1、NCEPUNCEPU可再生能源可再生能源李钧李钧2011.82011.8NCEPUNCEPUv课堂纪律，缺课请假，开卷考试课堂纪律，缺课请假，开卷考试v各班长或学委联系方式各班长或学委联系方式v参考书：参考书：王长贵等王长贵等.新能源发电技术新能源发电技术.北京：中国电力出北京：中国电力出版社，版社，2003.黄素逸黄素逸.能源利用新技术能源利用新技术.北京：中国电力出版北京：中国电力出版社，社，2004.陈听宽等陈听宽等.新能源发电新能源发电.西安：西安交通大学出西安：西安交通大学出版社，版社，1981.NCEPUNCEPUv准备知识火力发电厂的工作原理、工艺流程、主要设备、操作规程NCEP
2、UNCEPU课程的主要内容课程的主要内容v概述v太阳能v风能v地热能 v海洋、海浪和潮汐能 v生物质能 v氢能和燃料电池NCEPUNCEPU第一讲第一讲 概述概述一、能源及其分类二、能源的评价三、能源与环境保护NCEPUNCEPU一、能源及其分类一、能源及其分类1.能源定义能源定义 能源是指人类用来获取能量的自然资源。可以理解为含有能量的资源。能源是能量的来源，是提供能量的资源，这些资源要么来自物质，要么来自物质的运动。NCEPUNCEPU2 能源表现形式及特点能源表现形式及特点v热、电、动能、位能、热能的形态出现v特点：是比较集中的含能体或能量过程，同时方便收集，有工程可行性。如闪电不能算能
3、源。NCEPUNCEPU3 能源的发展利用过程能源的发展利用过程v柴草时期柴草时期用柴草煮饭和取暖，畜牧业v煤炭时期煤炭时期我国公元前500年就开始使用煤炭（千年火山）18世纪瓦特发明蒸汽机19世纪法拉第发现电磁感应v石油时期石油时期公元前250年中国人首先发现石油的用途1854年美国打出第一口油井十九世纪发明内燃机v可再生能源时期可再生能源时期1974和1980两次能源危机，认识到可再生能源的重要性NCEPUNCEPU16.6%2.1%5.1%76.2%1990年我国能源消耗构成示意图年我国能源消耗构成示意图NCEPUNCEPUNCEPUNCEPU石油 40年天然气 5 0 年煤 炭 240
4、年NCEPUNCEPU能源危机及环境污染 无论是煤炭、石油还是天然气，作为无论是煤炭、石油还是天然气，作为不可再生的天然的化石能源，其资源总量不可再生的天然的化石能源，其资源总量是有限的。据测算，以目前的开采速率，是有限的。据测算，以目前的开采速率，这三种天然一次能源的供应，石油还能维这三种天然一次能源的供应，石油还能维持约持约40年，天然气年，天然气(常规常规)约约65年，煤炭年，煤炭250300年。年。NCEPUNCEPUNCEPUNCEPUNCEPUNCEPU开发高能、洁净的新能源开发高能、洁净的新能源NCEPUNCEPU风能风能生物质能生物质能太阳能太阳能NCEPUNCEPU潮汐能潮汐
5、能地热能地热能NCEPUNCEPU4 能源的分类 按来源不同可把能源分为三类按来源不同可把能源分为三类v地球的本身蕴藏的能量资源（如地热能地球的本身蕴藏的能量资源（如地热能等）；等）；v地球与其他天体相互作用而产生的能量地球与其他天体相互作用而产生的能量（如潮汐能等）。（如潮汐能等）。v来自地球以外天体的能量（包括直接的太来自地球以外天体的能量（包括直接的太阳辐射能外，还包括间接来自太阳能能源，阳辐射能外，还包括间接来自太阳能能源，如化石能源、生物能、水能、风能、海洋如化石能源、生物能、水能、风能、海洋能等）；能等）；NCEPUNCEPU 按被开发利用的程度不同，可把能源分为按被开发利用的程度
6、不同，可把能源分为两类两类v 常规能源，指已被广泛利用的能源；常规能源，指已被广泛利用的能源；v 新能源，指未被广泛利用、正在研究开发、新能源，指未被广泛利用、正在研究开发、有待推广的能源。有待推广的能源。NCEPUNCEPU按获得的方法，可把能源分为两类按获得的方法，可把能源分为两类v一次能源，指天然存在的、可直接利用的一次能源，指天然存在的、可直接利用的（如原煤、原油、天然气、水力、太阳能（如原煤、原油、天然气、水力、太阳能等）；等）；v二次能源，在一次能源基础上加工而成的二次能源，在一次能源基础上加工而成的（如电力、汽油、煤气、沼气、氢气等）。（如电力、汽油、煤气、沼气、氢气等）。NCE
7、PUNCEPU按能否反复利用，可把能源分为两类按能否反复利用，可把能源分为两类v 再生能源（如太阳能、风能、水力等）；再生能源（如太阳能、风能、水力等）；v 非再生能源（煤炭、石油、天然气等）。非再生能源（煤炭、石油、天然气等）。按能源本身的性质，可分为两类按能源本身的性质，可分为两类v 含能体能源，其本身就是可提供能源的物含能体能源，其本身就是可提供能源的物质（煤炭、石油、天然气等）质（煤炭、石油、天然气等）v 过程性能源，指由可提供能量的物质的运过程性能源，指由可提供能量的物质的运动所产生的能源（风能、水能等）动所产生的能源（风能、水能等）NCEPUNCEPU按对环境的污染情况分按对环境的
8、污染情况分v清洁能源清洁能源v非清洁能源非清洁能源NCEPUNCEPU波浪能波浪能再再再再 再生能源再生能源非非 非再生能源非再生能源潮汐能潮汐能再再煤煤非非水力水力发电发电再再石油和石油和天然天然气气非非太太阳阳能能再再核能核能非非风风能能再再地地热热能能再再NCEPUNCEPU二、能源的评价二、能源的评价v 储量和能源的地理分布储量和能源的地理分布 我国煤炭、水力资源丰富，其它常规能源和新能源资我国煤炭、水力资源丰富，其它常规能源和新能源资源不少。源不少。同时能源的地理分布对它的使用很有关系，我国的煤同时能源的地理分布对它的使用很有关系，我国的煤炭资源偏西北，水力资源偏西南，对它们的应用有
9、很炭资源偏西北，水力资源偏西南，对它们的应用有很大影响。大影响。v 能量密度能量密度 在一定质量、空间或面积上，某种能源所能得到的能在一定质量、空间或面积上，某种能源所能得到的能量。量。按目前的技术水平，太阳能和风能的能流密度很小，按目前的技术水平，太阳能和风能的能流密度很小，大约只有大约只有100w/m2，如果能流密度很小，很难作为主，如果能流密度很小，很难作为主力能源。而核能和各种常规能源的能流密度较大。力能源。而核能和各种常规能源的能流密度较大。NCEPUNCEPU二、能源的评价二、能源的评价v储能的可能性和供能的连续性储能的可能性和供能的连续性 能源不用时可以存储起来，需用时能立即发出
10、能源不用时可以存储起来，需用时能立即发出能量，这对太阳能、风能等目前不易做到，而能量，这对太阳能、风能等目前不易做到，而各种矿石燃料和核燃料则比较容易做到。各种矿石燃料和核燃料则比较容易做到。v运输费用与耗损运输费用与耗损 太阳能、风能、地热能等难以运输，而石油和太阳能、风能、地热能等难以运输，而石油和天然气则很容易从产地输运到用户，运煤稍为天然气则很容易从产地输运到用户，运煤稍为困难一些，水力发电站如果远离用户，运距离困难一些，水力发电站如果远离用户，运距离输电损失也不小，而且还是一项投资较大的基输电损失也不小，而且还是一项投资较大的基建工程。建工程。NCEPUNCEPU二、能源的评价二、能
11、源的评价v开发费用和利用能源的设备费用开发费用和利用能源的设备费用 对于开发费用而言，太阳能、风能等不花任何对于开发费用而言，太阳能、风能等不花任何成本就能得到；各种矿物燃料和核燃料，从勘成本就能得到；各种矿物燃料和核燃料，从勘测、开采、到加工、运输等都需要人力和物力测、开采、到加工、运输等都需要人力和物力的投资，有的工序对劳动者还有一定的危险性的投资，有的工序对劳动者还有一定的危险性和损害人体健康。和损害人体健康。利用设备的价格，以目前的技术水平，太阳能、利用设备的价格，以目前的技术水平，太阳能、风能、海洋能等发电设备的单价为几千元上风能、海洋能等发电设备的单价为几千元上万元万元/kw，初投
12、资较大，资金周转较慢；燃煤，初投资较大，资金周转较慢；燃煤和水力的设备几百元一千元和水力的设备几百元一千元/kw，比太阳能、，比太阳能、风能便宜得多，烧天然气和石油的装置的价格风能便宜得多，烧天然气和石油的装置的价格也相当便宜。也相当便宜。NCEPUNCEPU二、能源的评价二、能源的评价v能源的品位能源的品位 在热机循环中，热源温度越高，冷源温度越低，在热机循环中，热源温度越高，冷源温度越低，则循环热效率就越高，即热量可转化为机械功则循环热效率就越高，即热量可转化为机械功的部分越大。对能够得到较高热源温度的能源的部分越大。对能够得到较高热源温度的能源称为高品位能源，否则为低品位能源。称为高品位
13、能源，否则为低品位能源。NCEPUNCEPU二、能源的评价二、能源的评价v对环境的影响对环境的影响 污染主要来源是耗能设备，随着耗能量的增加，污染主要来源是耗能设备，随着耗能量的增加，产生的污染程度也越来越严重。原子能的可能产生的污染程度也越来越严重。原子能的可能危险性，需要大家对其产能过程和后期处理应危险性，需要大家对其产能过程和后期处理应采取各种安全措施。烧煤和水力发电存在各自采取各种安全措施。烧煤和水力发电存在各自的污染。而太阳能、风能等则基本上没有污染的污染。而太阳能、风能等则基本上没有污染的清洁能源。的清洁能源。NCEPUNCEPU三、能源与环境保护三、能源与环境保护v温室效应二氧化
14、碳的数量增加，二氧化碳的数量增加，较多热能因而被吸收较多热能因而被吸收和储存和储存地球变得愈来愈热地球变得愈来愈热NCEPUNCEPU酸雨酸雨氧化氮和二氧化硫與氧化氮和二氧化硫與空氣中的水分結合，空氣中的水分結合，形成形成弱硫酸弱硫酸和硝酸和硝酸当燃烧当燃烧化石燃料化石燃料时时，会产生会产生氧化氧化氮和二氧化硫氮和二氧化硫污染物吹到污染物吹到其他地其他地区区水汽水汽损损毀毀建建筑物筑物二氧化硫二氧化硫氧化氮氧化氮二氧化硫二氧化硫氧化氧化氮氮干沉降干沉降破坏破坏森林森林湖泊和河流的土湖泊和河流的土壤壤变变酸，魚酸，魚类类和和植物因此死亡植物因此死亡人类健康受损人类健康受损酸雨落下酸雨落下NCEPUNCEPU中国酸雨分布中国酸雨分布NCEPUNCEPU二氧化硫的干沉降二氧化硫的干沉降v 在南方，二氧化硫是形成酸雨的罪魁祸首，其恶劣的危害人所共知。北方的降雨量少，酸雨非常罕见，那么二氧化硫是不是没有危害了呢？当然不是！v 二氧化硫的干沉降对植被的伤害比酸雨要严重得多！二氧化硫的干沉降，是直接通过植物的叶面被吸收的。二氧化硫能够破坏植物叶片的栅栏组织和海绵组织，破坏细胞膜的通透性，能在叶面上形成肉眼可辨的伤斑，并最终导致植株枯死。NCEPUNCEPUv臭氧层破坏v热污染v对人体健康的影响
