能源基礎(chǔ)知識(shí)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié) 能源的概念通常凡是能被人類加以利用以獲得有用能量的各種來源都可以稱為能源。第二節(jié) 能源與自然資源的區(qū)別能源和自然資源的區(qū)別：在能源和自然資源的概念中，二者的區(qū)別是：能源和自然資源的概念外延是交叉關(guān)系，即有一些自然資源不屬于能源，如，鐵礦石、鋁土等；而有一些自然資源本身也屬于能源，如煤、石油、天然氣等。另外有一些能源就不屬于自然資源，如，核電、水電、火電等。自然資源必須直接來源于自然界，而且具有自然屬性；而能源則不同，它既可以直接來源于自然界，也可以間接來源于自然界，既具有自然屬性又具有經(jīng)濟(jì)屬性。第三節(jié) 能源分類能源種類繁多，而且經(jīng)過人類不斷

2、的開發(fā)與研究，更多新型能源已經(jīng)開始能夠滿足人類需求。根據(jù)不同的劃分方式，能源也可分為不同的類型。首先根據(jù)產(chǎn)生的方式以及是否可以再利用能源可分為一次能源和二次能源、可再生能源和不可再生能源。一次能源：從自然界取得的未經(jīng)任何改變或轉(zhuǎn)換的能源，包括可再生的水力資源和不可再生的煤炭、石油、天然氣資源，其中包括水、石油和天然氣在內(nèi)的三種能源是一次能源的核心，它們成為全球能源的基礎(chǔ)；除此以外，太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒊毕?、生物能以及核能等可再生能源也被包括在一次能源的范圍?nèi)。二次能源：一次能源經(jīng)過加工或轉(zhuǎn)換得到的能源，包括電力、煤氣、汽油、柴油、焦炭、潔凈煤、激光和沼氣等。一次能源轉(zhuǎn)換成二次能源會(huì)有轉(zhuǎn)換損

3、失，但二次能源有更高的終端利用效率，也更清潔和便于使用。可再生能源：指在自然界中可以不斷再生、永續(xù)利用、取之不盡、用之不竭的資源，它對環(huán)境無害或危害極小，而且資源分布廣泛，適宜就地開發(fā)利用?？稍偕茉粗饕ㄌ柲堋L(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿取２豢稍偕茉矗悍褐溉祟愰_發(fā)利用后，在現(xiàn)階段不可能再生的能源資源。如煤和石油都是古生物的遺體被掩壓在地下深層中，經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代而形成的(故也稱為“化石燃料”)，一旦被燃燒耗用后，不可能在數(shù)百年乃至數(shù)萬年內(nèi)再生，因而屬于“不可再生能源”。其次根據(jù)能源消耗后是否造成環(huán)境污染可分為污染型能源和清潔型能源，污染型能源包括煤炭、石油等，清潔型能源包括

4、水力、電力、太陽能、風(fēng)能以及核能等。綠色能源也稱清潔能源，它可分為狹義和廣義兩種概念。狹義的綠色能源是指可再生能源，如水能、生物能、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽?。這些能源消耗之后可以恢復(fù)補(bǔ)充，很少產(chǎn)生污染。廣義的綠色能源則包括在能源的生產(chǎn)及其消費(fèi)過程中，選用對生態(tài)環(huán)境低污染或無污染的能源，如天然氣、清潔煤（將煤通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變成煤氣或“煤”油，通過高新技術(shù)嚴(yán)密控制的燃燒轉(zhuǎn)變成電力）和核能等。中國作為一個(gè)發(fā)展中國家，經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科技水平有限，要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，今后幾十年內(nèi)僅僅著眼于再生能源的開發(fā)利用是不現(xiàn)實(shí)的，所以廣義的綠色能源概念對中國更有意義。根據(jù)能源使用的類型又可分為常規(guī)能源和新型能源。常規(guī)

5、能源：在現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件下,已經(jīng)大規(guī)模生產(chǎn)和廣泛使用的能源，包括一次能源中的可再生的水力資源和不可再生的煤炭、石油、天然氣、水能和核裂變能等資源。新型能源：在新技術(shù)上系統(tǒng)開發(fā)利用的能源，包括太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能、生物能以及用于核能發(fā)電的核燃料等能源。新能源大部分是天然和可再生的,是未來世界持久能源系統(tǒng)的基礎(chǔ). 也可以分為商品能源和非商品能源。商品能源：作為商品流通環(huán)節(jié)大量消耗的能源.目前主要有煤炭、石油、天然氣、水電和核電5種。 非商品能源： 就地利用的薪柴、秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物及糞便等能源.通常是可再生的。非商品能源在發(fā)展中國家農(nóng)村地區(qū)的能源供應(yīng)中占有很大比重。2005年，我國農(nóng)村居民

6、生活用能源有53.9是非商品能源。 隨著全球各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展對能源需求的日益增加，現(xiàn)在許多發(fā)達(dá)國家都更加重視對可再生能源、環(huán)保能源以及新型能源的開發(fā)與研究；同時(shí)我們也相信隨著人類科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，專家們會(huì)不斷開發(fā)研究出更多新能源來替代現(xiàn)有能源，以滿足全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人類生存對能源的高度需求，而且我們能夠預(yù)計(jì)地球上還有很多尚未被人類發(fā)現(xiàn)的新能源正等待我們?nèi)ヌ綄づc研究。專心-專注-專業(yè)第二章 幾種常見的能源介紹1原煤：原煤是指煤礦生產(chǎn)出來的未經(jīng)洗選、篩選加工而只經(jīng)人工揀砰的產(chǎn)品。包括天然焦及劣質(zhì)煤，不包括低熱值煤等。按其炭化程度可劃分為泥煤、褐煤、煙煤、元煙煤。原煤主要作動(dòng)力用，也有一部分作工業(yè)原料和

7、民用原料。2焦?fàn)t煤氣：焦?fàn)t煤氣是指用幾種煙煤配成煉焦用煤，在煉焦?fàn)t中經(jīng)高溫干餾后，在產(chǎn)出焦炭和焦油產(chǎn)品的同時(shí)所得到的可燃?xì)怏w，是煉焦產(chǎn)品的副產(chǎn)品。主要作燃料和化工原料。 3天然氣：天然氣是指地層內(nèi)自然存在的以碳?xì)浠衔餅橹黧w的可燃性氣體。在動(dòng)力工業(yè)、民用燃料、工業(yè)燃料、冶金、化工各方面有廣泛應(yīng)用。 4汽油：汽油是指從原油分餾和裂化過程取得的揮發(fā)性高、燃點(diǎn)低、元色或淡黃色的輕質(zhì)油。汽油按用途可分航空汽油、車用汽油、工業(yè)汽油等。 5煤油：煤油是一種精制的燃料，揮發(fā)度在車用汽油和輕柴油之間，不含重碳?xì)浠衔?。按用途可分燈用煤油、拖拉機(jī)用煤油、航空用煤油和重質(zhì)煤油。煤油除

8、了作為燃料外，還可作為機(jī)器洗滌劑以及醫(yī)藥工業(yè)和油漆工業(yè)的溶劑。 6柴油：柴油是指煉油廠煉制石油時(shí)，從蒸餾塔底部流出來的液體，屬于輕質(zhì)油，其揮發(fā)性比煤油低，燃點(diǎn)比煤油高。根據(jù)凝點(diǎn)和用途的不同，分為輕柴油、中柴油和重柴油。輕柴油主要作柴油機(jī)車、拖拉機(jī)和各種高速柴油機(jī)的燃料。中柴油和重柴油主要作船舶、發(fā)電等各種柴油機(jī)的燃料。 7燃料油：燃料油也稱重油，是煉油廠煉油時(shí)，提取汽油、煤油、柴油之后，從蒸餾塔底部流出來的渣油，加入一部分輕油配制而成。主要用于鍋爐燃料。 8液化石油氣：液化石油氣亦稱液化氣或壓縮汽油，是煉油精制過程中產(chǎn)生并回收的氣體在常溫下經(jīng)過加壓而成的液態(tài)產(chǎn)品。

9、主要用途是石油化工原料，脫硫后可直接做燃料。 9熱力：熱力是指可提供熱源的熱水和過熱或飽和蒸汽。包括使用單位的外購蒸汽和熱水。不包括企業(yè)自產(chǎn)自用的蒸汽和熱水。 10電力：電力是指發(fā)電機(jī)組進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換產(chǎn)出的電能量，包括火力發(fā)電、水利發(fā)電、核能發(fā)電和其它動(dòng)能發(fā)電。第三章 新型能源介紹1. 生物質(zhì)能的概念生物質(zhì)能是蘊(yùn)藏在生物質(zhì)中的能量，是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量。煤、石油和天然氣等化石能源也是由生物質(zhì)能轉(zhuǎn)變而來的。生物質(zhì)能是可再生能源，通常包括以下幾個(gè)方面：一是木材及森林工業(yè)廢棄物；二是農(nóng)業(yè)廢棄物；三是水生植物；四是油料植物；五是城市和工業(yè)有

10、機(jī)廢棄物；六是動(dòng)物糞便。在世界能耗中，生物質(zhì)能約占14，在不發(fā)達(dá)地區(qū)占60以上。全世界約25億人的生活能源的90以上是生物質(zhì)能。生物質(zhì)能的優(yōu)點(diǎn)是燃燒容易，污染少，灰分較低；缺點(diǎn)是熱值及熱效率低，體積大而不易運(yùn)輸。直接燃燒生物質(zhì)的熱效率僅為10一30。2. 海洋能，是一種蘊(yùn)藏在海洋中的可再生能源，包括潮汐能、波浪引起的機(jī)械能和熱能。海洋能同時(shí)也涉及一個(gè)更廣的范疇，包括海面上空的風(fēng)能、海水表面的太陽能和海里的生物質(zhì)能。中國擁有18,000公里的海岸線和總面積達(dá)6,700平方公里的6,960座島嶼。這些島嶼大多遠(yuǎn)離陸地，因而缺少能源供應(yīng)。因此要實(shí)現(xiàn)我國海岸和海島經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，必須大力發(fā)展我國的海

11、洋能資源。3. 潮汐能潮汐能指在漲潮和落潮過程中產(chǎn)生的勢能。潮汐能的強(qiáng)度和潮頭數(shù)量和落差有關(guān)。通常潮頭落差大于3m的潮汐就具有產(chǎn)能利用價(jià)值。潮汐能主要用于發(fā)電。中國對潮汐能的開發(fā)利用開始于40年前。從80年代開始，相當(dāng)數(shù)量的前期工作就已經(jīng)開始。這些工作包括浙江、福建等地大中型潮汐電站建設(shè)地勘查、調(diào)研、規(guī)劃、設(shè)計(jì)和可行性研究。從50年代到70年代，已經(jīng)建成了50座潮汐電站。然而到80年代，只有其中的8座仍在使用。當(dāng)時(shí)，中國地潮汐電站總裝機(jī)容量是5.64MW。4. 海洋熱能海洋熱能指由于海洋表層水體和深層水體溫度差引起的熱能。除了發(fā)電，海洋熱能還可以用于海水脫鹽、空調(diào)、和深海礦藏開發(fā)。我國的海洋熱

12、能資源主要分布在南中國海海域和臺(tái)灣省東部。5. 地?zé)崮?，是來自地球深處的可再生熱能。它起源于地球的熔融巖漿和放射性物質(zhì)的衰變。地下水的深處循環(huán)和來自極深處的巖漿侵入到地殼后，把熱量從地下深處帶至近表層。在有些地方，熱能隨自然涌出的熱蒸汽和水而到達(dá)地面。6. 太陽能是太陽內(nèi)部連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過程產(chǎn)生的能量。地球上的風(fēng)能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質(zhì)能以及部分潮汐能都是來源于太陽；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然氣等）從根本上說也是遠(yuǎn)古以來貯存下來的太陽能，所以廣義的太陽能所包括的范圍非常大，狹義的太陽能則限于太陽輻射能的光熱、光電和光化學(xué)的直接轉(zhuǎn)換。太陽能既是一次能源，又是可再生

13、能源。它資源豐富，既可免費(fèi)使用，又無需運(yùn)輸，對環(huán)境無任何污染。但太陽能也有兩個(gè)主要缺點(diǎn)：一是能流密度低；二是其強(qiáng)度受各種因素（季節(jié)、地點(diǎn)、氣候等）的影響不能維持常量。這兩大缺點(diǎn)大大限制了太陽能的有效利用。第四章 其它相關(guān)概念1. 能源轉(zhuǎn)換改變能源物理形態(tài)的能源生產(chǎn)，一般是指一次能源轉(zhuǎn)變成二次能源。例如，植物通過光合作用將太陽的輻射能變成化學(xué)能。礦物燃料中的化學(xué)能可以：燃燒產(chǎn)生熱能，再驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)產(chǎn)生機(jī)械能，最后產(chǎn)生電能；變成可燃?xì)怏w，在內(nèi)燃機(jī)中產(chǎn)生燃燒氣體，燃燒氣體中的熱能產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)部件的機(jī)械能；在燃料電池中直接轉(zhuǎn)換成電能；或者轉(zhuǎn)變成另一種形態(tài)的化學(xué)能，如煤炭氣化和液化，油制氣。自然界的能源

14、，人類一般很難直接利用。人類利用能源的過程，就是對能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換和傳遞的過程。其方式一般有六種：.從燃料到熱。作為能源使用的化石燃料一般都要經(jīng)過燃燒而轉(zhuǎn)化為熱能，熱能可以直接利用，也可以通過熱機(jī)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，在通過發(fā)電機(jī)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為電能。例如，煤經(jīng)過燃燒就將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能。.從熱能到機(jī)械能。就是把熱能通過熱機(jī)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，機(jī)械能可以直接利用如帶動(dòng)蒸汽機(jī)車，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)等。.從機(jī)械能到機(jī)械能。就是把一種形式的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成另一種形式的機(jī)械能，利用風(fēng)能、水能等帶動(dòng)風(fēng)車、水輪機(jī)等。.從機(jī)械能到電能。就是利用機(jī)械能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出電能，例如風(fēng)能發(fā)電、水能發(fā)電、內(nèi)燃機(jī)發(fā)電等。.從電能到熱能、光能、機(jī)械能。電能

15、是人們利用最廣泛的能源，例如用電能可以帶動(dòng)電爐、電燈發(fā)光、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)等。.從光能到電能。例如利用太陽能發(fā)電。2. 終端能源消費(fèi)按照OECD/IEA的定義，終端能源消費(fèi)是終端用能設(shè)備入口得到的能源。因此，終端能源消費(fèi)量等于一次能源消費(fèi)量減去能源加工、轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)運(yùn)這三個(gè)中間環(huán)節(jié)的損失和能源工業(yè)所用能源后的能源量。中間環(huán)節(jié)損失包括：選煤和型煤加工損失，煉油損失，油氣田損失，發(fā)電、電廠供熱、煉焦、制氣損失，輸電損失，煤炭儲(chǔ)運(yùn)損失，油氣運(yùn)輸損失。在中國能源平衡表統(tǒng)計(jì)中，按等價(jià)值計(jì)算的終端能源消費(fèi)只扣除選煤、煉焦、油田、煉油、輸配電損失，未扣除發(fā)電損失和能源工業(yè)所用能源。因此，計(jì)算得出的終端能源消費(fèi)量遠(yuǎn)高于

16、按照國際通行準(zhǔn)則計(jì)算得出的數(shù)量。3. 能源消費(fèi)彈性系數(shù)一個(gè)國家或地區(qū)某一年度一次能源消費(fèi)量增長率與經(jīng)濟(jì)增長率之比。經(jīng)濟(jì)增長通常采用國內(nèi)生產(chǎn)總值增長率。它反映能源與經(jīng)濟(jì)增長的相互關(guān)系。由于產(chǎn)值和能耗都是綜合性指標(biāo)，涉及經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，管理體制、資源狀況、技術(shù)水平、人口多寡、氣候條件以及國際關(guān)系等許多因素。因此在一個(gè)國家的年度之間以及不同國家之間有很大的差異。第一次石油危機(jī)以來，能源來源和品種趨于多樣化，節(jié)能取得很大進(jìn)展，各種能源之間的相互替代復(fù)雜多變，能源市場更加靈活，國際化更為突出，電氣化進(jìn)程加速。這些因素使得能源與經(jīng)濟(jì)的相互關(guān)系發(fā)生畸變，總的趨向是從緊密相關(guān)變得沒有規(guī)律，甚至相互脫節(jié)。因此，能源消費(fèi)彈性系數(shù)不