社會經(jīng)濟系統(tǒng)能流分析概述PowerPointPres

社會經(jīng)濟系統(tǒng)能流分析概述-PowerPointPres2024/3/11社會經(jīng)濟系統(tǒng)能流分析概述PowerPointPresⅠ

前言

能量流動是生態(tài)系統(tǒng)以及人類社會系統(tǒng)得以正常運行的基本要素之一。通過能流分析，可以識別能源利用過程如何影響社會、經(jīng)濟和環(huán)境以及如何減少這些影響等問題，它是產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)研究的一個重要領(lǐng)域。社會經(jīng)濟系統(tǒng)能流分析概述PowerPointPresⅡ

能源簡介

從能源產(chǎn)生的方式以及是否可再利用的角度，可將其分為一次能源和二次能源，可再生能源和不可再生能源；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)使用新舊類別又可以分為常規(guī)能源和新型能源等。社會經(jīng)濟系統(tǒng)能流分析概述PowerPointPresⅡ

能源簡介清潔能源：指消耗后不產(chǎn)生或很少產(chǎn)生污染物的可再生能源（包括水能、太陽能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、氫能、地?zé)崮?、海洋能），以及核能、低污染的天然氣等。非清潔能源：指消耗后會產(chǎn)生污染物的能源（包括煤、石油）社會經(jīng)濟系統(tǒng)能流分析概述PowerPointPres一、能流分析概念

能流分析是指對提供人類所消費的商品或服務(wù)所需能源的分析，包括能源的輸入、內(nèi)部能源的轉(zhuǎn)換以及能源的利用。通常，能量統(tǒng)計只考慮了驅(qū)動設(shè)備的熱能、光能和機械能。但是，社會能量代謝需要進一步研究包括人和生物體內(nèi)流動的生物化學(xué)營養(yǎng)能。此外，進行能量輸入統(tǒng)計時，必須包括所有跨越系統(tǒng)邊界的富含能量的物質(zhì)流以及非物質(zhì)能量流（如電能和光能等）。社會經(jīng)濟系統(tǒng)能流分析概述PowerPointPres能流分析中通常所包含的能量流動社會經(jīng)濟系統(tǒng)能流分析概述PowerPointPres二、怎樣核算社會的能量代謝

能源輸入

這部分能源通常是來自于自然環(huán)境中，例如，富含能量的物質(zhì)（生物質(zhì)，化石燃料），利用的水能、風(fēng)能等，原子能轉(zhuǎn)化為熱，或把太陽能轉(zhuǎn)化為熱或電能。在能量平衡中能源輸入稱為“總能源供給”。總能源供給由國內(nèi)提取的一次能源載體和進口的能量載體組成，它們可以是原材料（如原油、煤炭等），或者是由一次能源生產(chǎn)的產(chǎn)品（如汽油、輕油、蜂窩煤、電力等）。總的來說，總能源輸入與物質(zhì)流分析中的總物質(zhì)輸入相似。社會經(jīng)濟系統(tǒng)能流分析概述PowerPointPres二、怎樣核算社會的能量代謝能源轉(zhuǎn)化能源轉(zhuǎn)換，是能量以及物質(zhì)化學(xué)形態(tài)的變化，比如經(jīng)過一定的工藝過程，將煤炭、重油等轉(zhuǎn)換為電力和熱力，將熱能轉(zhuǎn)換為機械能，將機械能轉(zhuǎn)換為電能，將電能轉(zhuǎn)換為熱能等。在現(xiàn)代工業(yè)社會中，最重要的轉(zhuǎn)化過程通常是電力和熱能，以及原油提煉和與煤相關(guān)的各種轉(zhuǎn)化過程。社會經(jīng)濟系統(tǒng)能流分析概述PowerPointPres二、怎樣核算社會的能量代謝終端能源使用

終端能源是指用于生產(chǎn)有用能源和最終能源服務(wù)的能源?；旧?，終端能源使用通常被定義為賣給最終消費者的那些能源。最終消費者是指在任一經(jīng)濟實體中的消費者為了生產(chǎn)和消費而購買能源以獲得能源服務(wù)。能源服務(wù)是通過使用能源而獲得的非物質(zhì)服務(wù)。例如，能源服務(wù)包括調(diào)節(jié)房間里的溫度（供暖）、把人或貨物由A點轉(zhuǎn)移到B點（運輸）等。而不包括使用能源生產(chǎn)其它的能源載體，如用汽油發(fā)電等。社會經(jīng)濟系統(tǒng)能流分析概述PowerPointPres二、怎樣核算社會的能量代謝終端能源使用非能源使用指能源產(chǎn)品不作為能源使用(即不作燃料、動力使用)，而作為生產(chǎn)另外一種產(chǎn)品(非能源產(chǎn)品)的原料或作為輔助材料使用，如石油化工廠生產(chǎn)乙烯、合成氨、合成橡膠等產(chǎn)品所消費的石油、天然氣、原煤、焦碳等。終端能源使用可以分為以下幾類：驅(qū)動力、運輸、生產(chǎn)用熱，供暖/燒水，以及光和電子數(shù)據(jù)處理等。社會經(jīng)濟系統(tǒng)能流分析概述PowerPointPres二、怎樣核算社會的能量代謝有用的能源

最終消費者的能源使用可以進一步加以界定。能流分析的這部分稱之為“有用的能流分析”，但不是對所有國家都適用。

有用能源大體分為四類：動力、熱能、光及數(shù)據(jù)處理。社會經(jīng)濟系統(tǒng)能流分析概述PowerPointPres直接能量流＝進口＋國內(nèi)供給總一次能源輸入＝直接能量輸入＋隱藏流國內(nèi)能源消耗＝直接能源輸入－出口社會經(jīng)濟系統(tǒng)能流分析概述PowerPointPres直接能源輸入

直接能源輸入可以定義為實際進入社會部門的能源總量，包括國內(nèi)輸入及進口。通過加和國內(nèi)生產(chǎn)的所有生物及能源物質(zhì)，可以計算出國內(nèi)輸入，能源輸入的數(shù)據(jù)可以從能源統(tǒng)計中獲取。生物質(zhì)數(shù)據(jù)可以從農(nóng)業(yè)和林業(yè)統(tǒng)計中獲取。對于進口，應(yīng)該考慮所有能源物質(zhì)的進口，不僅僅是能源載體。二、怎樣核算社會的能量代謝社會經(jīng)濟系統(tǒng)能流分析概述PowerPointPres總一次能源輸入

總一次能源輸入等于直接能源輸入加上隱藏能流。為了避免重復(fù)計算，需要減去進口的能源（例如電能）。隱藏流可以是國內(nèi)的（例如，收割生物質(zhì)時殘留在地里的農(nóng)作物），也可以是進口的。隱藏流是一個值得認真研究的內(nèi)容，其中隱藏的生物質(zhì)流很難計算。進口隱藏流的計算也應(yīng)該包括進口原材料和貨物過程中所產(chǎn)生的能量?？傊€需要對所有相關(guān)流，特別是隱藏流進行深入研究。二、怎樣核算社會的能量代謝社會經(jīng)濟系統(tǒng)能流分析概述PowerPointPres能量統(tǒng)計中通常考慮的能量轉(zhuǎn)換過程

能量轉(zhuǎn)換過程工藝流程能源載體電磁能→熱能太陽熱能收集器太陽能電磁能→電能太陽能電池太陽能化學(xué)能→化學(xué)能冶煉廠、其他化學(xué)生產(chǎn)過程化石燃料化學(xué)能→熱能燃燒（明火、爐子、熔爐等）生物質(zhì)、化石燃料核能→熱能核裂變（核電廠）鈾或钚裂變熱能→熱能熱泵、熱交換器來自環(huán)境介質(zhì)或燃燒的熱熱能→機械能蒸氣機、內(nèi)燃機、攪拌機等化石燃料或生物質(zhì)、核裂變或太陽能機械能→機械能通過曲軸，把水或風(fēng)能轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)動能（例如，水力渦輪機）水能、風(fēng)能等；通過各種機械設(shè)備進行能量傳輸機械能→電能發(fā)電機來自水、風(fēng)或潮汐能等的機械能，或者來自蒸氣機或內(nèi)燃機的機械能電能→機械能電動機電電能→熱能電阻加熱電電能→電磁能電磁放射，電致發(fā)光電電能→化學(xué)能電解電社會經(jīng)濟系統(tǒng)能流分析概述PowerPointPres三、能量轉(zhuǎn)換過程

表中對13種主要能源的轉(zhuǎn)換過程進行了總結(jié)。對于工業(yè)社會，燃燒（以化學(xué)方式貯存在富能源物質(zhì)中的能量向熱轉(zhuǎn)換）通常是最重要的能源轉(zhuǎn)換過程。能量平衡參考了物質(zhì)流中的物質(zhì)平衡。以化學(xué)方式貯存能量的物質(zhì)流（即是與氧發(fā)生反應(yīng)，從而產(chǎn)生熱量的化學(xué)反應(yīng)），可以通過計算燃燒中產(chǎn)生的熱量來計算轉(zhuǎn)換的能量。社會經(jīng)濟系統(tǒng)能流分析概述PowerPointPres

目前，就凈能值和總能值還存在一些爭議。凈能值（較低熱值）是通過燃燒燃料產(chǎn)生的熱量，不包括燃燒過程中產(chǎn)生的水蒸氣潛熱。相反，總能值（較高熱值）包括了水蒸氣釋放的能量。在實踐中，很多能量平衡采用凈能值把燃料的重量（噸）轉(zhuǎn)換為能量。三、能量轉(zhuǎn)換過程社會經(jīng)濟系統(tǒng)能流分析概述PowerPointPres四、能值分析

能值（emergy）分析理論和方法是美國著名生態(tài)學(xué)家H.T.Odum于20世紀80年代后期創(chuàng)立的。由于地球上的能量都直接或間接來源于太陽能，所以實際應(yīng)用的是太陽能值，即任何資源、產(chǎn)品或勞務(wù)在形成過程中都直接或間接利用的太陽能。應(yīng)用能值這一新的科學(xué)概念和度量標(biāo)準(zhǔn)及其轉(zhuǎn)換單位——能值轉(zhuǎn)換率，可將生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)內(nèi)流動和儲存的各種不同類別的能量和物質(zhì)轉(zhuǎn)換為同一標(biāo)準(zhǔn)（太陽能焦耳）的能值，進行定量分析研究。社會經(jīng)濟系統(tǒng)能流分析概述PowerP