第十六章新能源技术

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1、第十六章新能源技术本章导读能源是人类生存、发展以及各种社会活动不可缺少的物质基础，是国民经济发展的重要支柱，也是人类生活质量的重要保障。在目前能源结构中占有89.5％比例的煤炭、石油、天然气等石化燃料将面临枯竭。能源紧缺将是人类面临的重要问题。世界能源的发展战略是：多元结构的能源系统和高效清洁的能源技术。因此，环保、高效的可再生性能源的开发是新能源技术的发展方向，本章主要介绍当前新能源技术中：太阳能、核能、风能的开发与利用以及我国新能源技术的现状与发展方向。26第一节能源技术概述能源是人类生存、发展以及各种社会活动不可缺少的物质基础，也是人

2、类生活质量的重要保障，能源、材料和信息并称为现代社会的三大基石。能源问题已成为21世纪人类社会发展迫切需要解决的重大问题。能源技术是研究如何有效地开发、生产、保存、传递能量并通过能量形式的转换来有效利用能量的技术。它是一门涉及面广、综合性强的技术。一、能源及其分类1、什么是能源？在生产、生活的各个方面，人类每时每刻都在利用和消耗着能量。能量有多种存在形式，如：机械能、热能、光能、电磁能、风能、太阳能、化学能等等。不同形式的能量可以相互转化。如天然气中的化学能通过燃烧转变为热能；热能通过蒸汽机变成机械能；蒸汽机带动发电机将机械能转变为电能；电

3、能使电动机运转又转化为机械能等。什么是能源？能源是指可以为人类提供各种形式能量的物质资源。如煤炭、石油、天然气、核燃料等等。2、能源的分类自然界中存在的能源种类很多，能源的分类方法也很多。根据需要，我们可以将能源进行不同的分类。如按照能源的形成方式分类、按照能源的性质分类、按照能源的开发利用状况分类等等。这里我们根据能源的形成方式介绍能源的分类。能源可分为天然能源和人工能源两大类。天然能源又称为一次性能源，它是自然界中以天然方式存在的未经加工转换的原始能源。如原煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能、核燃料等。人工能源又称为二次能源，它是指经

4、过一次或多次加工转换而产生的能源，如电能、热能、汽油、煤油、柴油、沼气等。26天然能源又可分为再生性能源和不可再生性能源。再生性能源是指可循环使用或不断得到补充的自然能源。如：风能、水能、太阳能、潮汐能、生物质能等。实际上这些能源绝大部分都是太阳能的变种，只有潮汐能来自地球自转的旋转动能。如水能是由于太阳光照射在江河湖海上，使水汽蒸发，从而转化为可利用的水力资源；风能来自太阳对大气层的不均匀照射，从而形成气流，也就是风。不可再生性能源是指消耗一点少一点，短期内不能再产生的自然能源。它包括煤、石油、天然气、核燃料等。不可再生性能源都是经过亿万

5、年的漫长岁月形成的，一般开发方便，使用率高。目前，煤炭、石油、天然气、水能、核裂变能都已得到大规模经济开发和利用，这些能源又称为常规能源，它们在目前的能源结构中占主要地位。其中煤炭、石油和天然气均属于石化燃料，它们分别是古代植物和低等动物的遗体在缺氧条件下，通过高温高压作用，经漫长的地质年代演变而成的；而太阳能、地热能、风能、核聚变能、潮汐能、生物质能、海洋能等尚未得到大规模开发和利用，称为新能源。由于新能源不仅是再生性或资源丰富的能源，而且其开发与利用对环境保护具有重要意义，因此成为能源开发和利用的重点。二、能源资源统计1、世界能源资源统

6、计根据中国科学院地理科学与资源研究所《中国自然资源数据库》2000年对世界自然资源的统计数据和2006年《ＢＰ世界能源统计２００６》统计出的当前对自然能源的开采速度，可计算出石化燃料的可开采年限（见表16-1）。26表16-1世界主要能源资源调查和统计燃料名称煤炭（亿吨）石油（亿吨）天然气（亿立方米）铀（吨）可采储量9842.11402.81.49×2.08×可采储量的开采年限162年40年65年65年预计最终开采年限279年121年170年290年统计资料显示，由于人口的增长以及工业发展速度和人民生活水平的提高，在目前能源结构中占有89.

7、5％比例的石化燃料（煤炭、石油、天然气等）将面临枯竭。虽然今后会有新的探明储量，但由于现代社会对能源的需求越来越大，能源紧缺将是人类面临的重要问题。2、中国能源资源统计我国能源资源的基本特点是：富煤、贫油、少气。目前世界能源消费构成是：石油约40％、煤炭25％、天然气25％、核电和其它能源约10％；而我国是煤炭占70％、石油和天然气约占20％、其它能源约10％。据2000年《中国自然资源数据库》统计资料显示：中国的煤炭资源十分丰富。我国的煤炭资源总量为5.06万亿吨，可开采储量为1145亿吨。居世界第1～2位，在全球可采煤储量中占11％。煤

8、作为能源资源在中国国民经济发展中起着举足轻重的作用，是支持经济发展和保障人民生活的基础产业。中国70％以上的能源来自煤，煤在中国仍有巨大的应用前景。但煤作为能源大量开发利用，由此