利用雖然不會(huì)產(chǎn)生上述污染物，但存在核廢料問(wèn)題。世界范圍內(nèi)的核能利用，將產(chǎn)生成千上萬(wàn)噸的核廢料。如果不能妥善處理，放射性的危害或風(fēng)險(xiǎn)將持續(xù)幾百年。

1.4.230、60的需要巴黎協(xié)定簽訂；溫室氣體種類(lèi)；二氧化碳的五大來(lái)源；中國(guó)二氧化碳的占比；碳達(dá)峰的特征。

1.4.3構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的需要§1.2世界能源消費(fèi)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)§1.2.1

世界能源消費(fèi)現(xiàn)狀及特點(diǎn)1.世界一次能源消費(fèi)量不斷增加；2.增長(zhǎng)模式不同；3.世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)趨向優(yōu)質(zhì)化；4.能源貿(mào)易及運(yùn)輸壓力增大。§1.2世界能源消費(fèi)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)§1.2.2

世界能源發(fā)展趨勢(shì)1.多元化；2.清潔化；3.高效化；4.全球化；5.市場(chǎng)化?！?.3中國(guó)的能源現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展對(duì)策§1.3.1中國(guó)能源存在的問(wèn)題1.能源需求持續(xù)快增；2.能源技術(shù)相對(duì)落后；3.能源資源賦存不均衡；4.能源資源開(kāi)發(fā)難度較大；5.能源安全問(wèn)題嚴(yán)峻?！?.3中國(guó)的能源現(xiàn)狀

及未來(lái)發(fā)展對(duì)策§1.3.2

中國(guó)能源未來(lái)的發(fā)展對(duì)策1.提高能源利用效率；2.大力發(fā)展替代技術(shù)；3.調(diào)整優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)；