能源科学讲解课件能源的可持续发展

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1、能源的可持续发展能量与能源能量——宇宙间一切运动着的物体，都有能量的存在和转化，人类一切活动都与能量及其使用紧密相关。所谓能量，也就是“产生某种效果（变化）的能力”。反过来说，产生某种效果（变化）必然要伴随能量的消耗和转换。人类所认识的六种能量形式机械能热能电能辐射能化学能核能机械能包括固体和流体的动能、势能、弹性能及表面张力能等。动能和势能统称为宏观机械能——人类认识最早的能量。热能构成物体的微观分子运动的动能表现为热能。它的宏观表现是温度的高低，反映了分子运动的强度。地球上最大的热能资源应为地热能。电能它和电子流

2、动与积累有关，通常由电池中的化学能转化而来，或通过发电机由机械能转换得到。反之，电能也可以通过电动机转化为机械能——电做功。在自然界中，还有雷电等电能。辐射能即物体以电磁波形式发射的能量。如太阳能，太阳是最大的辐射源。化学能它是物质结构能的一种，即原子核外进行化学变化时放出的能量。按化学热力学定义，物质或物系在化学反应过程中以热能形式释放的内能，称为化学能。利用最普遍的化学能是燃烧碳和氢。核能它是蕴藏在原子核内部的物质结构能。释放巨大核能的核反应有两种：核裂变反应核聚变反应能源及能源的分类所谓能源，是指能够直接或经过

3、转换而获取某种能量的自然资源。自然资源：煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能、地热能、核能等。为了便于运输和使用，经上述资源加工可得到一些更符合使用要求的能量来源，如煤气、电力、焦炭、蒸汽、沼气、氢能等。能量及能源的分类由于可被人类利用的能源多种多样，因此有以下6种不同的分类方法：按地球上的能量来源分按被利用的程度分按获得的方法分按能否再生分按能源本身的性质分按对环境的污染情况分按地球上的能量来源分来自于地球本身，如核能、地热能等；来自于球外天体，如宇宙射线及太阳能，以及由太阳引起的水能、风能、波浪能、海洋温差能、生

4、物质能、光合作用等；来自于地球和其他星体的相互作用，如潮汐能。按被利用的程度分常规能源，如煤炭、石油、天然气、薪柴燃料、水能等；新能源，如太阳能、地热能、潮汐能、生物质能等，另外还有核能。按获得的方法分一次能源，即可供直接利用的能源，如煤、石油、天然气、风能、水能等；二次能源，即由一次能源直接或间接转换而来的能源，如电、蒸汽、焦炭、煤气、氢等，它们使用方便，易于利用，是高品质的能源。按能否再生分可再生能源，即不会随它本身的转化或人类的利用而越来越少，如水能、风能、潮汐能、太阳能等；非再生能源，它随人类的利用而越来越少

5、，如石油、煤、天然气、核燃料等。按能源本身的性质分含能体能源（燃料能源），如石油、煤、天然气、地热、氢等，它们可以直接储存；过程性能源（非燃料能源），它们无法直接储存，如风能、水能、海流、潮汐、波浪、火山爆发、雷电、电磁能和一般热能等。按对环境的污染分清洁能源，即对环境无污染或污染很小的能源，如太阳能、水能、海洋能等；非清洁能源，即对环境污染较大的能源，如煤、石油等。能量的转换广义地说，能量转换应包含三项内容：能量的形态转换，即通常所谓的能量转换；能量的空间转换，即能量的传输；能量的时间转换，即能量的储存。能量的转换

6、能源的评价能源多种多样，各有优缺点，为了正确选择和使用能源，必须对各种能源进行正确的评价。能源的评价通常包括以下7个方面：储量储能的可能性与供能的连续性能流密度开发费用和利用能源的设备费用运输费用与损耗品位问题污染问题能源更迭与社会发展人类利用能源的历史，也就是人类认识和征服自然的历史。(1)火的发现和利用(2)畜力、风力、水力等自然动力的利用(3)化石燃料的开发和热的利用(4)电的发现及开发利用(5)原子核能的发现及开发利用能源更迭与社会发展人类社会已经历了三个能源时期：薪柴时期；煤炭时期；石油时期。薪柴时期主要以

7、薪柴等生物质燃料为主要能源的时代，生产和生活水平极低，社会发展缓慢。煤炭时期18世纪，以煤炭取代薪柴作为主要能源，蒸汽机成为生产的主要动力，工业迅速发展，劳动生产力增长很大。19世纪，电力成为工矿企业的主要动力，成为生产和生活照明的主要来源。但这时的电力工业主要是依靠煤炭作为主要燃料。石油时期石油资源的发展，开始了能源利用的新时期。近30年来，世界上许多国家依靠石油和天然气，创造了人类历史上空前的物资文明。进入21世纪，核能将成为世界能源的主角，清洁能源的时代也将随之到来。能源与国民经济能源是发展社会生产和提高人民生

8、活水平的重要物质基础，是推动国民经济发展的强大动力。世界能源消费结构的特点半个世纪来，世界煤炭消费比例一直呈下降的趋势，70年代起石油已在世界能源消费中占第一位。水能和核能的利用，主要表现在水电及核电的比例上。电能是现代化所必须的高级二次能源。煤：34.86%水电：2.29%石油：33.7%天然气：20.75%核能：6.54%生物能：11.8%