能源开发及综合利用课件.pptx
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- 能源 开发 综合利用 课件
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1、能源开发及综合利用目录1能源的概念及分类2世界及我国能源资源现状3能源利用方式4能源发展规划5能源项目评价6案例分析煤煤石油石油天然气天然气太阳能太阳能风能风能水能水能地热能地热能潮汐能潮汐能电力电力煤气煤气焦炭焦炭蒸汽蒸汽沼气沼气氢能氢能一、能源的概念及分类1. 能源能源指能量资源或能源资源,是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质。机械能机械能热能热能电能电能辐射能辐射能化学能化学能核能核能能量资源能源资源常规能源新能源按使用类型分一次能源二次能源按获得的方法分可再生能源不可再生能源按能否再生分燃料型能源非燃料型能源按能否可燃分一、能源的概念及分类2. 能源的分类清洁能源非清洁能源按对环境
2、的污染情况分石油石油热效率高但资源量少天然气天然气在化石燃料中CO2排放少易爆煤资源量多、投资少、经济效益好但CO2排放多一、能源的概念及分类3. 各种能源的评价可再生能源循环再生成本问题核能不产生CO2、能量密度高辐射、放射性废料日本学者石油石油天然气天然气煤炭煤炭核能核能可再生能源可再生能源用途(便利用途(便利性)性)发电、热源发电、热源移动体利用易移动体利用易发电、热源发电、热源移动体利用可移动体利用可发电、热源发电、热源移动体利用难移动体利用难仅限发电仅限发电主要用于发电主要用于发电资源量资源量(可可开采年数开采年数)41年年67年年164年年85年年资源分布资源分布OPEC国约占国约
3、占总储量的总储量的78%以上以上原苏联、中东原苏联、中东、其他国家各、其他国家各占总储量的约占总储量的约1/3与石油、天然气与石油、天然气相比,地区分布相比,地区分布偏差性较小偏差性较小全世界广全世界广泛分布泛分布极受自然条件左右极受自然条件左右经济性经济性(发电成本发电成本单价日元单价日元/kWh)10.014.45.86.25.05.34.85.4水力水力 8.2、光伏、光伏 43、风力、风力1024、木质生物质木质生物质6189碳排放系数碳排放系数(t-C/TJ)18.6613.4724.7100一、能源的概念及分类3. 各种能源的评价储藏量十分丰富,已证实的地下储藏量约为8.47万亿吨
4、煤当量。煤的可靠储量尚可供人类使用接近200年。二、能源资源现状1. 世界能源资源煤炭石油剩余探明储量1237.9千百万桶,可供人类使用40年左右。天然气已探明的储量为177.4兆立方米,尚可供人类使用60年左右。二、能源资源1. 世界能源资源石油石油天然气天然气煤炭煤炭储量(10亿桶)占比储量(万亿立方米)占比储量(亿吨)占比北美220.213.2%10.85.8%2450.928.5%美国35.02.1%8.54.5%2373.027.6%加拿大173.910.4%2.01.1%65.80.8%中南美洲328.419.7%7.64.1%125.11.5%欧洲及欧亚大陆140.88.4%58
5、.431.2%3046.035.4%俄罗斯联邦87.25.2%32.917.6%1570.118.2%中东807.748.4%80.543.0%120.1%非洲130.37.8%14.57.7%3173.7%亚太地区41.52.5%15.58.2%2658.430.9%澳大利亚3.90.2%3.82.0%764.08.9%中国17.31.0%3.11.7%1145.013.3%印度5.70.3%1.30.7%606.07.0%世界1668.9100.0%187.3100.0%8,609100.0%世界石油、天然气和煤炭三种化石燃料储量情况世界石油、天然气和煤炭三种化石燃料储量情况能源资源总量比
6、较丰富二、能源资源2. 我国能源资源及特点能源资源赋存分布不均衡人均能源资源拥有量较低能源资源开发难度较大 化石能源资源:煤炭占主导地位。已探明的石油、天然气资源储量相对不足,油页岩、煤层气等非常规化石能源储量潜力较大。 可再生能源资源:水力资源理论蕴藏量折合年发电量为6.19万亿千瓦时,经济可开发年发电量约1.76万亿千瓦时,列世界首位(1)能源资源总量比较丰富 中国人口众多,人均能源资源拥有量在世界上处于较低水平; 煤炭和水力资源人均拥有量相当于世界平均水平的50%; 石油、天然气人均资源量仅为世界平均水平的1/15左右; 耕地资源不足世界人均水平的30%,制约了生物质能源的开发。(2)人
7、均能源资源拥有量较低二、能源资源2. 我国能源资源及特点l能源资源分布广泛但不均衡。煤炭资源主要赋存在华北、西北地区,水力资源主要分布在西南地区,石油、天然气资源主要赋存在东、中、西部地区和海域。l主要的能源消费地区集中在东南沿海经济发达地区。l大规模、长距离的北煤南运、北油南运、西气东输、西电东送,是中国能源流向的显著特征和能源运输的基本格局。(3)能源资源赋存分布不均衡l煤炭资源地质开采条件较差,大部分储量需要井工开采,极少量可供露天开采。l石油天然气资源地质条件复杂,埋藏深,勘探开发技术要求较高。l未开发的水力资源多集中在西南部的高山深谷,远离负荷中心,开发难度和成本较大。l非常规能源资
8、源勘探程度低,经济性较差,缺乏竞争力。(4)能源资源开发难度较大二、能源资源2. 我国能源资源及特点二、能源资源3. 我国能源开发存在难题(1)远离经济中心,开发利用成本高我国水能、风能甚至太阳能资源最丰富的地区往往地处中西部水电资源分布极不均衡,西多东少,需长距离的“西电东送”我国风电产能资源集中地与用电负荷集中地呈逆向分布全国约有100亿度风电电量由于被“弃风”限发而损失水电开发、建造大坝可能对环境和生态系统造成破坏在生产制造环节上也存在高能耗、高污染等不绿色问题(2)开发利用过程中存在浪费与不绿色现象(3)技术落后,核心技术依赖国外我国因技术落后,在全球产业分工中以加工组装为主,技术上依
9、赖发达国家。如我国风电技术总体上落后国际先进水平5年以上,我国风电制造企业在获得国际先进技术过程中被迫支付高昂的技术转让费,并受制于苛刻的技术转让条件。绿色能源开发利用存在成本高、配套设施跟不上等问题,造成目前国内市场狭小,形成了所谓的“产能过剩”以及对国外市场的过度依赖问题,并因此遭遇国外“双反”调查。(4)内需市场小,依赖国外市场1.能量转换过程及转换设备或系统能源能源能源形态转换过程能源形态转换过程转换机械或系统转换机械或系统(1)(1)石油、煤石油、煤炭、天然气等炭、天然气等矿物燃料矿物燃料(2)(2)氢和酒精氢和酒精等二次能源等二次能源化学能化学能 热能热能化学能化学能 热能热能 机
10、械能机械能化学能化学能 热能热能 机械能机械能 电能电能化学能化学能 电能电能 热能热能化学能化学能 电能电能炉子、燃烧器炉子、燃烧器各种热力发动机各种热力发动机热机、发电机,磁流体发电,热机、发电机,磁流体发电,EGDEGD发电(压电效应)发电(压电效应)热力发电,热电子发电热力发电,热电子发电燃料电池燃料电池三、能源的利用方式能源能源能源形态转换过程能源形态转换过程转换机械或系统转换机械或系统(3)(3)水力、水力、风力、潮汐风力、潮汐、海流、波、海流、波浪浪(4)(4)太阳能太阳能机械能机械能 机械能机械能机械能机械能 机械能机械能 电能电能光能光能 热能热能光能光能 热能热能 机械能机
11、械能 电能电能光能光能 热能热能 电能电能光能光能 电能电能光能光能 化学能化学能光能光能 生物能生物能电磁波电磁波 电能电能水车、风车。水轮机水车、风车。水轮机发电机,波力发电、风力发电、潮汐发电、海发电机,波力发电、风力发电、潮汐发电、海流发电流发电热水器,采暖、制冷、光化学反应,太阳灶热水器,采暖、制冷、光化学反应,太阳灶太阳热发动机太阳热发动机太阳热发电太阳热发电热力发电,热电子发电热力发电,热电子发电光电池、光化学电池光电池、光化学电池光化学反应(水分解)光合成光化学反应(水分解)光合成1.能量转换过程及转换设备或系统能量转换过程及转换设备或系统三、能源的利用方式能源能源能源形态转换
12、过程能源形态转换过程转换机械或系统转换机械或系统(5)(5)核能核能核分裂核分裂 热能热能 机械能机械能 电能电能核分裂核分裂 热能热能核分裂核分裂 热能热能 电能电能核分裂核分裂 电磁能电磁能 电能电能核聚变核聚变 热能热能 机械能机械能 电能电能电能电能 光(激光)光(激光) 热能热能电能电能 热能热能 聚变聚变 核发电,磁流体发电核发电,磁流体发电核能炼钢核能炼钢热力发电,热电子发电热力发电,热电子发电光电池光电池核聚变发电核聚变发电1.能量转换过程及转换设备或系统能量转换过程及转换设备或系统三、能源的利用方式2.热能的产生 燃料燃烧 核能转换 太阳能转换 地热 电能转换锅炉工业炉窑化学
13、能 热能三、能源的利用方式 3.电能的生产电电能能热热能能核核能能辐辐射射能能化化学学能能差差磁磁流流体体发发电电、热热电电偶偶温温核核电电池池太太阳阳能能电电池池燃燃料料电电池池、蓄蓄电电池池新技术三、能源的利用方式 4.机械能的产生热机转换n 内燃机往复运动热机n 燃气轮机外燃式热机n 蒸汽轮机将蒸汽热能转换为机械功的热机电机转换n 交流电动机n 直流电动机三、能源的利用方式新能源规划 能源是社会发展的物质基础人类文明的每一步都和能源的利益息息相关。 (1)原始采猎文明 (2)薪柴马车农业文明 (3)煤炭蒸汽机工业文明 (4)石油内燃机现代文明 (5)绿色能源能源革命未来文明四、能源与社会
14、、经济、环境1. 能源与社会发展 能源是经济的命脉,能源与经济增长是相互依赖、相互依存的。四、能源与社会、经济、环境2. 能源与经济 总之,经济增长必然具有对能源的内在需求,能源是经济增长的动力源泉,经济增长为能源发展创造条件。(1)经济增长对能源的需求经济增长与能源总量需求是按相同方向变化的,并且在大多数时期基本上存在一定的比例关系。经济增长与其对能源品种或结构扩大和更新的需求按相同方向变化。经济增长对能源质量的需求也在不断提高。(2)能源在经济增长中的作用(1)能源推动生产的发展和经济规模的扩大;(2)能源推动技术进步;(3)能源是提高人民生活水平的主要物质基础之一;能源的开发利用和不加限
15、制地消耗大量的煤和石油等燃料,带来了严重的环境负面影响。四、能源与社会、经济、环境3. 能源与环境造成环境问题的原因酸雨温室效应臭氧层的破坏热污染放射性污染能源开采和贮运能源利用事故和战争化石燃料燃烧产生的主要大气污染物 污染物污染物特征特征健康和环境影响健康和环境影响总悬浮总悬浮颗粒物颗粒物( TSP)在一定时间内悬浮在大气中的小于在一定时间内悬浮在大气中的小于100m 的固态或液态颗粒物;含有毒的固态或液态颗粒物;含有毒微量元素微量元素(镉、氟、汞、镍、铊等镉、氟、汞、镍、铊等) 和和有机物有机物, 以及致癌物多环芳烃。以及致癌物多环芳烃。微粒和超微粒毒性大微粒和超微粒毒性大, 易吸入易吸
16、入, 对人体对人体健康有很大危害健康有很大危害, 是导致慢性障碍性肺是导致慢性障碍性肺病的重要原因。病的重要原因。SO2是形成酸雨的主要原因。是形成酸雨的主要原因。导致人体呼吸道疾病导致人体呼吸道疾病, 植物损伤植物损伤, 材料材料加速腐蚀。加速腐蚀。NOxNO和少量和少量NO2 ,是酸雨的前奏。,是酸雨的前奏。导致植物和材料损害导致植物和材料损害, 人体易患呼吸道人体易患呼吸道感染。感染。光化学光化学烟雾烟雾(O3)是一种二次污染物,其中臭氧是一种二次污染物,其中臭氧(O3) 约约占占90 %使肺功能受损使肺功能受损; 刺激眼、鼻、咽喉刺激眼、鼻、咽喉, 产产生恶心、头痛。生恶心、头痛。铅铅
17、90 %以上来自汽车尾气。以上来自汽车尾气。铅中毒引起昏迷、痉挛和死亡。铅中毒引起昏迷、痉挛和死亡。CO是燃料不完全燃烧的产物。最大排放是燃料不完全燃烧的产物。最大排放源是汽车。源是汽车。人吸入人吸入CO 后与血液中的血红蛋白结合后与血液中的血红蛋白结合, 减少脑和心脏供氧量。减少脑和心脏供氧量。CO2是化石燃料燃烧的产物。是化石燃料燃烧的产物。温室气体的主要来源。温室气体的主要来源。废水排放烟气排放灰渣排放核污染由于自然的和社会的原因,能源的开采一般具有集中和强度大的特点,从开采到消费通常需要经过运输和贮存作为中介。在从开采到消费的各个环节中,矿物能源都已经造成严重的环境问题。能源开采和贮运
18、的环境影响开发利用和不加限制地消耗大量的煤和石油等燃料,也带来严重的负面影响,即极大地污染了人类赖以生存的环境,诱发温室效应、酸雨,引起疾病、农业减产等严重问题。煤炭被称为“最肮脏”的能源。能源消耗空气品质、土地、水资源恶化二氧化碳地球温室效应、气候变暖二氧化硫酸雨核分裂能放射性废料、核能安全能源利用对环境的影响能源工业及化学工业都是事故易发的产业。同时,石油产地已成为现代国际社会争夺的战略重点之一,事故和战争所造成的矿物能源的环境问题引起了全世界各国的关注。事故和战争与矿物能源的环境影响四、能源与社会、经济、环境3. 能源与环境 雨水pH值低于5.6便为酸雨 由于人类大量使用煤、石油等化石燃
19、料,燃烧后产生的硫氧化物(SOx)或氮氧(NOx)化物,在大氧中经过反复的化学反应,形成硫酸或酸,或为云、雨雪、雾捕捉吸收,降到地面成为酸雨。酸雨 热污染是指日益现代化的工农业生产和人类生活中排放的各种废热所造成的环境污染。热污染可以污染大气和水。 火力发电厂、核电站和钢铁厂的冷却系统排出的热水以及石油、化工、造纸等工厂排出的生产性废水中均含有大量废热。 造成热污染最根本的原因是能源未能被最有效、最合理地利用。随着现代工业的发展和人口的不断增长,环境热污染将日趋严重。热污染温室效应解决对策 联合国气候变化框架公约( 1992年) 稳定温室气体排放 京都议定书( 1997年) 解决温室效应问题
20、清洁发展机制( 2002年) 发达国家履行京都议定书所规定的一部分义务 蒙特利尔议定书( 1987年) 解决臭氧层问题能源发展战略行动计划能源发展战略行动计划(2014-2020年年)1、降低煤炭消费比重。、降低煤炭消费比重。加快清洁能源供应,压减煤炭消费,到2020年,全国煤炭消费比重降至62%以内。削减京津冀鲁、长三角和珠三角等区域煤炭消费总量。到2020年,京津冀鲁四省市煤炭消费比2012年净削减1亿吨,长三角和珠三角地区煤炭消费总量负增长。2.提高天然气消费比重提高天然气消费比重加强供气设施建设,扩大天然气进口,有序拓展天然气城镇燃气应用。到2020年,天然气在一次能源消费中的比重提高
21、到10%以上。3.安全发展核电。安全发展核电。国际最高安全标准、确保安全的前提下,适时在东部沿海地区启动新的核电项目建设,研究论证内陆核电建设。到2020年,核电装机容量达到5800万千瓦,在建容量达到3000万千瓦以上。4.大力发展可再生能源。大力发展可再生能源。到2020年,非化石能源占一次能源消费比重达到15%。积极开发水电,到2020年,力争常规水电装机达到3.5亿千瓦左右。大力发展风电,到2020年,风电装机达到2亿千瓦,风电与煤电上网电价相当。加快发展太阳能发电,到2020年,光伏装机达到1亿千瓦左右,光伏发电与电网销售电价相当。五、能源项目评价1.什么是能源项目?电力项目、煤炭项
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