新能源利用技術-課件

新能源利用技術2013.12.271PPT課件內容提綱能源資源概述一常規(guī)能源及其利用二新能源及其利用三2PPT課件1.1能源的分類3PPT課件2011年世界能源消費結構以礦物資源為主的一次能源消耗量，占能源總消耗的90%以上，能源結構不合理，增加了碳排放，破壞了環(huán)境。能源危機已成為世界各國普遍關注和亟待解決的重大問題。2011年我國能源消費結構1.2能源的消費概況4PPT課件未來世界能源結構預測圖1.2能源的消費概況5PPT課件1.3我國能源結構現(xiàn)狀《中國的能源政策》2012白皮書指出：2011年，中國一次能源生產總量達到31.8億噸標準煤，居世界第一。其中，原煤產量35.2億噸，原油產量2億噸，成品油產量2.7億噸，天然氣產量1031億立方米，天然氣主干管線長4萬公里，電力裝機容量10.6億千瓦，年發(fā)電量4.7萬億千瓦時。全國水電裝機容量達到2.3億千瓦，世界第一；風電并網裝機容量達到4700萬千瓦，世界第一；光伏發(fā)電裝機容量達到300萬千瓦；太陽能熱水器集熱面積超過2億平方米。非化石能源占一次能源消費比重達到8%，每年減排二氧化碳6億噸以上。2011年，中國人均一次能源消費量2.6噸標準煤，人均NG消費量89.6立方米，人均用電量3493KWh。人均能源擁有量僅為世界平均水平的：煤67%、石油5.4%、NG7.5%。6PPT課件2.1常規(guī)能源資源概況34年57年174年58年

石油天然氣煤炭鈾2.1.1世界常規(guī)能源可開采量世界能源消費的年增長率以3%計算，石化燃料將在70年內殆盡[IEA資料]6974億桶903600億立方米5158億噸232萬噸形勢7PPT課件2.1.2常規(guī)能源世界消耗前六的國家2.1常規(guī)能源資源概況8PPT課件2.2煤炭資源45521.04億噸8609.38億噸1145億噸儲量可采預測9PPT課件地區(qū)儲量（億噸）地區(qū)

儲量（億噸）亞太413非洲176西歐190北美335中東1082南美5052.3.1世界石油資源現(xiàn)狀

全世界石油探明儲量為2254億噸，估計石油資源可持續(xù)開發(fā)54.2余年。2011年世界石油剩余探明儲量的分布2.3石油資源10PPT課件

2.3.2我國石油資源現(xiàn)狀2011年，中國是世界上第二大原油消費國，消費4．5億噸，僅次于美國，其中進口2．5億噸，國內生產大約是2.0億噸，石油對外依存度達到57％，超過了美國的53％。在我國進口的石油中，58．8％來自中東和北非地區(qū)，這是世界上最動蕩的地區(qū)。2.3石油資源11PPT課件2.4.1天然氣資源現(xiàn)狀全球證實天然氣儲量：208.4×1012m3；天然氣資源：3.1×1012m3;2011年中國天然氣產量1025億立方米，與去年相比，增長了8.1%；中國天然氣消費量1307億立方米，與去年相比，增長了21.5%。2.4天然氣資源世界NG三大資源國12PPT課件2.4.2天然氣價格數(shù)據來源：Wind資訊2.4天然氣資源13PPT課件2.5核能2.5.1世界核能發(fā)展現(xiàn)狀世界發(fā)達國家核能在總能源中所占的百分比見下表2011年世界核能發(fā)電量降低了4.3%，日本核能發(fā)電量降低了44.3%，德國降低了23.2%美國英國法國德國日本中國31.4%2.6%16.7%4.1%6.2%3.3%14PPT課件2.5.2我國核能發(fā)展現(xiàn)狀2010年，中國核電2000萬千瓦，預計到2020年，核電4000萬千瓦，占電力總容量4%，建成40座相當于大亞灣的百萬千瓦級核電站。白皮書指出，要安全高效發(fā)展核電，目前中國核電發(fā)電量僅占總發(fā)電量的1.8%，遠低于14%的世界平均水平。預計到2015年，中國運行核電裝機容量將達到4000萬千瓦。2.5核能15PPT課件我國核能裝機容量數(shù)據來源：Wind資訊2.5核能16PPT課件廣東陽江核電站2.5核能17PPT課件秦山核電站2.5核能18PPT課件3.1新能源資源概況3.1.1世界新能源現(xiàn)狀國際能源機構El前發(fā)布了《2012世界能源展望》，報告指出，可再生能源的作用在未來幾十年將日益凸顯，到2035年，可再生能源將占全球總發(fā)電量的近三分之一，其中太陽能的增速最快。與此同時，生物能源的供應也大幅增加，水電、風能和太陽能成為全球能源不可或缺的一部分。2011年，我國水電：1.884億千瓦時；火電：5.54億千瓦時；風電:403萬千瓦時；核電：0.234億千瓦時。19PPT課件3.1.2我國可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略我國將堅定不移地大力發(fā)展新能源和可再生能源，到“十二五”末，非化石能源消費占一次能源消費比重將達到11.4%，非化石能源發(fā)電裝機比重達到30%。

2020年可再生能源發(fā)電目標是全國水電裝機容量達到3億千瓦，其中大中型水電2.25億千瓦，小水電7500萬千瓦，生物質發(fā)電3000萬千瓦，風力發(fā)電3000萬千瓦，太陽能發(fā)電180萬千瓦，全國太陽能熱水器總集熱面積達到約3億平方米，加上其它太陽能熱利用，年替代能源量達到6000萬噸標準煤。3.1新能源資源概況20PPT課件3.2水能3.2.1世界水能資源發(fā)展現(xiàn)狀全世界理論水能資源蘊藏量共413095億kWh／年，其中技術可開發(fā)水能資源為117549億kWh／年。2011年全球水力發(fā)電增長了1.6%,北美地區(qū)增長了13.9%。至2012年10月，中國水電裝機容量達到2.1億千瓦，600kW以上水電廠裝機容量達20632萬千瓦，同比增長6.9%，全國，五年間水電投產裝機翻了近一番，以水電、風電為主的可再生能源發(fā)電裝機規(guī)模世界第一。21PPT課件發(fā)展現(xiàn)狀和面臨形勢3.2.2我國水能資源發(fā)展戰(zhàn)略白皮書指出，要積極發(fā)展水電，中國水能資源豐富，技術可開發(fā)量5.42億千瓦，居世界第一。中國目前的水電開發(fā)程度不足30%，到2015年，中國水電裝機容量將達到2.9億千瓦。到2020年，我國水力發(fā)電在2010年基礎上翻一番，總投資2萬億元。

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3.3.1世界風能資源發(fā)展現(xiàn)狀全球風能若全部利用可發(fā)電53萬億度，為世界電力總需求的3.5倍（15萬億度）。2011年全球風力發(fā)電增加了25.8%，可再生能源占全球發(fā)電總量的3.9%。我國可利用的風能年供電量可達4萬億度，是總發(fā)電的2倍，每年可替代14億噸標準煤。2011年我國風力發(fā)電總量達到了7000萬kwh，其中并網風電裝機達到5589萬kwh，占我國總發(fā)電量的3%。3.3風能23PPT課件全球風電裝機總量數(shù)據來源：Wind資訊3.3風能24PPT課件主要風電裝機國容量比較數(shù)據來源：Wind資訊3.3風能25PPT課件

3.3.2我國風能發(fā)展戰(zhàn)略根據全球風能理事會和國際環(huán)保組織——綠色和平發(fā)布的《全球風能展望2010》報告樂觀估計，中國5年后風電裝機將達到1.35億千瓦，20年后更可達到5.13億千瓦。今后20年，中國平均每年將新增大約2500萬千瓦風電裝機。中國每年在風電市場投入將超過250億歐元(超過2250億元人民幣)投資，風電行業(yè)從業(yè)人員也將從目前的20萬人倍增至2030年的40萬人。白皮書指出，要有效發(fā)展風電。中國是世界上發(fā)展最快的國家，到2015年，中國風電裝機容量將達到1億千瓦。3.3風能26PPT課件（1）甘肅酒泉地區(qū)第一個啟動的千萬千瓦風電基地規(guī)劃，規(guī)劃建設9個風電場，到2015年裝機容量1270萬千瓦，已進入實施階段。（2）新疆哈密地區(qū)風能資源豐富、場址平坦，規(guī)劃在哈密東南部、三塘湖和淖毛湖3個區(qū)域建設風電場，2020年達到1080萬千瓦。（3）河北省風能資源豐富的地區(qū)，主要分布在張家口、承德地地區(qū)及東部沿海，包括潮間帶和近海。規(guī)劃2020年達到1200萬千瓦。（4）吉林西部風能資源豐富的地區(qū)，主要在松源和白城等市，規(guī)劃到2020年達到2300萬千瓦。（5）內蒙古自治區(qū)規(guī)劃到2020年風電裝機達到5780萬千瓦。（6）江蘇省風能資源豐富的地區(qū)，主要分布在東部沿海，包括陸地、潮間帶和近海。江蘇海上風電基地規(guī)劃建設1000萬千瓦。六個省區(qū)的七個千萬千瓦級風電基地規(guī)劃到2020年總裝機容量達到12630萬千瓦，上網電量約2810億千瓦時。3.3

風能27PPT課件上海東海大橋海上風電場建設完成283.3風能28PPT課件3.4.1太陽能利用形式1、太陽能電池、太陽能建筑、太陽能交通工具、太陽能電池在航空航天和通訊上的應用；2、太陽能發(fā)電：太陽能煙筒發(fā)電、塔式發(fā)電、碟式發(fā)電和槽式發(fā)電3、太陽能海水淡化4、太陽能制氫3.4太陽能29PPT課件太陽能發(fā)電圖3.4太陽能30PPT課件3.4.2世界太陽能熱發(fā)電裝機容量數(shù)據來源：Wind資訊3.4太陽能31PPT課件國內光伏發(fā)電應用市場開始起步，2010年約新增50萬千瓦白皮書指出，要推進太陽能多元化利用。到2015年，中國將建成太陽能發(fā)電裝機容量2100萬千瓦，太陽能集熱面積達到4億平方米。青海、甘肅等13個項目28萬千瓦招標，0.7288~0.9791元/kwh“金太陽示范工程”272MW補貼28億元。323.4.3我國太陽能熱發(fā)電現(xiàn)狀3.4太陽能32PPT課件3.5海洋能源海洋是一個巨大的能源寶庫，僅大洋中的波浪、潮汐、海流等動能和海洋溫度差、鹽度差能等的存儲量高達天文數(shù)字。這些海洋能源都是取之不盡、用之不竭的可再生能源。海洋能源通常指海洋中所蘊藏的可再生的自然能源，主要為潮汐能、波浪能、海流能（潮流能）、海水溫差能和海水鹽差能。更廣義的海洋能源還包括海洋上空的風能、海洋表面的太陽能以及海洋生物質能等。究其成因，潮汐能和潮流能來源于太陽和月亮對地球的引力變化，其他均源于太陽輻射。33PPT課件3.5海洋能源潮汐發(fā)電34PPT課件3.6.1地熱資源概述地熱資源：是指在當前技術經濟和地質環(huán)境條件下，地殼內能夠科學、合理地開發(fā)出來的巖石中的熱能量和地熱流體中的熱能量及其伴生的有用組分。地熱資源，按賦存形式可分為水熱型(又分為干蒸汽型、濕蒸汽型和熱水型)、地壓型、干熱巖型和巖漿型4大類；按溫度高低可分為高溫型(>150℃)、中溫型(90—149℃)和低溫型(<89℃)。地熱能的利用方式主要有地熱發(fā)電和地熱直接利用兩大類。3.6地熱能35PPT課件地熱資源的類型熱水型。它是反映以水為主體的對流水熱系統(tǒng)。這種地熱能分布較廣，約占已探明的熱資源的10%；其溫度范圍也很廣，從接近于室溫到高達290℃。蒸汽型。是指以蒸汽為主體的對流水熱系統(tǒng)，以生產溫度較高的過熱蒸汽為主，其中夾雜有少量的不凝結氣體和少量的水(有的不含水)。這類地熱能比較容易開發(fā)利用，但儲量不多，僅占已探明的地熱資源總量的0.5%左右。地壓型。是指在高壓下由深部地層提取含有可溶性甲烷(沼氣)的高鹽分熱水。它的溫度約為150～260℃；其儲量較大，約占已探明的地熱資源的20%。地壓型地熱能的開發(fā)利用目前尚處于研究探索階段。

干熱巖型。是反映地層深處廣泛存在的不含水分的巖石。它的溫度約為150～650℃；其儲量更大，約占已探明的地熱資源總量的30%。熔巖型。是埋藏部位最深的一種完全熔化的熱熔巖(即巖漿)，其溫度高達650～1200℃。熔巖儲存的熱能比其他幾種都多，約占已探明的地熱資源總量的40%。不過在開采這種地熱能時，需要在火山地區(qū)打幾千米深的鉆孔，所冒的風險很大，因此這種地熱能目前尚未得到實際開發(fā)利用。3.6地熱能36PPT課件3.6.2地熱能的利用目前世界上大約有120多個國家和地區(qū)，已經發(fā)現(xiàn)和開采的地熱泉及地熱井多達7500多處。對于地熱能的開發(fā)利用，目前主要是在采暖、發(fā)電、育種、溫室栽培和洗浴等方面。地熱能的利用可分為地熱發(fā)電和直接利用兩大類。在工業(yè)上，地熱能可用于加熱、干燥、制冷、脫水加工、提取化學元素、海水淡化等方面。在農業(yè)生產上，地熱能可用于溫室育苗、栽培作物、養(yǎng)殖禽畜和魚類等。例如，地處高緯度的冰島不僅以地熱溫室種植蔬菜、水果、花卉和香蕉，近年來又栽培了咖啡、橡膠等熱帶經濟作物。

3.6地熱能37PPT課件3.6.3我國的地熱資源現(xiàn)狀據估計，全世界地熱資源總量相當于4948萬億噸標準煤，據不完全統(tǒng)計，我國已查明地熱資源相當于2000萬億噸標準煤。西藏、云南、四川、廣東、福建等地的溫泉多達1503處，占全國溫泉總數(shù)的61.3％。在全國121個水溫高于80℃的溫泉中，云南，西藏占62％，廣東、福建占18.2％，其他省區(qū)不足1／5。3.6地熱能38PPT課件

留北潛山電站建成試運行，為雙工質發(fā)電，主體設備包括6臺大排量注水泵、4臺換熱器、2臺熱水泵、2臺喂水泵、1具3000方容量的沉降罐，剛剛開始試運轉。2011年發(fā)電30萬千瓦時。280型地熱發(fā)電系統(tǒng)工作示意圖熱水工作液冷水蒸發(fā)器冷凝器汽輪機地熱水發(fā)電機泵冷卻塔P=65.7psi(0.45MPa)P=208psi(1.43MPa)165℉(74℃)125℉(52℃)冷卻水進口、出口溫度53℉(12℃)圖例3.6地熱能39PPT課件2005年我國單位國土面積的秸稈資源量

2005年，全國秸稈產量約6億噸，除用于飼料及工業(yè)原料外，約有3億噸可作為能源化利用，折合1.5億噸標準煤。預計到2015年將達到9億噸左右，其中約一半（4.5億噸）可作為生物質能的原料。薪炭林面積2000年和2010年分別達到540萬公頃和1340萬公頃；實現(xiàn)居民節(jié)煤灶具的商品化生產和銷售，年節(jié)柴量達1億t以上。年份能源消耗（億噸標煤）200520.4200623.0200725.33.7生物質能40PPT課件生物質能的焚燒造成污染和浪費3.7生物質能41PPT課件3.7.1生物質能利用技術3.7生物質能42PPT課件3.7.2熱化學轉化技術——壓縮成型

在農林生物質資源分散度高、規(guī)模收集難度大的地區(qū)，鼓勵因地制宜推廣建立生物質成型燃料生產基地，在城市推廣生物質成型燃料集中供熱，在農村作為清潔炊事和采暖燃料推廣應用。建成生產、儲運和覆蓋城鄉(xiāng)的生物質成型燃料產業(yè)化、商業(yè)化體系。433.7生物質能43PPT課件粉碎氣流輸送緩沖攪拌壓縮成型冷卻切斷包裝入庫螺旋輸送收集玉米秸稈工藝流程3.7生物質能44PPT課件工藝類型3.7生物質能45PPT課件固體成型燃料3.7生物質能46PPT課件3.7.3.熱化學轉化技術——生物質氣化

氣化設備與工作原理上吸式固定床氣化器的結構CmHmCH4+CnHnC+CO22COC+H2OH2+CO

C+O2CO23.7生物質能47PPT課件Battelle

型雙流化床氣化爐3.7生物質能48PPT課件技術發(fā)展目前的主流技術為固定硫化床和硫化床氣化器，主要以農林業(yè)各種廢棄物為原料，生產的可燃氣體主要用于發(fā)電。該領域具有領先水平的國家有瑞典、美國、意大利、德國等。氣化技術在我國曾經發(fā)揮了重要的作用，早在20世紀40年代，用木炭汽化器發(fā)生氣驅動的汽車在我國的許多城市有應用。50年代初期，我國特色的“層式下吸式汽化器”，它大大簡化了歐洲發(fā)明的下吸式汽化器。80年代得到了較快的發(fā)展。1998年，廣州能源研究所設計建造的使用木屑的1MW循環(huán)硫化床生物質氣化發(fā)電系統(tǒng)已經投入商業(yè)運行并取得了較好的效益。目前，全國已經建設了500個以上的生物質氣化集中供氣工程。浙江大學、清華大學、遼寧省能源研究所等許多單位在生物質氣化方面開展了大量研發(fā)工作、生物質氣化技術具有顯著的經濟效益、社會效益和環(huán)境效益。3.7生物質能49PPT課件生物質燃氣的特性3.7生物質能50PPT課件生物質燃氣的應用——集中供氣3.7生物質能51PPT課件生物質燃氣的應用——區(qū)域供氣3.7生物質能52PPT課件生物質燃氣的應用——氣化發(fā)電技術3.7生物質能53PPT課件3.7.4熱化學轉化技術——生物質干餾大連市生物質能源工程：1）規(guī)模：1000戶居民燃氣；2）工藝：3）產品：木炭：28~30%木焦油：5~10%木醋液：30~35%燃氣：30~35%3.7生物質能生物質間歇干餾54PPT課件生物質連續(xù)干餾技術3.7生物質能生物質連續(xù)干餾制氣工藝流程圖55PPT課件干餾爐結構示意圖3.7生物質能56PPT課件燃氣：40~45%木炭：30~35%輕質油：10~15%重油：5~10%木醋液：5~10%干餾產品單爐產氣量：250~300Nm3/h低熱值：14.5~16.0MJ/Nm33.7生物質能57PPT課件低溫慢速熱裂解

中溫快速熱裂解高溫快速熱裂解3.7.5熱化學轉化技術——生物質熱解生物質裂解液化技術工藝過程3.7生物質能58PPT課件3.7生物質能國外生物質熱裂解現(xiàn)狀國外生物質熱裂解生產生物油工藝的研發(fā)情況59PPT課件我國生物質熱裂解現(xiàn)狀我國生物質熱裂解生產生物油的一些技術3.7生物質能60PPT課件

充分利用農村秸稈、生活垃圾以及畜禽養(yǎng)殖廢棄物，在發(fā)展戶用沼氣的同時，大力推動大型沼氣工程供氣和村級生物質氣化集中供氣，鼓勵剩余沼氣資源發(fā)電。613.7生物質能3.7.6.生物質轉化技術——沼氣61PPT課件基本原理

有機物質水中無氧條件厭氧細菌分解氣體燃料：CH450~70%,CO230~40%,H≈20MJ/m3,發(fā)酵液和殘渣——優(yōu)質肥料3.7生物質能62PPT課件發(fā)酵原料

DBCA農作物秸稈人畜糞便工業(yè)有機廢物生活有機垃圾3.7生物質能63PPT課件發(fā)酵的基本條件

（1）厭氧環(huán)境—細菌生存環(huán)境（