新能源与分布式发电技术01能源概述课件.ppt
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- 新能源 分布式 发电 技术 01 能源 概述 课件
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1、2022-11-13新能源与分布式发电技术01能源概述新能源与分布式发电技新能源与分布式发电技术术01能源概述能源概述新能源与分布式发电技术01能源概述1 1 能源概述能源概述关注的问题关注的问题什么是能源?什么是能源?能源有哪些类型?能源有哪些类型?怎么评价能源的优劣?怎么评价能源的优劣?人类面临着什么样的能源和环境问题?人类面临着什么样的能源和环境问题?新能源利用可以发展起来吗?新能源利用可以发展起来吗?教学目标教学目标了解能源的概念和评价方法,了解能源的概念和评价方法,掌握能源的分类方法和常见类型,掌握能源的分类方法和常见类型,了解能源危机与环境问题;了解能源危机与环境问题;理解新能源发
2、展的重要意义。理解新能源发展的重要意义。新能源与分布式发电技术01能源概述1.1 能源利用的历史能源利用的历史人类利用能源的历史,也就是人类认识和征服自然的历人类利用能源的历史,也就是人类认识和征服自然的历史。史。几个发展阶段几个发展阶段(1)(1)天然能源的原始利用天然能源的原始利用几十万年以前人类学会了几十万年以前人类学会了用火用火,在漫长的岁月里,一直,在漫长的岁月里,一直以以柴草柴草为生活能量的主要来源,燃火用于为生活能量的主要来源,燃火用于烧饭烧饭、取暖取暖和和照照明明。后来逐渐学会将后来逐渐学会将畜力畜力、风力风力、水力水力等自然动力用于生产等自然动力用于生产和交通运输。和交通运输
3、。这种初级形式的能源利用直到这种初级形式的能源利用直到19世纪中期都没有太大突世纪中期都没有太大突破。破。在在1860年年的世界能源消费结构中,薪柴和农作物秸秆仍的世界能源消费结构中,薪柴和农作物秸秆仍占占能源消费总量的能源消费总量的73.8%。新能源与分布式发电技术01能源概述1.1 能源利用的历史能源利用的历史人类利用能源的历史,也就是人类认识和征服自然的历人类利用能源的历史,也就是人类认识和征服自然的历史。史。几个发展阶段几个发展阶段(2)(2)煤炭煤炭2000多年多年以前人类就知道煤炭可以作为以前人类就知道煤炭可以作为燃料燃料。14世纪的中国世纪的中国、17世纪的英国采煤业都已相当发达
4、,但世纪的英国采煤业都已相当发达,但煤炭长期未能在世界能源消费结构中占据主导地位。煤炭长期未能在世界能源消费结构中占据主导地位。18世纪世纪70年代年代,英国的瓦特发明以煤炭作燃料的,英国的瓦特发明以煤炭作燃料的蒸汽机蒸汽机。蒸汽机的广泛应用使煤炭迅速成为蒸汽机的广泛应用使煤炭迅速成为第二代主体能源第二代主体能源。煤炭在世界一次能源消费结构中所占的比重,从煤炭在世界一次能源消费结构中所占的比重,从1860年年的的25,上升到,上升到1920年的年的62。新能源与分布式发电技术01能源概述1.1 能源利用的历史能源利用的历史(3)(3)石油石油人类很早就发现了石油,人类很早就发现了石油,汉书汉书
5、、梦溪笔谈梦溪笔谈有描有描述。述。直到直到19世纪,石油工业才逐渐兴起。世纪,石油工业才逐渐兴起。1854年,美国宾夕年,美国宾夕法尼亚州打出了法尼亚州打出了世界上第一口油井世界上第一口油井,是现代石油工业的开,是现代石油工业的开端。端。1886年德国人本茨和戴姆勒研制出年德国人本茨和戴姆勒研制出第一辆以汽油为燃料第一辆以汽油为燃料、由内燃机驱动的汽车,进入大规模使用石油的由内燃机驱动的汽车,进入大规模使用石油的汽车时代汽车时代。石油和天然气逐渐取代煤炭石油和天然气逐渐取代煤炭,在世界能源消费构成中占,在世界能源消费构成中占据主要地位。据主要地位。1965年,在世界能源消费结构中,年,在世界能
6、源消费结构中,石油首次超过煤炭石油首次超过煤炭占占居首位,成为第三代主体能源。到居首位,成为第三代主体能源。到1979年,石油所占的比年,石油所占的比重达到重达到54%,相当于煤炭的三倍。,相当于煤炭的三倍。新能源与分布式发电技术01能源概述1.1 能源利用的历史能源利用的历史(4)(4)电力电力1881年,美国建成世界上年,美国建成世界上第一个发电站第一个发电站,同时还研制出,同时还研制出电灯等实用的用电设备。电灯等实用的用电设备。从此以后,电力的应用领域越来越广,发展规模也越来从此以后,电力的应用领域越来越广,发展规模也越来越大,人类社会逐步进入越大,人类社会逐步进入电气化时代电气化时代。
7、石油、煤炭、天然气等化石燃料被转换成更加石油、煤炭、天然气等化石燃料被转换成更加便于输送便于输送和利用的电能和利用的电能,进一步推动工业革命,带来了巨大的技术,进一步推动工业革命,带来了巨大的技术进步进步。新能源与分布式发电技术01能源概述1.1 能源利用的历史能源利用的历史(5)(5)核能和可再生能源核能和可再生能源1942年年美国美国建立世界上建立世界上第一座核反应堆第一座核反应堆,1954年年前苏联前苏联建成世界建成世界第一座发电的反应堆第一座发电的反应堆并正式启用,并正式启用,1956年年美国美国的的核电站核电站投入运行,投入运行,核能利用迅速发展起来,在世界能源结构中占据重要位核能利
8、用迅速发展起来,在世界能源结构中占据重要位置。置。到到20世纪世纪90年代年代,核能发电核能发电所提供的电力占全世界发电所提供的电力占全世界发电总量的总量的17%左右。左右。进入进入21世纪以来,太阳能、风能、海洋能、生物质能等世纪以来,太阳能、风能、海洋能、生物质能等可再生新能源发展很快可再生新能源发展很快,并且逐渐走向成熟和规模化,所,并且逐渐走向成熟和规模化,所占的比重也有望大幅度提高,为人类解决能源和环保问题占的比重也有望大幅度提高,为人类解决能源和环保问题开辟了新的天地开辟了新的天地。新能源与分布式发电技术01能源概述1.1 能源利用的历史能源利用的历史最广泛的利用方式最广泛的利用方
9、式电能电能最成熟的利用方式最成熟的利用方式热能热能新能源与分布式发电技术01能源概述1.2.1 资源和能源资源和能源资源资源在一定时期和地点,在一定条件下在一定时期和地点,在一定条件下具有开发价值具有开发价值、能够、能够满足满足或提高人类或提高人类当前和未来当前和未来生存和生活状况生存和生活状况的的自然因素和条件自然因素和条件,称为称为自然资源自然资源,有时简称,有时简称资源资源。包括气候资源、水资源、矿物资源、生物资源、能源,等等。包括气候资源、水资源、矿物资源、生物资源、能源,等等。能源能源能源能源就是能够向人类就是能够向人类提供某种形式能量提供某种形式能量的的自然资源自然资源,包括所有的
10、燃料、流水、阳光、地热、风等,包括所有的燃料、流水、阳光、地热、风等,通过适当的转换通过适当的转换手段可使其为人类生产和生活提供所需的能手段可使其为人类生产和生活提供所需的能量。量。例如煤和石油等化石能源燃烧时提供热能,流水和风力可以例如煤和石油等化石能源燃烧时提供热能,流水和风力可以提供机械能,太阳的辐射可转化为热能或电能。提供机械能,太阳的辐射可转化为热能或电能。1.2 能源的概念能源的概念新能源与分布式发电技术01能源概述能源种类很多,通常按其形态特征或转换与应用的层次分能源种类很多,通常按其形态特征或转换与应用的层次分类。类。(1)(1)一次能源和二次能源一次能源和二次能源(按(按形成
11、条件形成条件)以以天然形态存在天然形态存在于在自然界中,可于在自然界中,可直接取得直接取得而而不需改变其基不需改变其基本形态本形态的能源,称为的能源,称为一次能源一次能源。简单说,一次能源就是自然界中现成存在的天然能源。如煤简单说,一次能源就是自然界中现成存在的天然能源。如煤炭、石油,及风能、地热能等。炭、石油,及风能、地热能等。为了满足生产和生活的需要,有些能源通常需要经过加工进为了满足生产和生活的需要,有些能源通常需要经过加工进行直接或间接的转换才能使用。行直接或间接的转换才能使用。由一次能源由一次能源经加工转换经加工转换而获得而获得的的另一种形态另一种形态的能源,称为的能源,称为二次能源
12、二次能源。如如沼气沼气、酒精、汽油,以及蒸汽、酒精、汽油,以及蒸汽、氢能氢能等。等。电能电能是最重要的是最重要的二次能源。二次能源。1.2.2 能源的分类能源的分类新能源与分布式发电技术01能源概述一次能源的来源一次能源的来源自然界中一次能源的初始来源,大致有三种情况:自然界中一次能源的初始来源,大致有三种情况:来自地球以外天体(主要是太阳)的能量来自地球以外天体(主要是太阳)的能量,例如能以光和,例如能以光和热的形式直接利用的太阳能,以化石或生物体等物质形式存热的形式直接利用的太阳能,以化石或生物体等物质形式存储的能量,以风、水流、波浪等形式体现的能量;储的能量,以风、水流、波浪等形式体现的
13、能量;来自地球内部的能源来自地球内部的能源,主要是核能和地热能;,主要是核能和地热能;地球与其他天体相互作用产生的能量地球与其他天体相互作用产生的能量,例如月亮、太阳引,例如月亮、太阳引力变化形成的海洋潮汐能。力变化形成的海洋潮汐能。新能源与分布式发电技术01能源概述(2)(2)常规能源与新能源常规能源与新能源(按(按发展应用状况发展应用状况)常规能源常规能源是指在当前的技术水平和利用条件下,已被人们广是指在当前的技术水平和利用条件下,已被人们广泛应用了较长时间的能源泛应用了较长时间的能源,现阶段主要是指现阶段主要是指煤炭煤炭、石油石油、天然气天然气、水能水能、核(裂变)能核(裂变)能。这类能
14、源,使用较普遍,技术较成熟。这类能源,使用较普遍,技术较成熟。新能源新能源是指由于技术、经济或能源品质等因素而未能大规模是指由于技术、经济或能源品质等因素而未能大规模使用的能源使用的能源,如如太阳能太阳能、风能风能、海洋能海洋能、地热地热、生物质生物质、氢能氢能等。等。这类能源,已经开始或即将被人们推广利用,但目前还没有这类能源,已经开始或即将被人们推广利用,但目前还没有被大规模使用,有的甚至还处于研发或试用阶段。被大规模使用,有的甚至还处于研发或试用阶段。新能源与分布式发电技术01能源概述(2)(2)常规能源与新能源常规能源与新能源(按(按发展应用状况发展应用状况)常规能源和新能源的常规能源
15、和新能源的分类是相对的分类是相对的,不同历史时期会变化不同历史时期会变化,这取决于应用历史和使用规模。这取决于应用历史和使用规模。例如在例如在1950年代,核年代,核(裂变裂变)能属于新能源,现在有些国家已把能属于新能源,现在有些国家已把它被归为常规能源。它被归为常规能源。有些能源虽然应用的历史很长,但正经历着利用方式的变革,有些能源虽然应用的历史很长,但正经历着利用方式的变革,而那些较有发展前途的新型应用方式尚不成熟或规模还小,也而那些较有发展前途的新型应用方式尚不成熟或规模还小,也被归为新能源,例如太阳能、风能。被归为新能源,例如太阳能、风能。在中国,新能源指除在中国,新能源指除常规化石能
16、源常规化石能源和和大中型水力发电大中型水力发电、核裂核裂变发电变发电之外的一次能源。之外的一次能源。新能源与分布式发电技术01能源概述(3)(3)非再生能源和可再生能源非再生能源和可再生能源(按(按循环恢复能力循环恢复能力)非再生能源非再生能源,也叫,也叫不可再生能源不可再生能源,用完后不可重新生成(至,用完后不可重新生成(至少在短期内无法恢复),总有枯竭的一天。少在短期内无法恢复),总有枯竭的一天。如如化石燃料化石燃料和和核燃料核燃料均为非再生能源。据估计,按照现有的均为非再生能源。据估计,按照现有的探明储量和开采程度,地球上的化石燃料探明储量和开采程度,地球上的化石燃料最多还可使用几百年最
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