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新能源技术
同济大学物理系
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一、能源技术概述
1. 基本概念
能量形式: 机械能(风能、水能等)、电磁能、热能、
化学能、原子能、光能。
能源: 自然界中能为人类提供某种形式能量的物质
资源。
能源种类:
按原始来源分: 地内能源和地外能源以及相互作用
能源。
按生成方式分: 天然(一次)能源和人工(二次)能源
按对能源的认识过程分:常规能源和新能源。
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能源技术概述
天然(一次)能源和人工(二次)能源
二次能源:它是指经过消耗一次能源加工转化而产生的诞生能源。如电能、热能、煤气、柴油、氢能、焦炭、沼气等。
非再生能源:石油、天然气、原煤、核燃料等
一次能源
再生能源:太阳能、风能、水能、海洋能生物质能等
地内能源:地热能(地下蒸气、温泉、火山)、核能
地外能源:主要来自太阳,包括由太阳能转变来的风能、水
能、矿物燃料(煤,石油等),及少量宇宙辐射能
相互作用能源:主要指潮汐能。
常规能源:已被广泛利用的能源,如煤、石油、水力、电能新能源:原子能、太阳能(对发展中国家而言)、雷电能、宇
宙射线能、火山能、地震能等。
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能源技术概述
2. 能源问题
能源模式的演变:
木材→煤→石油→核能或多种形式能源
非再生能源: 石油、天然气、煤炭和裂变核燃料约占能源总消费量的90%左右
再生能源: 水力、植物燃料等只占10%左右
目前人类使用的能源储量和分布
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再生能源分布: %,
水能、风能、地热能、生物能等不到1%
在非再生能源中,利用海水中的氘资源产生的人造太阳能(聚变核能)几乎占100%,煤炭、石油、天然气、裂变核燃料加起来也不足千万分之一。所以,人类使用的能源归根到底要依靠太阳能,太阳能是人类永恒发展的能源保证。
能源技术概述
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能源技术概述
世界能源储量分布与利用
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能源技术概述
世界非再生能源储量分布:
中东地区: 石油储量最多, %;
欧洲: 天然气和煤炭储量最多, %和45%
亚洲、大洋洲: 煤炭各占18%
石油、天然气只有5%
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能源技术概述
我国能源资源地区分布不均衡
煤炭,主要集中在华北和西北
石油、天然气,主要分布在黑龙江、辽宁、河北、河南、山东、四川、甘肃和新疆等省区内
可开发水力资源有,主要集中在西南
太阳能和风能资源丰富,有很大利用潜力。
我国能源资源丰富
煤炭资源(探明储量)和水力资源均居世界第一位;
石油资源占世界第十一位;
天然气资源占世界第十四位;
太阳能资源居世界第二位;
潮汐、地热、风力和核燃料资源都很丰富。
人均占有量很少,只有世界平均水平的一半。
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利用能源的过程直接污染地球环境。
主要来源:
1) 煤、石油等燃料的燃烧;
2) 汽车排放的废气;
3) 工业生产(化工厂、炼焦厂等)过程中产生的废气。
大气污染:
1) 酸雨问题;
2) 温室效应;
3) 臭氧层破坏。
能源技术概述
能源问题即环境与能源关系问题
联合国提出可持续发展概念,即要满足当代人的需要,又要考虑不损害后代的需要。因此, 今后的能源战略是多元结构的能源系统和高效清洁的能源技术。
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二、能源技术
1. 洁煤技术煤碳的污染物和二氧化碳可能导致全球变暖。现在有两条洁煤途径:
(1) 先进燃烧和污染处理,洁煤技术可用于燃烧前、
中、后期。
(2) 气化和液化煤,将煤转化为含一氧化碳和氢的
“合成气”。
2. 煤炭液化(煤炭转化技术之一) 对固体煤炭以特殊方法进行化学加工成为液态后,可作液体燃料和化工原料使用。从工艺上可分为
直接液化: 在高温高压下加氢,使煤炭直接生成液态物质;
间接液化: 先把煤炭气化,制成煤气,再合成为液体燃料。煤炭液化技术复杂,难度高,投资大,比天然石油成本高,目前还没有竞争能力。
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