《能源材料概论》PPT课件

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1、新能源及其新材料目录能源现状新能源及其发展现状能源分类能源分类一次能源二次能源(经转换或提炼）可再生能源非再生能源风能，水能，太阳能，地热，海洋能，生物能化石燃料（煤，石油，天然气）铀电能，氢能，汽油，柴油等(1)人类社会对能源的需求不断增加。能源是与人类社会的生存与发展休戚相关的。人类社会的发展伴随着能源消耗的增加。能源应用现状表1世界一次能源消费的增长率(2)能源结构发生变化。表2世界一次商品能源构成(3)能源应用形态有所改变。小型的可移动电源的需求量增长很快，这主要是信息技术发展的结果；特别是近年来笔记本电脑、手提电话等移动通信、摄像机、声像设备以及一些军用电子设备的发展，对

2、电池的能量密度要求更高，并要求能够反复使用。因此促进了高容量二次电池的发展。(4)矿物能源面临枯竭。（1992世界能源大会）石油/年天然气/年煤/年铀/年世界495726260中国236110230(5)矿物燃烧造成环境污染。（SO2、CO、CO2、NO）（植被、土壤；气候；健康）图2世界CO2排放量随时间的变化(6)新能源的开发不断取得进展太阳能、生物能、核能、风能、地热、海洋能等一次能源和二次能源中的氢能。新能源的开发一方面靠利用新的原理来发展新的能源系统，另一方面靠材料的开发与应用，使新系统得以实现，并提高效率，降低成本。(7)新材料的几个作用：新材料把原来习用已久的能源变

3、为新能源。如：半导体材料把太阳能有效地直接转变为电能；燃料电池能使氢与氧反应而直接产生电能，代替过去利用氢气燃料获得高温。一些新材料可提高储能和能力转化效果如：镍电池、锂离子电池等都是靠电极材料的储能效果和能量转化功能而发展起来的新型二次电池。新材料决定着核反应堆的性能与安全性。材料的组成、结构、制作、加工工艺决定着投资与运行成本。如：太阳电池材料决定着光电转换效率；燃料电池的电极材料决定着电池的质量和寿命；材料的制备工艺又决定着能源的成本。(8)能源材料的概念及分类广义上，凡能源工业及能源利用技术所需的材料都可称为能源材料。新能源材料－如增殖堆用核材料、太阳能电池材料节能材料－如

4、非晶态金属磁性，超导材料。储能材料－如贮氢（吸氢）材料，高比能电池材料能源现状与发展问题1.可再生清洁能源如风能、太阳能等所占比例不到3%2.石油、煤和天然气占初级能源消耗的85%左右3.其余主要是火电和水电据可靠资料报道，到2020年，我国能源的消费比例除了利用石油、煤和天然气以及水电外，风能的消费比例要占到10%，核能的消费要占到3%。各种能源的消费比例图我国石油产品需求预测2010年，万吨2020年，万吨汽、煤、柴油17750-1890021700-28800润滑油520-560560-770燃料油29002700化工用油4700-56007200-8700其它5400-55

5、006600-6700石油产品合计31300-3350038800-47700国内石油需求3.3-3.5亿吨4.1-5.0亿吨其它：LPG、沥青、石油焦、溶剂油、硫磺等2004年我国汽柴油消耗分别达4706万吨和10292万吨(合计1.5亿吨)无穷大约45年约15约61年约30约230年约81约71年约50我国各种能源探明储量（以储采比表示）与世界比较摘自“光伏技术和产业发展战略国际研讨会：机遇与挑战”论文集2004年4月8日，北京P8050100150200250300太阳能石油天然气煤铀世界中国二氧化碳是化石能源的最终排放形态化石能源及其现状表3全球各国CO2排放量比较排行汽车

6、油耗占汽柴油诮费的比例(2002)耗油量，万吨占消费量，%汽油车282575.5柴油车188824.2交通运输用油约占石油消耗的40%2020年原油需求控制在4.5亿吨，至少进口2.5亿吨，对外依存度65%汽车保有量应控制在1亿辆(现有2400万辆)2004年，产量500万辆，到2010年预计汽车年产量达到800到1000万辆在北京、上海等大城市，空气污染的60%来自汽车排放二氧化碳的全球排放量中，中国居第二2010550ppm从左图大气CO2浓度随年代的变化及其在全球的分布图可以看出：很明显，近20年来，CO2的浓度上升迅速非常迅速，2010年将接近550ppm。而且，主要分布在

7、美国和中国所在的北半球高纬度60-80度处。CO2大量排放带来的最直接危害就是产生温室效应！“温室效应”使地球变暖带来的严重后果A、根据IPCC的预测，2050年地球的平均气温将增加2.5±1℃B、专家认为：近100年来，全球年平均气温上升了0.6℃。预计到2100年，全球年平均气温将比1990年上升1.5－3.5℃C、美国皮尤全球气候变化研究中心发表的一份报告估计，到2100年全球气温将升高1.3-4.6摄氏度，并导致海平面升高17-99厘米。D、全球森林面积迅速下