第一章 新能源概述

第一章

新能源概述第一章新能源概述本節(jié)教學(xué)目的與要求：了解和掌握能源的概念和分類；了解當(dāng)今世界人類所面臨的能源問題；了解和熟悉新能源技術(shù)。本章主要內(nèi)容：能源及其分類；全球能源危機；大國能源戰(zhàn)略競爭的背后；中國面臨“貧血”的威脅；新能源.看下列三則材料，你有什么想說的？3、國際能源機構(gòu)的統(tǒng)計，地球上的石油、天然氣、煤供人類開采的年限，分別只有40年、50年和240年。▲2、我國的能源結(jié)構(gòu)▲1、我國和世界的能源消耗開發(fā)新能源太陽能氫能沼氣地?zé)岢毕?可燃冰開發(fā)新能源2、你認(rèn)為哪種新能源最有開發(fā)前途？1、你認(rèn)為或你知道還有哪些能源值得人類開發(fā)？3、結(jié)合節(jié)約能源，談?wù)勎覈诮鉀Q“能源問題”中，可以做哪些工作？太陽能太陽灶航天器太陽能熱水器太陽能發(fā)電裝置1、你能說說太陽能的特點嗎？2、目前利用太陽能的主要方法有哪些？氫能源你認(rèn)為氫能源有哪些優(yōu)點？你認(rèn)為目前不能大量使用氫能源的原因是什么？應(yīng)用氫能源，你有什么良策？沼氣能源什么地區(qū)適合發(fā)展沼氣能源？沼氣是怎么得到的？沼氣能源的使用應(yīng)注意什么？地?zé)崮艿責(zé)崮鼙鶏u地?zé)嵛鞑匮虬司責(zé)犭娬?，是我國最大的地?zé)犭娬境毕艹毕艹毕男纬烧憬瓬貛X江廈潮汐發(fā)電站，是世界第三大潮汐發(fā)電站?？扇急?1月2日，新華社發(fā)布的一項消息說，一項針對南海北部的勘測顯示，那里的可燃冰儲量達到我國陸上石油總量的一半左右，這些可燃冰有望在2015年進行試開采。對于可燃冰，你還想知道什么呢？資源豐富的南?？扇急扇急且环N天然氣水合物的俗稱，這種物質(zhì)在低溫和40多個大氣壓下才是穩(wěn)定的。可燃冰到達水面可以立即融化，同時成分中的甲烷開始燃燒。每立方米可燃冰可釋放164立方米甲烷。可燃冰分布廣，資源豐富，據(jù)計算這種未來的能源可供人類使用上千年?？扇急s質(zhì)少，無污染?？扇急m好，但開采不易。一、能源及其分類1能源能源是指人類用來獲取能量的自然資源。2能源的分類⑴按來源不同可把能源分為三類來自地球以外天體的能量（包括直接的太陽輻射能外，還包括間接來自太陽能能源，如化石能源、生物能、水能、風(fēng)能、海洋能等）；2能源的分類地球的本身蘊藏的能量資源（如地?zé)崮艿龋?；地球與其他天體相互作用而產(chǎn)生的能量（如潮汐能等）。⑵按形成條件不同，可把能源分為兩類

一次能源，指天然存在的、可直接利用的（如原煤、原油、天然氣、水力、太陽能等）；2能源的分類二次能源，在一次能源基礎(chǔ)上加工而成的（如電力、汽油、煤氣、沼氣、氫氣等）。⑶按能否反復(fù)利用，可把能源分為兩類：再生能源（如太陽能、風(fēng)能、水力等）；非再生能源（煤炭、石油、天然氣等）。2能源的分類⑷

按開發(fā)使用的程度不同，可把能源分為兩類

常規(guī)能源，指已被廣泛利用的能源；新能源，指未被廣泛利用、正在研究開發(fā)、有待推廣的能源。簡單分類：常規(guī)能源：如煤炭、石油、天然氣、薪柴燃料、水能等；新能源：如核能、太陽能、地?zé)崮堋⒊毕?、生物質(zhì)能等?？稍偕茉矗杭床粫S它本身的轉(zhuǎn)化或人類的利用而越來越少，如水能、風(fēng)能、潮汐能、太陽能、生物質(zhì)能等；非再生能源：它隨人類的利用而越來越少，如石油、煤、天然氣、核燃料等。人類所面臨的能源問題?。?！

能源危機——能源資源短缺！煤儲量6800億噸，年消耗35億噸，可使用200年石油儲量3000億噸，年消耗40億噸，可使用70年

能源消費的費用迅速增加——能源資源的勘探、開采越來越難，投入資金多、建設(shè)周期長、科技含量高環(huán)境污染

能源的大量使用在給人類帶來文明和繁榮的同時,也給人類的生存環(huán)境帶來了巨大的災(zāi)難.酸雨

大量使用能源提升了人類的物質(zhì)文明，卻也造成了始料未及的災(zāi)害，而造成酸雨危害，幾乎遍及全球，危害極大。

由于人類大量使用煤、石油等化石燃料，燃燒后產(chǎn)生的硫氧化物（SOx

）或氮氧（NOx

），在大氧中經(jīng)過反復(fù)的化學(xué)反應(yīng)，形成硫酸或酸，或為云、雨雪、霧捕捉吸收，降到地面成為酸雨。

一般未被污染的雨水，pH值呈弱酸性，低於5.6便為酸雨（pH值愈小，酸度愈高）；如今卻頻頻出現(xiàn)pH值小于３的強酸雨（幾乎與醋酸相當(dāng)），不禁令人憂心忡忡。有人認(rèn)為酸雨是一場無聲無息的危機,而且是有史以來沖擊我們最嚴(yán)重的環(huán)境威脅，是一個看不見的敵人。這并非危言聳聽。

隨著工業(yè)化和能源消費增多，酸性排放物也日益增多，它們進入空氣中，經(jīng)過一系列作用就形成了酸雨。

全球變暖是目前全球環(huán)境研究的一個主要議題。根據(jù)對100多份全球變化資料的系統(tǒng)分析，發(fā)現(xiàn)全球平均溫度已升高0.3～0.6攝氏度。其中11個最暖的年份發(fā)生在80年代中期以后，因而全球變暖是一個毋庸置疑的事實。全球變暖將帶來非常嚴(yán)重的后果，如冰川消退、海平面上升、荒漠化，還給生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來嚴(yán)重影響。溫室效應(yīng)

臭氧層是地球最好的保護傘，它吸收了來自太陽的大部分紫外線。然而近二十年的科學(xué)研究和大氣觀測發(fā)現(xiàn)：每年春季南極大氣中的臭氧層一直在變薄，事實上在極地大氣中存在一個臭氧“洞”

這種臭氧損耗現(xiàn)象是一種反?，F(xiàn)象，這是否表明這一紫外線吸收層正處于全球性災(zāi)難呢？通過不斷的科學(xué)研究，人們發(fā)現(xiàn)人類社會活動釋放的物質(zhì)嚴(yán)重的破壞了臭氧層，當(dāng)然這種現(xiàn)象還受到這一地區(qū)獨特的氣象狀態(tài)（極渦、寒冷的平流層溫度、極地平流層云）的影響。臭氧層破壞研究和開發(fā)儲量豐富、無污染的新能源勢在必行?。?！二、全球能源危機

有關(guān)資料顯示：目前在世界初級能源的產(chǎn)量和消費中，居第一位的是石油，其次是煤炭、天然氣。

有關(guān)資料還顯示：石油、煤炭、天然氣等常規(guī)化石能源的儲量日益減少，在可預(yù)見的不長時間內(nèi)將被消耗殆盡，全球面臨著嚴(yán)重的能源危機。如果新的替代能源沒有屆時被發(fā)現(xiàn)，人類的生存面臨嚴(yán)重挑戰(zhàn)！能源危機２０世紀(jì)５０年代以后，由于石油危機的爆發(fā)，對世界經(jīng)濟造成巨大影響，國際輿論開始關(guān)注起世界“能源危機”問題。許多人甚至預(yù)言：世界石油資源將要枯竭，能源危機將是不可避免的。如果不作出重大努力去利用和開發(fā)各種能源資源，那么人類在不久的未來將會面臨能源短缺的嚴(yán)重問題。２０世紀(jì)５０年代以后，由于石油危機的爆發(fā)，對世界經(jīng)濟造成巨大影響，國際輿論開始關(guān)注起世界“能源危機”問題。許多人甚至預(yù)言：世界石油資源將要枯竭，能源危機將是不可避免的。如果不作出重大努力去利用和開發(fā)各種能源資源，那么人類在不久的未來將會面臨能源短缺的嚴(yán)重問題。

石油資源將會在一代人的時間內(nèi)枯竭。它的蘊藏量不是無限的，容易開采和利用的儲量已經(jīng)不多，剩余儲量的開發(fā)難度越來越大，到一定限度就會失去繼續(xù)開采的價值。在世界能源消費以石油為主導(dǎo)的條件下，如果能源消費結(jié)構(gòu)不改變，就會發(fā)生能源危機。1石油石油的開采歷史已超過140年；目前全球每天消耗石油量達7700萬桶，且以每年1~2%的速度增加；目前世界石油總儲量為3000~8000億噸，可開采40~100年（樂觀的估計）。

煤炭資源雖比石油多，但也不是取之不盡的。代替石油的其他能源資源，除了煤炭之外，能夠大規(guī)模利用的還很少。太陽能雖然用之不竭，但代價太高，并且在一代人的時間里不可能迅速發(fā)展和廣泛使用。其他新能源也如是。2煤炭每年開采的煤炭量為35億噸；全球可供開采的煤炭儲量為7000~17000億噸；可供開采和使用的年限為200~500年。

3天然氣

樂觀的估計，目前全世界可開采的天然氣總儲量為280億立方米；能滿足170年的需求。能源消耗的速度

因此，人類必須估計到，非再生礦物能源資源枯竭可能帶來的危機，從而將注意力轉(zhuǎn)移到新的能源結(jié)構(gòu)上，盡早探索、研究開發(fā)利用新能源資源。否則，就可能因為向大自然索取過多而造成嚴(yán)重的后果，以至使人類自身的生存受到威脅。三、大國能源競爭的背后能源是國民經(jīng)濟的命脈，是影響各國領(lǐng)導(dǎo)人戰(zhàn)略決策的重要因素，是許多國家制定全球戰(zhàn)略的首要問題。近20年來，世界上發(fā)生的許多危機、沖突都是圍繞爭奪能源引發(fā)的（如兩伊戰(zhàn)爭，前蘇聯(lián)出兵阿富汗，海灣戰(zhàn)爭，科索沃戰(zhàn)爭，美國推翻塔利班，伊拉克戰(zhàn)爭等）。三、大國能源競爭的背后美國、俄羅斯、日本、歐盟、中國等許多國家針對中東、里海等石油資源展開了激烈的較量和錯綜復(fù)雜的斗爭。四、中國面臨“貧血”的威脅我國煤炭儲量居世界第3位，人均為世界平均水平的50%；我國石油儲量居世界第6位，人均為世界平均水平的17%；人均石油產(chǎn)量與消費量占世界平均水平的21%~22%；我國天然氣儲量居世界第16位，人均為世界平均水平的10%。四、中國面臨“貧血”的威脅目前我國人年均能源消耗是1000公斤標(biāo)準(zhǔn)煤，美國是11000公斤，英、德、法等國家為5000~6000公斤；2030年以后，我國人年均能源消耗是2000~3000公斤標(biāo)準(zhǔn)煤，人口達15億以上。四、中國面臨“貧血”的威脅從1996年開始，我國由原油出口國變成原油進口國；200