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1、,新能源发电技术第1章 概述,目 录,第1章 概述 1.1能源含义、分类及历史演变1.2中国能源现状、问题与对策1.3中国新能源与可再生能源现状与前景本章小结,1.1能源含义、分类及历史演变,1.1.1 能源的重要性,现代工业原料和材料能源机器设备现代化农业:耕种、灌溉、收割现代化交通运输业：火车、汽车、飞机国防建设：军用飞机、武器人民日常生活和公用事业：照明、做饭、电视常用能源煤炭、石油、天然气和水力消耗量增长迅速新能源需开发太阳能、风能、生物质能和核能等新能源,1.1.2能源的含义及其分类(1),能源的含义顾名思义，能：能量 ；源：来源、源头 。能源就是能产生能量的东西，或者说能从中取得能
2、量的东西。如煤炭、石油、太阳光、河流、地热、铀核等等能量守恒和转化的观点：所谓能源，就是那些可以实现能量转化，并可以为人类利用的来源教材：把能量的来源称为能源，它是能够为人类提供某种形式能量的自然资源及其转化物。 换言之，自然界在一定条件下能够提供机械能、热能、电能、化学能等某种形式能量的自然资源叫做能源,1.1.2能源的含义及其分类(2),能源的分类按生成方式一次能源二次能源按在当代人类社会经济生活中的地位常规能源新能源一次能源按照其是否能再生而循环使用可再生能源非（可）再生能源一次能源按来源不同来自地球内的能源来自地球外的能源地球与其它天体作用而产生的能源,1.1.2能源的含义及其分类(3
3、),能源的相关概念详解自然资源，能源，能源资源一次能源，二次能源自然能源，能源资源常规能源，新能源可再生能源，不可再生能源，化石能源绿色能源，清洁能源（狭义，广义）分布式能源、分布式发电,1.1.2能源的含义及其分类(4),自然资源自然资源泛指存在于自然界、能为人类利用的自然条件（自然环境要素）。联合国环境规划署把自然资源定义为：在一定的时间、地点条件下，能够产生经济价值，以提高人类当前和未来福利的自然环境因素和条件。通常包括矿物资源、土地资源、水资源、气候资源与生物资源等。自然资源是人类从自然条件中摄取并用于人类生产和生活所必需的各种自然组成成分，其通常所指的有土地、土壤、水、森林、草地、湿
4、地、海域、原生动植物、微生物以及矿物等。如今的自然资源不仅包括上述物质，而且还包括空气太阳能、风能、降水等一些环境要素。,1.1.2能源的含义及其分类(5),一次能源、二次能源和能源资源一次能源又叫自然能源，是自然界中以天然形态存在的能源，是直接来自自然界而未经人们加工转换的能源。一次能源在未被人类开发以前，处于自然赋存状态时，叫做能源资源。包括煤炭、石油、天然气、水能、太阳能、风能、生物质能、海洋能、地热能等二次能源是人们由一次能源转换成符合人们使用要求的能量形式。电力、汽油、柴油、焦炭、煤气、蒸汽、氢等都是二次能源。其中电力和蒸气属于过程性能源，其它属于含能体能源,1.1.2能源的含义及其
5、分类(6),常规能源和新能源常规能源为技术上比较成熟，已被人类广泛应用，在生产和生活中起重要作用的能源。如煤炭、石油、天然气、水能与核裂变能等，这五大能源是目前世界能源供应的主力新能源是目前尚未被人类大规模利用，还有待于进一步研究试验与开发利用的能源。如太阳能、风能、地热能、海洋能、及核聚变能等需要注意的是所谓新能源是相对而言的，现在的常规能源过去也曾经是新能源，今天的新能源将来也会成为常规能源,1.1.2能源的含义及其分类(7),可再生能源，不可再生能源，化石能源可再生能源是不会随着它本身的转化或人类的利用而日益减少的能源，具有自然的恢复能力。如太阳能、风能、水能、生物质能、海洋能以及地热能
6、等不（非）可再生能源是指随着人类的利用而逐渐减少、短期内无法恢复再生的能源。如煤炭、石油、天然气、核（裂变）燃料等化石能源一般是指煤炭、石油和天然气,1.1.2能源的含义及其分类(8),绿色能源，清洁能源（狭义，广义）绿色能源也称清洁能源，是从能源的生产对环境的影响角度来说的，它可分为狭义和广义两种概念狭义的绿色能源是指可再生能源，如水能、生物能、太阳能、风能、地热能和海洋能。这些能源消耗之后可以恢复补充，很少产生污染。有时也把绿色植物提供的燃料叫绿色能源。广义的绿色能源则包括在能源的生产及其消费过程中，选用对生态环境低污染或无污染的能源，如天然气、清洁煤（将煤通过化学反应转变成煤气或“煤”油
7、，通过高新技术严密控制的燃烧转变成电力）和核能等。,1.1.2能源的含义及其分类(9),分布式能源分布式能源（distributed energy sources）是指分布在用户端的能源综合利用系统，可独立运行，也可并网运行，是以资源、环境效益最大化确定方式和容量的系统，将用户多种能源需求，以及资源配置状况进行系统整合优化，采用需求应对式设计和模块化配置的新型能源系统，是相对于集中供能的分散式供能方式。 分布式能源函盖面广泛，风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源均属分布式能源，并强调热电冷联产，资源综合利用。,1.1.2能源的含义及其分类(10),分布式发电分布式发电指的是
8、在用户现场或靠近用电现场配置较小的发电机组(一般低于30MW)，以满足特定用户的需要，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。这些小的机组包括燃料电池，小型燃气轮机，或燃气轮机与燃料电池的混合装置。分布式发电装置（Distributed Generation），指功率为数千瓦至50MW的小型模块式的，与环境兼容的独立电源。这些电源由电力部门、电力用户或第三方所有，用以满足电力系统和用户的特定要求，如调峰、为边远用户或商业区和居民区供电，节省输变电投资、提高供电可靠性等。分布式发电主要利用可再生能源。,1.1.2能源的含义及其分类(11),太阳能发电站,风力发电,法国朗斯潮汐电站
9、,1.1.3人类利用能源的历史演变,柴草时期1860年世界能源消费中，柴草占73.8%，煤炭占25.3%煤炭时期18世纪70年代瓦特发明蒸气机，进入蒸气机时代1881年，美国人爱迪生建立了第一个发电站1860-1910年，煤炭消费增37.3倍，占世界能源增长到63.5%，柴草下降为31.7%石油时期20世纪50年代，石油和天然气消费开始超过煤炭到1998年，石油天然气消费占总能源消费63.8%,1.1.4常规能源向新能源过渡,常规能源的危机1973年西方世界“石油危机”石油40年，煤炭200年过渡期能源特点由以石油、天然气为中心向煤炭、核能与可再生能源转变新能源的开发历程因为石油天然气与煤炭、
10、核能及可再生能源特点的不同，过渡过程比较漫长,1.2中国能源现状、问题与对策,根据BP世界能源统计，全球化石燃料可用情况如下：,40.6年,164年,65.1年,1636亿吨,179.8万亿立方米,9091亿吨,储量,储采比,化石燃料面临枯竭危险,BP世界能源统计2006,1.2.1能源现状(1),我国的形势更为严峻:人均能源拥有量仅为世界平均值的一半，化石燃料的储采比低于世界平均值; 但工业能耗又高于工业发达国家, 主要能源消耗已经名列世界前茅（煤炭第一，石油第二）。,2006中国能源发展报告,1.2.1中国能源现状(1),1.2.1中国能源现状(2),能源生产和消费数据单位：吨标准煤,1.
11、2.2中国能源存在的问题(1),人均能耗低人均能源资源不足能源资源4万亿t，世界第3，但人均不到世界的一半能源效率低开采效率、中间环节效率、终端利用效率，9能源效率29，比世界低10 （1999年）以煤为主的能源结构需调整2004年一次能源中，煤炭生产占75，消费占68污染环境能源效率低下交通运输压力大能源供应和安全问题日益显现，石油进口依存度35%,能源对环境的两大影响：,温室效应,1.2.2中国能源存在的问题(2),酸雨,CO2等气体吸收地面长波辐射，散失热量少，导致地球温度升高,一般将PH值小于5.6的降雨称为酸雨，引起雨水酸化的主要物质是SO2和NOx,1.2.2中国能源存在的问题(3
12、),29,气温上升、冰川熔化、海平面上升,Arctic 1979-2003,1.2.2中国能源存在的问题(4),1.2.3中国能源发展对策(1),坚持实行能源节约战略方针大力优化能源结构增加核能、水能、新能源比重改变过度依赖煤炭积极发展洁净煤技术大力开发利用新能源与可再生能源采取多种措施保证能源供应安全油气产品进口的多元化、多边化和多途径石油储备石油替代产品,1.3中国新能源与可再生能源现状与前景,1.3.1新能源与可再生能源含义与分类(1),新能源与可再生能源的含义：在中国指除常规化石能源和大中型水利发电、核裂变发电之外的生物质能、太阳能、风能、小水电、地热能以及海洋能等一次能源。太阳能：光
13、热、光电、光化学生物质能：绿色植物，生物质热、沼气、乙醇风能：太阳辐射不均引起的温度和气压差小水电:我国水电站总容量在5万kW以下，分为引水式、堤坝式和混合式3种地热能：地壳岩石和地热流体中的热能，分为地热发电和地热直接利用海洋能：潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐差能等机械能、热能和化学能,1.3.2发展新能源与可再生能源重大意义(1),未来能源的基石，目前主要能源的替代能源不可再生的能源面临枯竭（石油40年、天然气60年、煤炭200年）可再生能源储量巨大与环境相协调的清洁能源破坏环境温室气体是无电、缺能人口和特殊用途的现实能源偏远人口：山区、岛屿特殊用途：海上航标、气象站、地震台等
14、,1.3.3中国新能源与可再生能源发展现状(1),1992年中国环境发展十大对策：推广1995年电力法：鼓励和支持1996年中华人民共和国国民经济和社会发展“九五”计划和2010年远景目标纲要积极发展1998年节约能源法：肯定对节能环境作用1995年新能源与可再生能源发展纲要（19962010）：经济激励政策2006年中华人民共和国可再生能源法:全面的支持保证可再生能源的发展,1.3.3中国新能源与可再生能源发展现状(2),水电：2011年全国水电总装机2.2亿千瓦太阳能：2011年并网太阳能装机214.30万千瓦，另外有热水器、太阳灶和太阳房风能：2011年并网风电4505.11万千瓦生物质
15、能：并网发电装机436.39万千瓦地热能：并网发电装机2.42万千瓦海洋能：并网发电装机0.6万千瓦教材表1-3有相关数据,1.3.4中国新能源与可再生能源发展前景(1),丰富的新能源与可再生能源资源可再生能源一年可以获得的资源相当于46亿t标准煤对新能源与可再生能源需求巨大中国人均能耗低，传统能源又日益受环境等限制良好的市场机遇市场的未来前景促进了技术发展与资金聚集国家的大力支持和推动一系列的法律政策支持、鼓励推动风能、太阳能、生物质能、地热能及小水电的开发利用,本章小结,阐述了能源的概念、分类及历史演变分析了中国能源的现状、问题和对策讨论了中国新能源与可再生能源现状与前景,课后作业,概念解
16、释能源新能源可再生能源绿色能源分布式能源分布式发电能源按照四种不同依据的分类是什么？可再生能源主要包括哪些种类？,油页岩,油页岩与煤炭、石油、天然气一样属于化石燃料，是非可再生资源、一次能源。油页岩主要是由藻类等低等浮游生物经腐化作用和煤化作用而生成。油页岩（又称油母页岩）是一种高灰分的含可燃有机质的沉积岩，它和煤的主要区别是灰分超过40%，油页岩经低温干馏可以得到页岩油，页岩油类似原油，可以制成汽油、柴油或作为燃料油。除单独成藏外，油页岩还经常与煤形成伴生矿藏，一起被开采出来。,重油及电石,重油是原油提取汽油、柴油后的剩余重质油，其特点是分子量大、粘度高。重油的比重一般在0.820.95，比热在10,00011,000kcal/kg左右。其成分主要是碳氢化合物，另外含有部分的（约014%）的硫黄及微量的无机化合物。电石，即碳化钙，无机化合物。无色晶体，工业品为灰黑色块状物，断面为紫色或灰色。遇水立即发生激烈反应，生成乙炔，并放出热量。碳化钙是重要的基本化工原料，主要用于产生乙炔气。也用于有机合成、氧炔焊接等。,
