能源基礎(chǔ)知識(shí)

1、第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí) 第一節(jié) 什么是能源： 關(guān)于能源的定義，約有20種。例如：說(shuō)：“能源是可從其獲得熱、光和動(dòng)力之類(lèi)能量的資源”；大英百科全書(shū)說(shuō)：“能源是一個(gè)包括著所有燃料、流水、陽(yáng)光和風(fēng)的術(shù)語(yǔ)，人類(lèi)用適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換手段便可讓它為自己提供所需的能量”；日本大百科全書(shū)說(shuō)：“在各種生產(chǎn)活動(dòng)中，我們利用熱能、機(jī)械能、光能、電能等來(lái)作功，可利用來(lái)作為這些能量源泉的自然界中的各種載體，稱(chēng)為能源”；我國(guó)的能源百科全書(shū)說(shuō)：“能源是可以直接或經(jīng)轉(zhuǎn)換提供人類(lèi)所需的光、熱、動(dòng)力等任一形式能量的載能體資源?！笨梢?jiàn)，能源是一種呈多種形式的，且可以相互轉(zhuǎn)換的能量的源泉。確切而簡(jiǎn)單地說(shuō)，能源是自然界中能為人類(lèi)提供某種形式能量

2、的物質(zhì)資源。 節(jié)約能源法中：能源是指煤炭、石油、天然氣、生物質(zhì)能和電力、熱力以及其他直接或者通過(guò)加工、轉(zhuǎn)換而取得有用能的各種資源”。第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí)能源與自然資源的區(qū)別： 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(lái)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(lái)源于自然界，也可以間接來(lái)源于自然界，既具有自然屬性又具有經(jīng)濟(jì)屬性。 第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí)能源分類(lèi)能源分類(lèi) 能源種類(lèi)繁多，而且經(jīng)過(guò)人類(lèi)不斷的開(kāi)發(fā)與研究，更

3、多新型能源已經(jīng)開(kāi)始能夠滿(mǎn)足人類(lèi)需求。根據(jù)不同的劃分方式，能源也可分為不同的類(lèi)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。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。根據(jù)能源使用的類(lèi)型又可分為常規(guī)能源和新型能源。也可以分為商品能源和非商品能源。 第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí) 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(yáng)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?/p>

4、一次能源的范圍內(nèi)。第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí)二次能源：一次能源經(jīng)過(guò)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。第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí)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(duì)環(huán)境無(wú)害或危害極小，而且資源分布廣泛，適宜就地開(kāi)發(fā)利用?？稍偕茉粗饕ㄌ?yáng)能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿?。第一?能源基礎(chǔ)知識(shí)不可再生能源：泛指人類(lèi)開(kāi)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(guò)漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代而形成

5、的(故也稱(chēng)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(wàn)年內(nèi)再生，因而屬于“不可再生能源”。 第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí)綠色能源也稱(chēng)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(yáng)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(guò)程中，選用對(duì)生態(tài)環(huán)境低污染或無(wú)污染的能源，如天然氣、清潔煤（將煤通過(guò)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變成煤氣或“煤”油，通過(guò)高新技術(shù)嚴(yán)密控制的燃燒轉(zhuǎn)變成電力）和核能等。污染型能源指在使用過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成污染，如：煤炭、石油等。第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí)常規(guī)能源：在現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件下,已經(jīng)

6、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(kāi)發(fā)利用的能源，包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽?、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(lái)世界持久能源系統(tǒng)的基礎(chǔ). 第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí)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(guó)家農(nóng)村地區(qū)的能源供應(yīng)中占有很大比重。我國(guó)農(nóng)村居民生活用能源有50以上是非商品能源。 第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí)

7、結(jié)語(yǔ)： 隨著全球各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源需求的日益增加，現(xiàn)在許多發(fā)達(dá)國(guó)家都更加重視對(duì)可再生能源、環(huán)保能源以及新型能源的開(kāi)發(fā)與研究；同時(shí)我們也相信隨著人類(lèi)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，專(zhuān)家們會(huì)不斷開(kāi)發(fā)研究出更多新能源來(lái)替代現(xiàn)有能源，以滿(mǎn)足全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人類(lèi)生存對(duì)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(lèi)發(fā)現(xiàn)的新能源正等待我們?nèi)ヌ綄づc研究。第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí) 題外話(huà)：柴靜的霧霾紀(jì)錄片 穹頂之下，通過(guò)走訪(fǎng)、調(diào)查，探究霧霾形成的根源，探究別國(guó)治理經(jīng)驗(yàn)并提出行動(dòng)方案。第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)幾種常見(jiàn)的能源1原煤：原煤是指煤礦生產(chǎn)出來(lái)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

8、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)原料和民用原料。原煤根據(jù)品質(zhì)，其熱值變化較大。在沒(méi)有詳細(xì)化驗(yàn)報(bào)告的情況下，一般的認(rèn)為熱值在5000kcal/kg，折標(biāo)系數(shù)0.7143。煤的幾大指標(biāo)：水分、灰分、揮發(fā)分、固定碳、發(fā)熱量、硫分。 第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)幾種常見(jiàn)的能源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。第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí) 3天然氣：是指天然蘊(yùn)藏于地層中的烴類(lèi)和非烴類(lèi)氣體的混合物。有無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒，天然氣主要成分烷烴

9、，其中甲烷占絕大多數(shù)，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般有硫化氫、二氧化碳、氮和水氣和少量一氧化碳及微量的稀有氣體，如氦和氬等。天然氣在送到最終用戶(hù)之前，為助于泄漏檢測(cè)，還要用硫醇、四氫噻吩等來(lái)給天然氣添加氣味。天然氣蘊(yùn)藏在地下多孔隙巖層中，包括油田氣、氣田氣、煤層氣、泥火山氣和生物生成氣等，也有少量出于煤層。它是優(yōu)質(zhì)燃料和化工原料。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。天然氣是一種潔凈環(huán)保的優(yōu)質(zhì)能源，幾乎不含硫、粉塵和其他有害物質(zhì)，燃燒時(shí)產(chǎn)生二氧化碳少于其他化石燃料，造成溫室效應(yīng)較低，因而能從根本上改善環(huán)境質(zhì)量。 第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí) 4原油：從油井中開(kāi)采出來(lái)未加工的

10、石油為原油，它是一種由各種烴類(lèi)組成的黑褐色或暗綠色黏稠液態(tài)或半固態(tài)的可燃物質(zhì)。一種成分十分復(fù)雜的混合物；就其化學(xué)元素而言，主要是碳元素和氫元素組成的多種碳?xì)浠衔铮y(tǒng)稱(chēng)“烴類(lèi)”。原油中碳元素占83%一87%，氫元素占11%一14%，其它部分則是硫、氮、氧及金屬等雜質(zhì)。雖然原油的基本元素類(lèi)似，但從地下開(kāi)采的天然原油，在不同產(chǎn)區(qū)和不同地層，反映出的原油品種則紛繁眾多，其物理性質(zhì)有很大的差別。原油產(chǎn)品可分為石油燃料、石油溶劑與化工原料、潤(rùn)滑劑、石蠟、石油瀝青、石油焦等6類(lèi)。 其中，各種燃料產(chǎn)量最大，接近總產(chǎn)量的90%；各種潤(rùn)滑劑品種最多，產(chǎn)量約占5%。 原油產(chǎn)品在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有非常廣泛的作用與功

11、能 。第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí) 5.汽油、煤油：汽油是指從原油分餾和裂化過(guò)程取得的揮發(fā)性高、燃點(diǎn)低、無(wú)色或淡黃色的輕質(zhì)油。汽油按用途可分航空汽油、車(chē)用汽油、工業(yè)汽油等。 煤油是一種精制的燃料，揮發(fā)度在車(chē)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。第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí) 6柴油：柴油是指煉油廠(chǎng)煉制石油時(shí)，從蒸餾塔底部流出來(lái)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(chē)、拖拉機(jī)和各種高速柴油機(jī)的燃料。中柴油和重柴

12、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(chēng)重油，是煉油廠(chǎng)煉油時(shí)，提取汽油、煤油、柴油之后，從蒸餾塔底部流出來(lái)的渣油，加入一部分輕油配制而成。主要用于鍋爐燃料。第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí) 8液化石油氣：液化石油氣亦稱(chēng)液化氣或壓縮汽油，是煉油精制過(guò)程中產(chǎn)生并回收的氣體在常溫下經(jīng)過(guò)加壓而成的液態(tài)產(chǎn)品。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(guò)熱或飽和蒸汽。包括使用單位的外購(gòu)蒸汽和熱水。第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí)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。 發(fā)電輸電配電電能質(zhì)量第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí)第三

13、節(jié)新型能源介紹 1、 生物質(zhì)能: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(guò)葉綠素將太陽(yáng)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(lái)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。第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí)第三節(jié)新型能源介紹

14、 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(yáng)能和海里的生物質(zhì)能。中國(guó)擁有18,000公里的海岸線(xiàn)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(guó)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(guó)的海洋能資源。第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí)第三節(jié)新型能源介紹 3. 潮汐能潮汐能指在漲潮和落潮過(guò)程中產(chǎn)生的勢(shì)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。第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí)第三節(jié)新型能源介紹 4. 海

15、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(kāi)發(fā)。我國(guó)的海洋熱能資源主要分布在南中國(guó)海海域和臺(tái)灣省東部。5. 地?zé)崮埽莵?lái)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(lái)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。第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí)第三節(jié)新型能源介紹 6. 風(fēng)能風(fēng)能：地球表面大量空氣流動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能。由于地面各處受太陽(yáng)輻照后氣溫變化不同和空氣中水蒸氣的含量不同，因而引起各地氣壓的差異，在水平方向高壓空氣向低壓地區(qū)流動(dòng)，即形成

16、風(fēng)。風(fēng)能資源決定于風(fēng)能密度和可利用的風(fēng)能年累積小時(shí)數(shù)。風(fēng)能密度是單位迎風(fēng)面積可獲得的風(fēng)的功率，與風(fēng)速的三次方和空氣密度成正比關(guān)系。 現(xiàn)代利用渦輪葉片將氣流的機(jī)械能轉(zhuǎn)為電能而成為發(fā)電機(jī)。在中古與古代則利用風(fēng)車(chē)將收集到的機(jī)械能用來(lái)磨碎谷物和抽水。 第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí)第三節(jié)新型能源介紹 7. 可燃冰天然氣水合物（，簡(jiǎn)稱(chēng)Gas Hydrate）是分布于深海沉積物或陸域的永久凍土中，由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類(lèi)冰狀的結(jié)晶物質(zhì)。因其外觀(guān)像冰一樣而且遇火即可燃燒，所以又被稱(chēng)作“可燃冰”或者“固體瓦斯”和“氣冰”。天然氣水合物甲烷含量占80%99.9%，燃燒污染比煤、石油、天然氣都小得多，而且儲(chǔ)量豐

17、富，全球儲(chǔ)量足夠人類(lèi)使用1000年，因而被各國(guó)視為未來(lái)石油天然氣的替代能源。 第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí)第三節(jié)新型能源介紹 8. 氫能氫能是通過(guò)氫氣和氧氣反應(yīng)所產(chǎn)生的能量。氫能是氫的化學(xué)能，氫在地球上主要以化合態(tài)的形式出現(xiàn)，是宇宙中分布最廣泛的物質(zhì)，它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%，二次能源。工業(yè)上生產(chǎn)氫的方式很多，常見(jiàn)的有水電解制氫、煤炭氣化制氫、重油及天然氣水蒸氣催化轉(zhuǎn)化制氫等，但這些反應(yīng)消耗的能量都大于其產(chǎn)生的能量。應(yīng)用：1、直接作原料2、燃料電池 第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí)第三節(jié)新型能源介紹 9. 核能核能（或稱(chēng)原子能）是通過(guò)轉(zhuǎn)化其質(zhì)量從原子核釋放的能量。核裂變：打開(kāi)原子核核聚變 ：原子融合在一起第一章

18、能源基礎(chǔ)知識(shí)第三節(jié)新型能源介紹 10. 太陽(yáng)能是太陽(yáng)內(nèi)部連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過(guò)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(lái)源于太陽(yáng)；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然氣等）從根本上說(shuō)也是遠(yuǎn)古以來(lái)貯存下來(lái)的太陽(yáng)能，所以廣義的太陽(yáng)能所包括的范圍非常大，狹義的太陽(yáng)能則限于太陽(yáng)輻射能的光熱、光電和光化學(xué)的直接轉(zhuǎn)換。太陽(yáng)能既是一次能源，又是可再生能源。它資源豐富，既可免費(fèi)使用，又無(wú)需運(yùn)輸，對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染。但太陽(yáng)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(yáng)能的有效利用。第一章 能源基

19、礎(chǔ)知識(shí)太陽(yáng)能的利用光伏光熱 塔式 槽式 碟式第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí)第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí)第四節(jié)其它相關(guān)概念 一. 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(guò)光合作用將太陽(yáng)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，人類(lèi)一般很難直接利用。人類(lèi)利用能源的過(guò)程，就是對(duì)能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換和傳遞的過(guò)程。其方式一般有六種：第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí).從燃料到熱。作為能源使用的化石燃料一般都要經(jīng)過(guò)燃燒而轉(zhuǎn)化為熱能，熱能可以直接利用，也可以通過(guò)熱機(jī)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，在通過(guò)發(fā)電機(jī)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為電能。例如，煤經(jīng)過(guò)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(guò)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(chē)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)等。第一章 能源基礎(chǔ)知識(shí).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