科技導論新能源技術課件

新能源技術同濟大學物理系1新能源技術同濟大學物理系1一、能源技術概述1.基本概念能量形式:機械能(風能、水能等)、電磁能、熱能、化學能、原子能、光能。能源:自然界中能為人類提供某種形式能量的物質資源。能源種類：按原始來源分:地內能源和地外能源以及相互作用能源。按生成方式分:天然(一次)能源和人工(二次)能源按對能源的認識過程分：常規(guī)能源和新能源。2一、能源技術概述1.基本概念能源種類：按原始來源分:地內能源技術概述天然(一次)能源和人工(二次)能源二次能源：它是指經(jīng)過消耗一次能源加工轉化而產(chǎn)生的誕生能源。如電能、熱能、煤氣、柴油、氫能、焦炭、沼氣等。

非再生能源：石油、天然氣、原煤、核燃料等一次能源再生能源：太陽能、風能、水能、海洋能生物質能等地內能源：地熱能(地下蒸氣、溫泉、火山)、核能地外能源：主要來自太陽，包括由太陽能轉變來的風能、水能、礦物燃料(煤，石油等)，及少量宇宙輻射能相互作用能源：主要指潮汐能。常規(guī)能源：已被廣泛利用的能源，如煤、石油、水力、電能新能源：原子能、太陽能(對發(fā)展中國家而言)、雷電能、宇宙射線能、火山能、地震能等。

3能源技術概述天然(一次)能源和人工(二次)能源二次能源：它是能源技術概述2.能源問題能源模式的演變：木材→煤→石油→核能或多種形式能源非再生能源:石油、天然氣、煤炭和裂變核燃料約占能源總消費量的90%左右再生能源:水力、植物燃料等只占10%左右目前人類使用的能源儲量和分布4能源技術概述2.能源問題能源模式的演變：非再生能源:石再生能源分布:太陽能占99.44%,水能、風能、地熱能、生物能等不到1%在非再生能源中，利用海水中的氘資源產(chǎn)生的人造太陽能(聚變核能)幾乎占100%，煤炭、石油、天然氣、裂變核燃料加起來也不足千萬分之一。所以，人類使用的能源歸根到底要依靠太陽能，太陽能是人類永恒發(fā)展的能源保證。能源技術概述5再生能源分布:太陽能占99.44%,在非再生能源中，利用海能源技術概述世界能源儲量分布與利用6能源技術概述世界能源儲量分布與利用6能源技術概述世界非再生能源儲量分布:中東地區(qū):石油儲量最多,占56.8%；歐洲:天然氣和煤炭儲量最多,各占54.6%和45%亞洲、大洋洲:煤炭各占18%石油、天然氣只有5%7能源技術概述世界非再生能源儲量分布:7能源技術概述我國能源資源地區(qū)分布不均衡煤炭，主要集中在華北和西北石油、天然氣，主要分布在黑龍江、遼寧、河北、河南、山東、四川、甘肅和新疆等省區(qū)內可開發(fā)水力資源有，主要集中在西南太陽能和風能資源豐富，有很大利用潛力。我國能源資源豐富煤炭資源(探明儲量)和水力資源均居世界第一位；石油資源占世界第十一位；天然氣資源占世界第十四位；太陽能資源居世界第二位；潮汐、地熱、風力和核燃料資源都很豐富。人均占有量很少，只有世界平均水平的一半。8能源技術概述我國能源資源地區(qū)分布不均衡我國能源資源豐富8利用能源的過程直接污染地球環(huán)境。主要來源：1)煤、石油等燃料的燃燒；2)汽車排放的廢氣；3)工業(yè)生產(chǎn)(化工廠、煉焦廠等)過程中產(chǎn)生的廢氣。大氣污染：1)酸雨問題；2)溫室效應；3)臭氧層破壞。能源技術概述能源問題即環(huán)境與能源關系問題聯(lián)合國提出可持續(xù)發(fā)展概念，即要滿足當代人的需要，又要考慮不損害后代的需要。因此,今后的能源戰(zhàn)略是多元結構的能源系統(tǒng)和高效清潔的能源技術。9利用能源的過程直接污染地球環(huán)境。大氣污染：能源技術概述能源問二、能源技術1.潔煤技術

煤碳的污染物和二氧化碳可能導致全球變暖?，F(xiàn)在有兩條潔煤途徑：(1)先進燃燒和污染處理，潔煤技術可用于燃燒前、中、后期。(2)氣化和液化煤，將煤轉化為含一氧化碳和氫的“合成氣”。2.煤炭液化(煤炭轉化技術之一)對固體煤炭以特殊方法進行化學加工成為液態(tài)后，可作液體燃料和化工原料使用。從工藝上可分為直接液化:

在高溫高壓下加氫，使煤炭直接生成液態(tài)物質；間接液化:

先把煤炭氣化，制成煤氣，再合成為液體燃料。煤炭液化技術復雜，難度高，投資大，比天然石油成本高，目前還沒有競爭能力。10二、能源技術1.潔煤技術煤碳的污染物和二氧化碳可能導致能源技術3.

煤炭氣化(煤炭轉化技術研究的一個重要部分)現(xiàn)狀：煤炭自身氫碳比低，含有灰分、硫分等雜質，在開采、運輸、燃燒過程中會污染環(huán)境，燃燒時熱效率低。地下氣化采出煤炭后進行熱加工的一種過程:以煤炭作為原料，以氧或氫作氣化介質，控制氧化程度，使煤炭轉化成為一氧化碳、氫和甲烷等可燃性氣體。在未經(jīng)開采的煤層中進行的熱加工過程:通過從地面鉆進的一批特定鉆孔，把氣化介質送進煤層，使煤炭在地下進行"發(fā)生爐煤氣"反應，生成的煤氣從另一批特定鉆孔引出。煤炭氣化目的：制取清潔的氣體燃料；

制取化工合成用的氣體原料。地上氣化11能源技術3.煤炭氣化(煤炭轉化技術研究的一個重要部分)地能源技術4.石油的精煉

目的

從復雜的原油中提取粘度較小的能充分燃燒的烴類(根據(jù)辛烷值來標號)把不好的分子轉變?yōu)楹玫姆肿尤玳L鏈烷烴容易引起汽缸爆震精煉方法:先根據(jù)不同沸點把不同成分分離開，然后除硫再向高辛烷轉變?，F(xiàn)在觀點，大多數(shù)石油是由埋藏在地下沉積層中的有機物經(jīng)過幾百萬年在75～200℃的溫度下形成的。微生物將地表以下的有機物轉化為碳氫化合物，剩下的埋藏在深層地底(通常具有商業(yè)價值的油田都位于地表以下500米－700米深處，最深的油井在約6公里深的地底)的有機物則在溫度和壓力下經(jīng)過分解及復雜的化學反應生成石油。12能源技術4.石油的精煉精煉方法:先根據(jù)不同沸點把不同成能源技術5.天然氣液化

通過施加一定高壓，使天然氣由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，貯存在專門容器內。天然氣是埋藏在地層深處的一種富含碳氫化合物的可燃氣體，由億萬年前的有機物質轉化而來。主要成分是甲烷，其次是乙烷、丙烷、丁烷和其他重質氣態(tài)烴類。

甲醇俗稱“木精”，性能穩(wěn)定，象石油一樣能直接當作燃料，使用時不污染環(huán)境，便于運輸和貯存。20世紀末，甲醇合成技術已獲成功，如果在天然氣產(chǎn)地附近設立甲醇工廠，把天然氣加工成甲醇，可經(jīng)濟合理地解決天然氣液化問題。液化途徑──利用天然氣作原料合成甲醇。13能源技術5.天然氣液化天然氣是埋藏在地層深處的一種富含碳能源技術6.水能的利用水力發(fā)電優(yōu)點，經(jīng)濟、干凈和易維修葛州壩水利樞紐裝機容量為271萬千瓦三峽水電站總容量為1768萬千瓦當今世界僅次于三峽水電站的第二大的水電站---伊泰普水電站,位于巴拉那河流經(jīng)巴西與巴拉圭兩國邊境的河段.總裝機容量1260萬千瓦，年發(fā)電量可達750億度。14能源技術6.水能的利用葛州壩水利樞紐裝機容量為271萬千瓦能源技術7.蓄能技術針對熱能或電能儲存，著眼于大規(guī)模、長時間應用。電能儲存是當前研究的重點。蓄能技術一般要求:儲能密度大變換損耗小運行費用低維護較容易不污染環(huán)境根據(jù)這些要求衡量，抽水蓄能方案較優(yōu)越電的蓄能技術大致分三類：直接儲存電磁能把電能轉化為化學能儲存把電能轉化為機械能儲存超導線圈蓄能系統(tǒng)鉛電池,鈉硫電池,鋅氯電池等壓縮空氣,需要時釋放15能源技術7.蓄能技術蓄能技術一般要求:根據(jù)這些要求衡量，抽能源技術電池：儲存電能轉化而來的化學能鉛酸電池中的鉛在回收中容易流失，對環(huán)境存在二次污染。

鎳氫電池：一種密封電池，可以在任何位置下工作，使用方便。特點：可隨時充放，循環(huán)使用，且不用維護。以過充過放為一次使用過程，預計可使用1000次。鋰電池:采取了3層保護措施，可抗過充過放，使用更安全方便。特點:體積小、質量輕、使用壽命長、環(huán)保(不需要回收)。燃氫電池、納米碳管(一個裝電的容器，像擰水龍頭一樣放電)將是電動自行車動力源未來的發(fā)展方向。16能源技術電池：儲存電能轉化而來的化學能鉛酸電池中的鉛在回收中能源技術由于它是把燃料通過化學反應釋出的能量變?yōu)殡娔茌敵?，所以被稱為燃料電池。它是利用氫和氧生成水的過程來產(chǎn)生電力的一種裝置。燃料電池：第四種電力(電力火電、水電、核電為三種當今能以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的電力)工作原理:通過物質發(fā)生化學反應時連續(xù)地向其供給活物質(起反應的物質)--燃料和氧化劑,促使物質發(fā)生化學反應時釋出的能量直接將其轉換為電能。17能源技術由于它是把燃料通過化學反應釋出的能量變?yōu)殡娔茌敵觯茉醇夹g具體地說，燃料電池是利用水的電解的逆反應的"發(fā)電機"。它由正極、負極和夾在正負極中間的固體電解質板所組成。工作時向負極供給燃料(氫H2)，向正極供給氧化劑(空氣O2)。氫在負極分解成正離子H+和電子e-。氫離子進入電解液中，而電子則沿外部電路移向正極。用電的負載就接在外部電路中。在正極上，空氣中的氧同電解液中的氫離子吸收抵達正極上的電子形成水。這正是水的電解反應的逆過程。燃料電池的用途:電動車動力源,可移動電源、家庭電源與分散電站等18能源技術具體地說，燃料電池是利用水的電解的逆反應的"發(fā)電機"三、能源利用與開發(fā)19三、能源利用與開發(fā)191.常見的能源熱能及其到機械能的轉換紐科曼(T.Newcomen，1663～1729)1711年發(fā)明蒸氣機瓦特(J.Watt，1736～1819)1765年發(fā)明分離冷凝器，使蒸氣機成為主要動力裝置。能源利用與開發(fā)201.常見的能源熱能及其到機械能的轉換紐科曼(T.New能源利用與開發(fā)熱機效率：4％30％以上卡諾循環(huán)熱能及其到機械能的轉換天然氣的開發(fā)；地熱能；地熱能是來自地殼之下的高溫能源。一個典型的地熱能電場可以輕松地輸送100MW電量，這是風能和太陽能所無法企及的。21能源利用與開發(fā)熱機效率：4％30％以上卡諾循環(huán)熱能及其到電能能源利用與開發(fā)電能指電以各種形式做功的能力。有直流電能、交流電能、高頻電能等，這幾種電能均可相互轉換。22電能能源利用與開發(fā)電能指電以各種形式做功的能力。有直流電能、能源利用與開發(fā)機械能水力發(fā)電；海洋能(潮汐能、海浪能、溫差能)；風能利用23能源利用與開發(fā)機械能23能源利用與開發(fā)太陽能光電轉換方式；光熱轉換方式；光化學轉換方式。家用太陽能并網(wǎng)系統(tǒng)工作原理1）晴天的白天：太陽能電池板陣列將太陽能轉化為直流電力，再經(jīng)由逆變器轉變?yōu)榭蔀橛秒娫O備供電的交流電力。發(fā)電電力大于用電設備的消費電力時剩余電力將被返送回電網(wǎng)，電力公司將依據(jù)售電電能表記錄的數(shù)值支付給用戶相應的費用。

2）多云或陰雨天氣的白天：此種天氣下，我們的太陽能系統(tǒng)根據(jù)實際的日射量仍可以發(fā)電，但此時發(fā)電量較少，當用電設備消費電力較大時，不足部分將由電力公司通過電網(wǎng)補充提供。

3）夜晚：夜間太陽能發(fā)電系統(tǒng)不提供電力，用電設備由電力公司提供的常規(guī)電力供電。

24能源利用與開發(fā)太陽能家用太陽能并網(wǎng)系統(tǒng)工作原理24氫能能源利用與開發(fā)“喝”氫的汽車25氫能能源利用與開發(fā)“喝”氫的汽車25能源技術2.超級能源：可燃冰可燃冰是天然氣的附生產(chǎn)品，其應用范圍與天然氣大致相同，是一種典型的石油替代產(chǎn)品。1m3可燃冰釋放160m3天然氣,儲量是煤石油天然氣等的兩倍.可燃冰,“天然氣水合物”的俗稱。它是甲烷類天然氣被包進水分子中，在低溫高壓條件下形成的透明結晶，多呈白色或淺灰色。外貌類似冰雪，可以像酒精塊一樣燃燒，故稱為“可燃冰”。26能源技術2.超級能源：可燃冰可燃冰是天然氣的附生產(chǎn)品，其3.裂變反應堆——核電站裂變發(fā)現(xiàn)及裂變能的釋放1)裂變的發(fā)現(xiàn)1934年，費米(E.Fermi，意大利，1901～1954)1938年，居里夫人實現(xiàn)中子使鈾核裂變；1939年，哈恩(O.Hahn，1879～1968)和斯特拉斯曼(F.Strassmann)，重復了居里的實驗；L.meitner和O.R.Frisch對此做出正確解釋，首次引入fission(裂變)一詞；1947年，錢三強和何澤慧進一步發(fā)現(xiàn)裂變的三分裂和四分裂現(xiàn)象。能源利用與開發(fā)273.裂變反應堆——核電站裂變發(fā)現(xiàn)及裂變能的釋放19342)核裂變的特點(1)裂變過程釋放巨大能量1g的鈾裂變所釋放的能量，相當于3噸以上的煤燃燒所釋放的能量。能源利用與開發(fā)282)核裂變的特點1g的鈾裂變所釋放的能量，相當于3噸以上的(2)裂變產(chǎn)物有多種組合方式，裂變時放出中子能源利用與開發(fā)29(2)裂變產(chǎn)物有多種組合方式，裂變時放出中子能源利用與開發(fā)鏈式反應的可能性和可控性1)鏈式反應的可能性——中子增殖一次鈾核裂變中，平均可以放出2.4個中子2)鏈式反應可以控制——緩發(fā)中子能源利用與開發(fā)30鏈式反應的可能性和可控性一次鈾核裂變中，平均可以放出2.能源利用與開發(fā)可控式鏈式反應的實現(xiàn)1)中子必須慢化核裂變中釋放的中子，動能大多在Mev的數(shù)量級，必須使快中子慢化為熱中子。慢化劑：水，重水，石墨等。2)臨界體積增殖系數(shù)加大K的方法：提高濃縮鈾中235U的比例

加大反應體的體積事實證明：當反應體積達到一定的臨界體積時，鏈式反應就會持續(xù)。31能源利用與開發(fā)可控式鏈式反應的實現(xiàn)1)中子必須慢化2)3)用控制棒控制反應堆的速率控制棒：易于吸收中子的硼或鎘能源利用與開發(fā)核反應堆，又稱為原子反應堆或反應堆，是裝配了核燃料以實現(xiàn)大規(guī)?？煽刂屏炎冩準椒磻难b置。核反應堆=裂變原子核＋熱載體323)用控制棒控制反應堆的速率控制棒：易于吸收中子的硼或鎘能鏈式反應的歷史(1942，12，2)原子彈、氫彈、中子彈能源利用與開發(fā)33鏈式反應的歷史(1942，12，2)原子彈、氫彈、中子彈能源能源利用與開發(fā)34能源利用與開發(fā)34能源利用與開發(fā)35能源利用與開發(fā)35核電站簡介核電站利用原子核裂變反應所放出的核能，由冷卻劑帶出，把水加熱為蒸汽，驅動汽輪發(fā)電機組進行發(fā)電。兩個回路系統(tǒng)核蒸氣供應系統(tǒng)蒸汽驅動汽輪發(fā)電機工作的系統(tǒng)能源利用與開發(fā)36核電站簡介核電站利用原子核裂變反應所放出的核能，由冷卻劑秦山核電站(30萬千瓦)，1991年12月15日并網(wǎng)發(fā)電能源利用與開發(fā)大亞灣核電站(2×90萬千瓦)臺灣6座,40％。坐落于浙江海鹽縣秦山雙龍崗的鳥瞰圖

37秦山核電站(30萬千瓦)，1991年12月15日并網(wǎng)發(fā)電能源能源利用與開發(fā)美國109座,供電量占全國21%；法國56座,80%；日本，德國，俄羅斯，加拿大均有大量的核電站。美國日本蘇聯(lián)莫斯科附近(1954第一座)法國格拉弗林檬電站(世界第一)38能源利用與開發(fā)美國109座,供電量占全國21%；法國56新能源技術同濟大學物理系39新能源技術同濟大學物理系1一、能源技術概述1.基本概念能量形式:機械能(風能、水能等)、電磁能、熱能、化學能、原子能、光能。能源:自然界中能為人類提供某種形式能量的物質資源。能源種類：按原始來源分:地內能源和地外能源以及相互作用能源。按生成方式分:天然(一次)能源和人工(二次)能源按對能源的認識過程分：常規(guī)能源和新能源。40一、能源技術概述1.基本概念能源種類：按原始來源分:地內能源技術概述天然(一次)能源和人工(二次)能源二次能源：它是指經(jīng)過消耗一次能源加工轉化而產(chǎn)生的誕生能源。如電能、熱能、煤氣、柴油、氫能、焦炭、沼氣等。

非再生能源：石油、天然氣、原煤、核燃料等一次能源再生能源：太陽能、風能、水能、海洋能生物質能等地內能源：地熱能(地下蒸氣、溫泉、火山)、核能地外能源：主要來自太陽，包括由太陽能轉變來的風能、水能、礦物燃料(煤，石油等)，及少量宇宙輻射能相互作用能源：主要指潮汐能。常規(guī)能源：已被廣泛利用的能源，如煤、石油、水力、電能新能源：原子能、太陽能(對發(fā)展中國家而言)、雷電能、宇宙射線能、火山能、地震能等。

41能源技術概述天然(一次)能源和人工(二次)能源二次能源：它是能源技術概述2.能源問題能源模式的演變：木材→煤→石油→核能或多種形式能源非再生能源:石油、天然氣、煤炭和裂變核燃料約占能源總消費量的90%左右再生能源:水力、植物燃料等只占10%左右目前人類使用的能源儲量和分布42能源技術概述2.能源問題能源模式的演變：非再生能源:石再生能源分布:太陽能占99.44%,水能、風能、地熱能、生物能等不到1%在非再生能源中，利用海水中的氘資源產(chǎn)生的人造太陽能(聚變核能)幾乎占100%，煤炭、石油、天然氣、裂變核燃料加起來也不足千萬分之一。所以，人類使用的能源歸根到底要依靠太陽能，太陽能是人類永恒發(fā)展的能源保證。能源技術概述43再生能源分布:太陽能占99.44%,在非再生能源中，利用海能源技術概述世界能源儲量分布與利用44能源技術概述世界能源儲量分布與利用6能源技術概述世界非再生能源儲量分布:中東地區(qū):石油儲量最多,占56.8%；歐洲:天然氣和煤炭儲量最多,各占54.6%和45%亞洲、大洋洲:煤炭各占18%石油、天然氣只有5%45能源技術概述世界非再生能源儲量分布:7能源技術概述我國能源資源地區(qū)分布不均衡煤炭，主要集中在華北和西北石油、天然氣，主要分布在黑龍江、遼寧、河北、河南、山東、四川、甘肅和新疆等省區(qū)內可開發(fā)水力資源有，主要集中在西南太陽能和風能資源豐富，有很大利用潛力。我國能源資源豐富煤炭資源(探明儲量)和水力資源均居世界第一位；石油資源占世界第十一位；天然氣資源占世界第十四位；太陽能資源居世界第二位；潮汐、地熱、風力和核燃料資源都很豐富。人均占有量很少，只有世界平均水平的一半。46能源技術概述我國能源資源地區(qū)分布不均衡我國能源資源豐富8利用能源的過程直接污染地球環(huán)境。主要來源：1)煤、石油等燃料的燃燒；2)汽車排放的廢氣；3)工業(yè)生產(chǎn)(化工廠、煉焦廠等)過程中產(chǎn)生的廢氣。大氣污染：1)酸雨問題；2)溫室效應；3)臭氧層破壞。能源技術概述能源問題即環(huán)境與能源關系問題聯(lián)合國提出可持續(xù)發(fā)展概念，即要滿足當代人的需要，又要考慮不損害后代的需要。因此,今后的能源戰(zhàn)略是多元結構的能源系統(tǒng)和高效清潔的能源技術。47利用能源的過程直接污染地球環(huán)境。大氣污染：能源技術概述能源問二、能源技術1.潔煤技術

煤碳的污染物和二氧化碳可能導致全球變暖。現(xiàn)在有兩條潔煤途徑：(1)先進燃燒和污染處理，潔煤技術可用于燃燒前、中、后期。(2)氣化和液化煤，將煤轉化為含一氧化碳和氫的“合成氣”。2.煤炭液化(煤炭轉化技術之一)對固體煤炭以特殊方法進行化學加工成為液態(tài)后，可作液體燃料和化工原料使用。從工藝上可分為直接液化:

在高溫高壓下加氫，使煤炭直接生成液態(tài)物質；間接液化:

先把煤炭氣化，制成煤氣，再合成為液體燃料。煤炭液化技術復雜，難度高，投資大，比天然石油成本高，目前還沒有競爭能力。48二、能源技術1.潔煤技術煤碳的污染物和二氧化碳可能導致能源技術3.

煤炭氣化(煤炭轉化技術研究的一個重要部分)現(xiàn)狀：煤炭自身氫碳比低，含有灰分、硫分等雜質，在開采、運輸、燃燒過程中會污染環(huán)境，燃燒時熱效率低。地下氣化采出煤炭后進行熱加工的一種過程:以煤炭作為原料，以氧或氫作氣化介質，控制氧化程度，使煤炭轉化成為一氧化碳、氫和甲烷等可燃性氣體。在未經(jīng)開采的煤層中進行的熱加工過程:通過從地面鉆進的一批特定鉆孔，把氣化介質送進煤層，使煤炭在地下進行"發(fā)生爐煤氣"反應，生成的煤氣從另一批特定鉆孔引出。煤炭氣化目的：制取清潔的氣體燃料；

制取化工合成用的氣體原料。地上氣化49能源技術3.煤炭氣化(煤炭轉化技術研究的一個重要部分)地能源技術4.石油的精煉

目的

從復雜的原油中提取粘度較小的能充分燃燒的烴類(根據(jù)辛烷值來標號)把不好的分子轉變?yōu)楹玫姆肿尤玳L鏈烷烴容易引起汽缸爆震精煉方法:先根據(jù)不同沸點把不同成分分離開，然后除硫再向高辛烷轉變。現(xiàn)在觀點，大多數(shù)石油是由埋藏在地下沉積層中的有機物經(jīng)過幾百萬年在75～200℃的溫度下形成的。微生物將地表以下的有機物轉化為碳氫化合物，剩下的埋藏在深層地底(通常具有商業(yè)價值的油田都位于地表以下500米－700米深處，最深的油井在約6公里深的地底)的有機物則在溫度和壓力下經(jīng)過分解及復雜的化學反應生成石油。50能源技術4.石油的精煉精煉方法:先根據(jù)不同沸點把不同成能源技術5.天然氣液化

通過施加一定高壓，使天然氣由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，貯存在專門容器內。天然氣是埋藏在地層深處的一種富含碳氫化合物的可燃氣體，由億萬年前的有機物質轉化而來。主要成分是甲烷，其次是乙烷、丙烷、丁烷和其他重質氣態(tài)烴類。

甲醇俗稱“木精”，性能穩(wěn)定，象石油一樣能直接當作燃料，使用時不污染環(huán)境，便于運輸和貯存。20世紀末，甲醇合成技術已獲成功，如果在天然氣產(chǎn)地附近設立甲醇工廠，把天然氣加工成甲醇，可經(jīng)濟合理地解決天然氣液化問題。液化途徑──利用天然氣作原料合成甲醇。51能源技術5.天然氣液化天然氣是埋藏在地層深處的一種富含碳能源技術6.水能的利用水力發(fā)電優(yōu)點，經(jīng)濟、干凈和易維修葛州壩水利樞紐裝機容量為271萬千瓦三峽水電站總容量為1768萬千瓦當今世界僅次于三峽水電站的第二大的水電站---伊泰普水電站,位于巴拉那河流經(jīng)巴西與巴拉圭兩國邊境的河段.總裝機容量1260萬千瓦，年發(fā)電量可達750億度。52能源技術6.水能的利用葛州壩水利樞紐裝機容量為271萬千瓦能源技術7.蓄能技術針對熱能或電能儲存，著眼于大規(guī)模、長時間應用。電能儲存是當前研究的重點。蓄能技術一般要求:儲能密度大變換損耗小運行費用低維護較容易不污染環(huán)境根據(jù)這些要求衡量，抽水蓄能方案較優(yōu)越電的蓄能技術大致分三類：直接儲存電磁能把電能轉化為化學能儲存把電能轉化為機械能儲存超導線圈蓄能系統(tǒng)鉛電池,鈉硫電池,鋅氯電池等壓縮空氣,需要時釋放53能源技術7.蓄能技術蓄能技術一般要求:根據(jù)這些要求衡量，抽能源技術電池：儲存電能轉化而來的化學能鉛酸電池中的鉛在回收中容易流失，對環(huán)境存在二次污染。

鎳氫電池：一種密封電池，可以在任何位置下工作，使用方便。特點：可隨時充放，循環(huán)使用，且不用維護。以過充過放為一次使用過程，預計可使用1000次。鋰電池:采取了3層保護措施，可抗過充過放，使用更安全方便。特點:體積小、質量輕、使用壽命長、環(huán)保(不需要回收)。燃氫電池、納米碳管(一個裝電的容器，像擰水龍頭一樣放電)將是電動自行車動力源未來的發(fā)展方向。54能源技術電池：儲存電能轉化而來的化學能鉛酸電池中的鉛在回收中能源技術由于它是把燃料通過化學反應釋出的能量變?yōu)殡娔茌敵?，所以被稱為燃料電池。它是利用氫和氧生成水的過程來產(chǎn)生電力的一種裝置。燃料電池：第四種電力(電力火電、水電、核電為三種當今能以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的電力)工作原理:通過物質發(fā)生化學反應時連續(xù)地向其供給活物質(起反應的物質)--燃料和氧化劑,促使物質發(fā)生化學反應時釋出的能量直接將其轉換為電能。55能源技術由于它是把燃料通過化學反應釋出的能量變?yōu)殡娔茌敵?，所能源技術具體地說，燃料電池是利用水的電解的逆反應的"發(fā)電機"。它由正極、負極和夾在正負極中間的固體電解質板所組成。工作時向負極供給燃料(氫H2)，向正極供給氧化劑(空氣O2)。氫在負極分解成正離子H+和電子e-。氫離子進入電解液中，而電子則沿外部電路移向正極。用電的負載就接在外部電路中。在正極上，空氣中的氧同電解液中的氫離子吸收抵達正極上的電子形成水。這正是水的電解反應的逆過程。燃料電池的用途:電動車動力源,可移動電源、家庭電源與分散電站等56能源技術具體地說，燃料電池是利用水的電解的逆反應的"發(fā)電機"三、能源利用與開發(fā)57三、能源利用與開發(fā)191.常見的能源熱能及其到機械能的轉換紐科曼(T.Newcomen，1663～1729)1711年發(fā)明蒸氣機瓦特(J.Watt，1736～1819)1765年發(fā)明分離冷凝器，使蒸氣機成為主要動力裝置。能源利用與開發(fā)581.常見的能源熱能及其到機械能的轉換紐科曼(T.New能源利用與開發(fā)熱機效率：4％30％以上卡諾循環(huán)熱能及其到機械能的轉換天然氣的開發(fā)；地熱能；地熱能是來自地殼之下的高溫能源。一個典型的地熱能電場可以輕松地輸送100MW電量，這是風能和太陽能所無法企及的。59能源利用與開發(fā)熱機效率：4％30％以上卡諾循環(huán)熱能及其到電能能源利用與開發(fā)電能指電以各種形式做功的能力。有直流電能、交流電能、高頻電能等，這幾種電能均可相互轉換。60電能能源利用與開發(fā)電能指電以各種形式做功的能力。有直流電能、能源利用與開發(fā)機械能水力發(fā)電；海洋能(潮汐能、海浪能、溫差能)；風能利用61能源利用與開發(fā)機械能23能源利用與開發(fā)太陽能光電轉換方式；光熱轉換方式；光化學轉換方式。家用太陽能并網(wǎng)系統(tǒng)工作原理1）晴天的白天：太陽能電池板陣列將太陽能轉化為直流電力，再經(jīng)由逆變器轉變?yōu)榭蔀橛秒娫O備供電的交流電力。發(fā)電電力大于用電設備的消費電力時剩余電力將被返送回電網(wǎng)，電力公司將依據(jù)售電電能表記錄的數(shù)值支付給用戶相應的費用。

2）多云或陰雨天氣的白天：此種天氣下，我們的太陽能系統(tǒng)根據(jù)實際的日射量仍可以發(fā)電，但此時發(fā)電量較少，當用電設備消費電力較大時，不足部分將由電力公司通過電網(wǎng)補充提供。

3）夜晚：夜間太陽能發(fā)電系統(tǒng)不提供電力，用電設備由電力公司提供的常規(guī)電力供電。

62能源利用與開發(fā)太陽能家用太陽能并網(wǎng)系統(tǒng)工作原理24氫能能源利用與開發(fā)“喝”氫的汽車63氫能能源利用與開發(fā)“喝”氫的汽車25能源技術2.超級能源：可燃冰可燃冰是天然氣的附生產(chǎn)品，其應用范圍與天然氣大致相同，是一種典型的石油替代產(chǎn)品。1m3可燃冰釋放160m3天然氣,儲量是煤石油天然氣等的兩倍.可燃冰,“天然氣水合物”的俗稱。它是甲烷類天然氣被包進水分子中，在低溫高壓條件下形成的透明結晶，多呈白色或淺灰色。外貌類似冰雪，可以像酒精塊一樣燃燒，故稱為“可燃冰”。64能源技術2.超級能源：可燃冰可燃冰是天然氣的附生產(chǎn)品，其3.裂變反應堆——核電站裂變發(fā)現(xiàn)及裂變能的釋放1)裂變的發(fā)現(xiàn)1934年，費米(E.Fermi，意大利，1901～1954)1938