1、能源及分类【能源分类】1.按能量的原始来源划分。第一类，来自地球以外天体的能量，其中最主要的是太阳辐射能。第二类，来自地球自身的能量。一种是以热能形式储藏于地球内部的热能和重力能，包括火山、地震、地下蒸汽、热岩层、地下热水等；另一种是海洋和地壳中储藏的核燃料所包含的原子能。第三类，来自地球及其它天体的相互作用所产生的能量，地球、月亮、太阳系统由于相互引力的作用，使海水涨落所形成的潮汐能。2.按能源的成因划分。分为一次能源(亦称天然能源)和二次能源(亦称人工能源)。3.按能源的储存和输送性质划分。分为含能体能源和过程性能源。4.按能源使用性质划分。分为燃料性能源和非燃料性能源。【能源分类能源分类
2、】5.按能源的形成和再生性划分。分为再生能源和非再生性能源。6.按能源的技术开发程度划分。分为常规能源和新能源。7.按能源的实物形态划分。分为固体能源、液体能源和气体能源。8.按能源的商品性划分。分为商品能源和非商品能源。9.按能源对环境的污染程度化分。分为清洁能源和非清洁能源10.按能源载体同地球构成关系划分。分为地壳能源和地壳外能源。【太阳辐射能太阳辐射能】太阳是能量的重要源泉。自然界中绝大多数能源所含的能量都来自太阳。太阳辐射能有其直接的形式(如太阳能)和间接形式，即由太阳辐射能转化而成的矿物燃料(如煤炭、石油、天然气、油页岩等)以及水能、风能、海洋能、雷电能、生物质能。太阳辐射能量很大
3、，如按一年时间计算，相当于获得170万亿吨标准煤所含的热量。【地球热能地球热能】是指来自地球本身的能量。地球内部，由于放射性元素在蜕变时不断地放出大量的热能，地球就成为一个大的热库，地球的地核温度可达4000-5000度。火山爆发、地震、温泉等都是地球热能的不同表现形式。【一次能源和二次能源一次能源和二次能源】一次能源是指自然界中以现成形式存在，不经任阿改变或转换的天然能源资源，即从自然界直接取得并不改变其形态和品位的能源。为原煤、原油、油页岩、天然气、核燃料、植物燃料、水能、风能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等。二次能源是指为了满足生产工艺和生活的特定需要以及合理利用能源，将一次能源直接或
4、间接加工转换产生的其它种类和形式的人工能源。如由原煤加工产出的洗煤；由煤炭加工转换产出的焦炭，煤气；由原油加工产出的汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油气、炼厂干气等；由煤炭、石油、天然气转换产出的电力。【含能体能源和过程性能源含能体能源和过程性能源】含能体能源是指包含能量的物质。如化石燃料、草木燃料、核燃料等。这种含能体可以直接储存运送。过程性能源是指能量比较集中的物质运动过程，或称能量过程，是在流动过程中产生的能量。如流水、海流、潮汐、风、地震、直接的太阳辐射、电能等。【燃料性能源和非燃料性能源燃料性能源和非燃料性能源】燃料性能源是指用于直接燃烧而发生能量的物质。包括矿物燃料，如煤炭、石油、
5、天然气等；生物燃料，如柴草、农作物秸秆、薪材、沼气等；核燃料，如铀、钍等；化工燃料，如甲醇、酒精、火药等。非燃料性能源是指不能直接燃烧的能源，如水能、电、蒸汽、热水、太阳能、风能、潮汐能、地热能等。【再生能源和非再生能源再生能源和非再生能源】再生能源是指在生态循环中能重复产生的自然资源，它能够循环使用，不断得到补充，不会随人类的开发利用而日益减少，具有天然的自我再生功能，可以源源不断地从自然界中得到补充，是人类取之不尽用之不竭的能源。如水力、潮汐、太阳辐射、风力、海洋能、草木燃料、地震、火山活动、地下热水、地热蒸汽、温泉、热岩层以及从有机物质及其废物中提取的燃料，如酒精、沼气等。非再生能源是指
6、经过亿万年漫长地质年代形成，随着人类的不断开发利用而日益减少，终究要消耗殆尽，不能在短期内重复再生的能源。如煤炭、原油、天然气、油页岩、核燃料等。【常规能源和新能源常规能源和新能源】常规能源也称传统能源，是指以往利用多年，目前在科学技术条件已成熟，经济上比较合理，已被人类大规模生产和广泛使用的能源，如煤炭、原油、天然气、电、水能、柴草等。新能源是指人类新近才开发利用或正在研究开发，今后可以广泛利用的能源，如太阳能、风能、地热能、海洋能等。新能源是人类未来能源的开发重点领域。目前的新能源随着科学技术的不断提高，今后会广泛被使用，也会成为常规能源。如原子核能在某些工业发达国家中已广泛使用，他们已将
7、核能列入常规能源之中。【固体能源、液体能源和气体能源固体能源、液体能源和气体能源】固体能源是指物质形态为固体(具有一定的硬度和形状)的可燃性物质。大多是碳物质或碳氢化合物。天然的有原煤、石煤、油页岩、木柴等；经过加工有洗煤、焦炭、型煤等。液体能源是指物质形态为液态（具有体积，但其形状不固定）的可燃性物质。主要是碳氢化合物或其混合物。天然的有原油，经过加工的有汽油、柴油、煤油、燃料油等。气体能源是指物质形态为气态（没有固定的体积和形状）的可燃性物质，一般含有低分子的碳氢化合物、氢和一氧化碳等可燃气体，并常含有二氧化碳、氮等不可燃气体。主要有天然气、液化石油气、焦炉煤气、炼厂干气等。【清洁能源和非
8、清洁能源清洁能源和非清洁能源】人类不断地开发利用能源，有些能源对人类生存环境造成严重的污染。目前在人口众多的大城市和工业区，大量燃烧煤炭、石油等，产生二氧化硫、烟尘、氢氧化物等污染大气，危害人类的生存和健康。清洁能源是指能源在使用中对环境无污染或污染小的能源，如太阳能、风能、海洋能、水能、气体能源等。非清洁能源是指能源在使用中对环境污染较大的能源，如各种固体能源、裂变核燃料、石油等。煤炭是最脏的能源，对环境污染十分严重，石油对环境污染比煤炭小，但使用时也产生氧化硫、氧化氮等有害物质，对环境的污染也很严重。【地壳能源和地壳外能源地壳能源和地壳外能源】地壳能源是指在地球演变过程中，经过漫长的地质年
9、代逐渐自然形成的载能物体，如煤炭、石油、天然气、油页岩等。它们的形成与地壳运动、海水进退、气候变化、生物兴衰等息息相关。地壳外能源是指除地壳能源以外的能源，它的形成不是地壳物质，如太阳能、风能等。【矿物能源和非矿物能源矿物能源和非矿物能源】矿物能源又称化石燃料。是指埋藏在地质体内呈自然状态的矿产，需人工开采的能源，如原煤、原油、天然气、油页岩、石煤、铀、钍等。它们是目前人类使用的主要能源。随着人类不断的开发利用而逐渐减少，不能再生。非矿物能源是指除矿物能源以外的其他能源，如水能、太阳能、风能、潮汐能、生物质能等。这类能源在生态循环中能不断再生，从自然界中源源不断地得到补充。【生物质能源生物质能
10、源】生物质能源也叫绿色能源，是直接或间接她通过绿色植物的光合作用把太阳能转化为化学能的形式固定和贮藏在生物体内的能量，通过燃烧植物体所释放出的热能，如柴草、农作物秸杆、木材等。地球上的植物是一个巨大的能源体。生物质能源的来源是太阳辐射能，它是人类最早利用的能源。它们又都可以作原料、材料和肥料。在发达国家生物质能源已逐渐被矿物能源或其它能源所代替，但在发展申国家的农村仍以生物质能源作为主要能源。目前我国广大农村的主要生活用能还是生物质能源。【煤炭煤炭】煤炭是指原煤及煤炭加工品的统称。不包括焦炭、下脚煤和石煤。煤炭的种类繁多，质量相差也悬殊，不同类型的煤有不同的用途。为了合理利用煤炭，需把煤炭划分
11、不同类别，煤炭的分类方法有；1.按其加工方法和质量规格可分为精煤、粒级煤、洗选煤、原煤、低质煤五大类。2.按其煤质构成划分可分为烟煤、无烟煤、焦煤、成型煤和动力配煤。3.按其用途划分可分为动力用煤、冶金用煤和化工用煤三大类。【石油石油】石油是从地下岩层中开采出的原油及经过加工提炼的石油制品的通称。它是一种可燃液体，由碳和氢两种元素组成的碳氢化合物，简称烃。石油包括天然原油、人造原油及原油加工品。石油主要用作燃料和工业原料。世界上给石油命名的是我国古代杰出的科学家沈括，是北宋钱塘人，他在泉水边发现黑色油状物，经过实验可以燃烧，便取名为石油。【天然气天然气】天然气是指地层内自然存在的以碳氢化合物为
12、主体的可燃性气体。我国是开发和利用天然气最早的国家，古代把天然气叫做“火气”。天然气由有机物质经生物化学作用分解而成，或与石油共存于岩石的裂缝和空洞中，或以溶解状态存在于地下水中。主要成分是甲烷，约占8595，还含有乙烷、丙烷和丁烷，是一种优质燃料和化工原料。天然气包括气田气、油田气和煤田气。根据气体成分，天然气可分为贫气(干气)、湿气(富气)。贫气主要成分为甲烷(含90100)，我国四川等地的天然气大都属于这种干气。湿气往往与原油共生，这种天然气除主要成分是甲烷外，并含有少量乙烷、丙烷和丁烷。乙烷、丙烷和丁烷在加大压力后，可变成液体状态，又称液化石油气。天然气在动力工业、民用燃料、工业用燃料
13、、冶金、化工各方面都获得广泛的应用。【太阳能太阳能】太阳能是指太阳辐射到地球表面上的能量。太阳是离地球最近的一颗恒星，是一个炽热的巨大的气态球体，其直径为139万公里，约为地球直径的110倍。太阳内部每时每刻都在进行着激烈的核裂变和核聚变反映，释放出大量的热能，太阳表面温度达摄氏6000度左右，内部温度高达2000万度。太阳每年辐射到地球的能量约相当于186万亿吨标准煤。除原子能外，地球上几乎所有已知的能源都直接或间接地来自太阳能。太阳能是地球上最主要的能量源泉，是一种可再生能源。人类利用太阳能的方式主要有：1、作为热能使用，如太阳炉、太阳能热水器、太阳灶、太阳能烘干器、太阳能采暖建筑等等；2
14、、作为动力使用，如太阳能水泵等；3、太阳能发电，如太阳能热力发电站、太阳能电池等等；4、用于化学和物理过程，如生物光合作用等；5、用于照明；6、用于医疗。【风能风能】风能是指地球表面大量空气运动产生的动能。由于地球表面和大气层各处不可能同时受到同量的太阳辐射，有的她方是白天，有的地方是黑夜，有的地方是炎热的夏季，有的地方是寒冷的冬季，极地属于寒带地，一年到头冰天雪地，赤道属于热带地，常年是酷署高温，这些造成了气压的不均衡，大气由气压高的地方向气压低的地方流动，于是就形成了风。大风具有很大的能量，风速9-10米秒的五级风吹到物体表面上，每平方米面积受力约10千克。风速20米秒的九级风，每平方米面
15、积受力约50千克。全球的风能量比人类所能控制的能量高得多，全世界一年燃烧煤的能量还不到全年风力能量的千分之一。但是风能特点是分散、间歇、多变、能量密度低，从而制约了风能的开发利用。目前风能利用形式主要是提水、发电、运输等。我国华东沿海地区、东北地区的全年平均风速在3米秒以上，而且有连续35个月的平均风速在6米秒左右，这些地区的风能都有开采利用的价值。【地热能地热能】地热能是地球内部的热量释放到地表的能量。地球内部包含着巨大的热量，地壳下是赤热的岩浆，地核的温度估计约5000。地热资源在地下热储存的形式可分为蒸汽型、热水型、干热岩型、地压型和岩浆型。目前人类能够利用的地热资源主要是地下热水、地热
16、蒸汽和热岩层，主要用于取暖、加热、医疗保健和发电。对于火山爆发、地震和其它地壳变动所释放的能量，目前人类还无法控制利用，因为科技水平还没有达到那样的程度。【核能核能】核能亦称原子能，是由原子核的链式反应能产生的能量。它的来源有两种：一种是由重原子核裂变释放出来的；一种是由轻原子核聚变产生出来的。由于原子核内的中子、质子相互结合非常紧密，所以核反应放出来的能量十分巨大，一般要比化学反应释放的能量大几百万倍。核能具有很多优点：1、体积小而能量大。1000克标准煤燃烧时释放的能量仅为29271千焦耳(7000千卡)而1000克核燃料铀235释放的能量相当于2400吨标准煤释放的能量。2、开采运输方便
17、。一座100万千瓦的大型烧煤电站，每年需原煤300-400万吨，运这些煤需2700多列火车，还要运走大量的灰渣，而同功率的压水堆核电站，一年仅消耗铀235含量3的低浓缩铀燃料28吨，只需6辆卡车。3、核能地区适应性强，可建在缺能严重的地区，以缓解由于能源资源分布不均而带来的地区性能源紧张状况。4、发展核能可以节省化石燃料，因为煤炭、石油都是宝贵的化工原料，应当用来生产化工产品。目前，核能已经成为世界上许多国家特别是发达国家一次能源的重要组成部分。核能是人类最有希望的能源之一。现在，地球上已经探明的铀、钍矿所包含的能量，是地球上的“化石燃料”总能量的几十倍，海水中所有氘的核能如果都释放出来，可以
18、使地球上的人类使用十亿年之久。目前利用裂变释放核能已经实现多年，全世界已有数百座利用核裂变反应的原子能电站在运行。利用核聚变反应建立原子能电站正在积极研究之中，由于其原料氘存在于汪洋大海里，资源极为丰富，人类一旦掌握了受控热核反应这一新能源技术，必然引起能源构成的根本变化，到那时，就不必担心能源的枯竭问题了。【沼气沼气】沼气是以甲烷、二氧化碳为主，含有少量氮、氢、氧及硫化氢等多种成分的可燃气体，它是有机物质在一定湿度、温度、酸度和缺氧条件下，经过多种微生物的作用而产生的。每立方米沼气的热值为21744-27599焦耳(5200-6600千卡)，平均热值为22999焦耳(5500千卡)，比一般的
19、煤气的热值还高。可用来制取沼气的原料很多，如人畜粪便、农作物秸杆、树叶杂草、水生植物、有机垃圾、有机废渣、废液等。因为它是最先被人们在沼泽和池塘中发现的，所以标为沼气。沼气的用途很广，主要有以下两个方面：一是作燃料使用，如用于炉灶、锅炉、窑炉、内燃机动力和发电、沼气灯等设备；二是作为化工原料使用，如制造一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、合成氨、炭黑等。沼气是一种干净、廉价的优质能源，发展沼气是解决农村能源短缺的有效途径之一。【氢能氢能】氢气不是存在于自然界中，而是由水分解而成，因此需要一次能源为燃料的热能，原子能、太阳能等来制取。氢气同电一样，是属于二次能源，它的优点是其它能源所望尘莫及
20、的。氢能贮藏丰富，在地球上，每9千克水中就有1千克氢，它不受任何自然规律的支配，来源稳定。它的热值高达289000千卡千克，为汽油的24倍。若用氢作燃料燃烧时，只产生水蒸汽而无任何有害气体，被誉为“无污染的能源”。氢能贮运方便，以氢的形式输送能源，则不会造成能源损失。目前氢有三种储存法：高压气态储存、低温液氢储存和化学储存。氢能主要用于：1、液态氢是上等的航天航空燃料；2、燃烧时能产生1700的高温，可以用来切割金属；3、氢作为气轮机的燃料，既可发电，又可产生高压蒸汽供热；4、作为一般的内燃机燃料或城市民用煤气，更是优越无比。【余热余热】余热是指工业企业生产过程中释放出来的可被利用的热能。可能
21、回收的余热种类有：1.高温废气余热。如各种冶炼炉、加热炉、窑炉排出的烟气热等，有的高温烟气达到500以上。2.高温产品及高温热渣液的物理热。如炽热焦炭熄焦和金属冶炼、金属轧制过程散发的热量。3.冷却介质余热。为工业窑炉等构件冷却水的余热、电站冷却水等。4.废气废水余热。为燃气轮机排出的高温气体及各种高温炉体冷却水所带的物理热。5.化学反应余热。如合成氨生产中的交换气反应热，乙烯裂解产物急冷降温放出的热量等。6.可燃废液和放散的可燃气体。如纸浆墨液、转炉钢产生的一氧化碳等。余热利用是提高热效率、节约能源、减轻环境污染的一项重要措施。余热利用的方式很多，既可以直接利用也可以通过余热锅炉利用余热产生
22、蒸汽，推动热机做机械功或发电；在很多情况下，余热还用来供暖或生产热水。【可燃冰可燃冰】可燃冰是一种与水结合在一起的固体化合物，可燃冰在低温高压下呈稳定状态，冰体溶化所释放的可燃气体相当原来气体的100倍，它在地球上的储藏量比煤、石油、天然气还多。【耗能工质耗能工质】从能量利用角度观察耗能工质可分两类：一类通常称为能量形式来使用(如压缩空气、电石、乙炔等)，另一类通常不用作为能量使用的耗能工质(如自来水、深井水和氧气等)，也就是说，在生产经营活动中，需要消耗某些工作物质，而生产这些工作物质，需要消耗一定数量的能源，利用这些工作物质就等于间接地消耗能源。另一方面，这些工作物质的使用能够替代或减少其它能源的消耗，而这些工作物质不属于通常所指的能源之列。例如，工业用水、压缩空气、电石、乙炔、氧气等等。这些工作物质被称为耗能工质。
