第十章能源与环境(00001)课件.ppt

第十章能源与环境第十章能源与环境当今人类的生活已离不开能源，因此人类不断向自然索取能源。海上开采石油 西气东输人类利用能源，满足需要，享受着各种现人类利用能源，满足需要，享受着各种现代工具带来的便捷。代工具带来的便捷。开发无污染的新能源；能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础。纵观人类社会发展的历史，人类文明的每一次重大进步都伴随着能源的改进和更替。能源的开发利用极大地推进了世界经济和人类社会的发展。过去100多年里，发达国家先后完成了工业化，消耗了地球上大量的自然资源，特别是能源资源。当前，一些发展中国家正在步入工业化阶段，能源消费增加是经济社会发展的客观必然。一、一、當前世界能源的消耗情況當前世界能源的消耗情況 世界能源生産和消耗增長都很快；尤其是發達國家個人能源消耗水平越來越高，造成發達國家能耗很大，因此世界能源生産的增長率遠大於人口的增長率。在世界各國中，能源消耗最多的是美國。世界能源消耗的特點 目前世界上消耗最多是石油由於發達國家工業發展很快，石油消耗量很大，致使石油消耗的比例增加，改變了本世紀60年代前以煤爲主要能源的局面。第三世界國家如我國、印度還是以煤炭爲主。由於天然氣使用方便，對環境污染也較小，其所占比例在不斷增加全球能源资源危机与新能源发展全球能源资源危机与新能源发展全球能源资源危机全球能源资源危机一百年来，全球能源消耗基本趋于稳定态势，平均每年呈3指数增加。伴随着化石燃料消耗的增加，大气中CO2的含量相应增加，地球不断变暖，生态环境恶化，自然灾害及其造成的损失逐年增加全球能源资源危机与新能源发展全球能源资源危机与新能源发展将愈来愈快地消耗掉常规化石能源储量。有数据表明，世界化石燃料耗尽时间从现在开始只有几十年的时间国际上通行的能源预测，石油将在国际上通行的能源预测，石油将在40年年时间内枯竭，天然气将在时间内枯竭，天然气将在60年内用光，年内用光，煤炭也只能用煤炭也只能用220年。年。能源的潜在危机和生态环境的恶化迫能源的潜在危机和生态环境的恶化迫使世界各国积极开发可再生能源。使世界各国积极开发可再生能源。新能源与可再生能源资源丰富新能源与可再生能源资源丰富：风能风能资源量约为16亿kW，可开发利用的风能资源约2.53亿kW地热资源地热资源的远景储量为1353.5亿t标准煤，探明储量为31.6亿t标准煤太阳能、生物质能、海洋能太阳能、生物质能、海洋能等储量更是属于世界领先地位（二）我国能源的生产与消费（二）我国能源的生产与消费情况情况消费情况消费情况（二）我国能源的生产与消费情（二）我国能源的生产与消费情况况中国是目前世界上第二位能源生产国和消费国。能源供应持续增长，为经济社会发展提供了重要的支撑。能源消费的快速增长，为世界能源市场创造了广阔的发展空间。中国已经成为世界能源市场不可或缺的重要组成部分，对维护全球能源安全，正在发挥着越来越重要的积极作用。资源的利用率不高，浪费现象严重资源的利用率不高，浪费现象严重。据联合国据联合国开发署公布的人类发展报告（开发署公布的人类发展报告（1994）估计，）估计，取得取得100美元的国内生产总值能耗量。美元的国内生产总值能耗量。二、能源的利用分为一次能源和二次能源（电能、氢能、分为一次能源和二次能源（电能、氢能、汽油、煤油、柴油、重油、焦炭、煤气、汽油、煤油、柴油、重油、焦炭、煤气、甲醇、沼气、丙烷等）。一次能源又可甲醇、沼气、丙烷等）。一次能源又可分为可再生能源（风、水力、潮汐能、分为可再生能源（风、水力、潮汐能、洋流、直接太阳辐射、自喷气泉、热水洋流、直接太阳辐射、自喷气泉、热水泉、地下深部热水、火山活动、地震）泉、地下深部热水、火山活动、地震）和非再生能源（化石燃料、核燃料）。和非再生能源（化石燃料、核燃料）。二、能源的利用能源是指可能爲人類利用以獲得有用能量能源是指可能爲人類利用以獲得有用能量的各種來源的各種來源能源能源 一次能源一次能源 常規能源常規能源新能源新能源二次能源：電力、焦碳、煤氣、沼氣、蒸汽、汽油二次能源：電力、焦碳、煤氣、沼氣、蒸汽、汽油 可再生能源：水力可再生能源：水力不可再生能源：煤炭、石油不可再生能源：煤炭、石油 可再生能源：太陽能、風能可再生能源：太陽能、風能不可再生能源：核燃料不可再生能源：核燃料 能源的分類 根據能源消費後是否造成污染又可分爲污染型能源和清潔型型能源煤炭和石油等是污染型能源水力、電力和太陽能是清潔型能源（二）矿物燃料（二）矿物燃料洁净煤洁净煤传统能源的清洁利用传统能源的清洁利用：发展洁净煤技术：减少污染物排放，减少污染物排放，提高煤炭利用效率提高煤炭利用效率主要的发展方向：先进燃烧和污染处理技术煤的气化与液化（三）非矿物燃料能源（三）非矿物燃料能源 小水电小水电：容量小于：容量小于10MW的小型水电站的小型水电站可利用专门用于发电的水坝和引水渠也可以利用灌溉或防洪坝小型电站在经济上的生命力小型电站在经济上的生命力取决于各地具体的环境条件取决于各地具体的环境条件全国小水电的发展情况全国小水电的发展情况类型类型电站座数电站座数机组台数机组台数装机容量（装机容量（MW）年发电量（年发电量（TWh）微型微型26962293578541.5小小型小小型1754533306536414.43小型小型28067391955934.92总计总计47313700541577750.90中国小水电历年发展情况中国小水电历年发展情况年份年份装机容量（装机容量（MW）年发电量（年发电量（TWh）19493.719557.01960251.41965330.019701019.019753083.266919806925.5127219859521.024131990131803928199415777.06090核反应的方式：核衰变、核裂变、核聚变核原料：優點：無空氣污染，無漏油問題，無露天礦坑，無酸性礦坑水等。缺點：存在放射性污染，在正常運轉時它所具有的低水平輻射（有稱慢性輻照）對人有多大的影響，它所産生的放射性廢物的劑量多大，數量多少，如何處置，以及環境不受損害等.所有的這些都關係到核裂變能是否可以獲得充分利用的問題。核電站與環境 崛起的核能崛起的核能从本世纪50年代以来，前苏联、美国、法国、比利时、德国、英国、日本、加拿大等发达国家建造了大量核电站目前核电站的发电量已占全世界总发电量的16%.2000年世界核电状况年世界核电状况核电站的工作原理核电站的工作原理利用原子核内部蕴藏的能量产生电能利用原子核内部蕴藏的能量产生电能的新型发电站。的新型发电站。核电站大体可分为两部分：核电站大体可分为两部分：一部分是利用核能生产蒸汽的核岛、包括反应堆装置和一回路系统；另一部分是利用蒸汽发电的常规岛，包括汽轮发电机系统。核电站对环境和人体的影响核电站对环境和人体的影响清洁能源清洁能源-太阳能太阳能（一）太阳能：（一）太阳能：是一种可广泛利用的清洁是一种可广泛利用的清洁能源。能源。无论是生物质能、风能，还是水力、温差和潮汐能，归根结底都是太阳能的转化形式。即使矿物燃料，也是通过生物的化石形式保存下来的亿万年以前的太阳能。清洁能源清洁能源-太阳能太阳能太阳能资源分布：太阳能资源分布：世界太阳能资源最丰富地区世界太阳能资源最丰富地区：美国西南部、非洲、澳大利亚、中国西藏、中东等地区的全年总辐射量或日照总时数最大。我国：我国：西藏、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古高原的总辐射量和日照时数均为全国最高，属世界太阳能资源丰富地区之一我国各地区的太阳能资源及分布我国各地区的太阳能资源及分布类类型型地区地区年日照时数年日照时数年辐射总量年辐射总量kcal/cm2年年1西西藏藏西西部部、新新疆疆东东南南部部、青青海海西西部部、甘甘肃肃西部西部280033001602002西西藏藏东东南南部部、新新疆疆南南部部、青青海海东东部部、宁宁夏夏南南部部、甘甘肃肃中中部部、内内蒙蒙古古、山山西西北北部部、河河北西北部北西北部300032001401603新新疆疆北北部部、甘甘肃肃东东南南部部、山山西西南南部部、陕陕西西北北部部、河河北北东东南南部部、山山东东、河河南南、吉吉林林、辽辽宁宁、云云南南、广广东东南南部部、福福建建南南部部、江江苏苏北部、安徽北部北部、安徽北部220030001201404湖湖南南、广广西西、江江西西、浙浙江江、湖湖北北、福福建建北北部部、广广东东北北部部、陕陕西西南南部部、江江苏苏南南部部、安安徽南部、黑龙江徽南部、黑龙江140022001001205四川、贵州四川、贵州1000140080100清洁能源清洁能源-生物质能生物质能（四）生物质能（四）生物质能生物质包括从光合作用获得的众多的产品，它主要以化学方式贮存太阳能1990年，生物质年，生物质(大部分是传统生物质大部分是传统生物质)占全球能源供应总量的占全球能源供应总量的12，主要在印，主要在印度、中国、巴西等国家使用。度、中国、巴西等国家使用。清洁能源清洁能源-生物质能生物质能生物质的形式生物质的形式：括薪柴，农作物：尤其是为了生产能源而种植的能源作物，农业和林业残剩物食品加工和林产品加工的下脚料城市固体废弃物生活污水水生植物等。清洁能源清洁能源-生物质能生物质能生物质能的应用技术热化学转换法，获得木炭、焦油和可燃气体等品位高的能源产品该方法又按其热加工的方法不同，分为高温干馏、热解、生物质液化等方法；生物化学转换法：主要指生物质在微生物的发酵作用下，生成沼气、酒精等能源产品；利用油料植物所产生的生物油；把生物质压制成成型状燃料(如块型、棒型燃料)，以便集中利用和提高热效率。清洁能源清洁能源-地热能地热能是指在当前技术经济和地质环境条件是指在当前技术经济和地质环境条件下，地壳内能够科学、合理地开发出来下，地壳内能够科学、合理地开发出来的岩石中的热能量和地热流体中的热能的岩石中的热能量和地热流体中的热能量及其伴生的有用组分量及其伴生的有用组分。清洁能源清洁能源-地热能地热能地热资源的分类水热型：蒸汽型热水型地热资源干热岩型地压型地热资源地热资源温度分级地热资源温度分级温度分级温度分级温度温度t界限界限主要用途主要用途高温高温t150发电、烘干发电、烘干中温中温90t150工业利用、烘干、发电、工业利用、烘干、发电、制冷制冷热水热水60t90采暖、工艺流程采暖、工艺流程温热水温热水40t60医疗、洗浴、温室医疗、洗浴、温室温水温水25t40农业灌溉、养殖、土壤农业灌溉、养殖、土壤加工加工清洁能源清洁能源-地热能地热能地热利用技术地热利用技术地热水淋浴，占总利用量的1/3以上次是地热水养殖和种植约占20%地热采暖约占13%地热能工业利用约占2%清洁能源清洁能源-地热能地热能利用情况利用情况：世界上18个国家有地热发电，总装机容量5827.55MW，装机容量在100MW以上的国家有美国、菲律宾、墨西哥、意大利、新西兰、日本和印尼。我国的地热资源也很丰富，但开发利用程度很低。主要分布在云南、西藏、河北等省区。高品質燃料，可提供汽車、熱水器等使用。可儲存在燃料電池(FuelCells)燃燒後產生水，不會造成污染利用電離法(Electrolysis)從H2O或CH4中分離出來。氢能使用氫電池做為燃料的汽車潮汐發電风能是太阳能的一种转换形式，是一种重要的自然能源风能的特点是能量巨大，但能量密度低风能受地形和天气的影响很大，并且还有季节性变化和逐日逐时变化。清洁能源清洁能源-风能风能世界风能资源估评世界风能资源估评地区地区陆地面积陆地面积(103km2)风力为风力为37级所占的比例和面积级所占的比例和面积比例比例()面积面积(103km2)北北美美19339417876拉丁美洲和加勒比拉丁美洲和加勒比18482183310西西欧欧4742421968东欧和独联体东欧和独联体23047296783中东和北非中东和北非8142322566撒哈拉以南非洲撒哈拉以南非洲7255302209太平洋地区太平洋地区21354204188(中国中国)(9597)（11）（1056）中亚和南亚中亚和南亚42996243总总计计1066602729143清洁能源清洁能源-风能风能我国风能资源情况我国风能资源情况：资源丰富区山东、辽东半岛、黄海之滨南澳岛以西的南海沿海、海南岛和南海诸岛内蒙古从阴山山脉以北到大兴安岭以北新疆达坂城、阿拉山口河西走廊松花江下游张家口北部等地区分布各地的高山山口和山顶。风能的利用技术大中型风电机组并网发电，已经成为世界风能利用的主要形式在许多风能资源丰富地区，风电已经接近与常规能源竞争的能力。清洁能源清洁能源-风能风能2能源问题能源问题能源人均拥有量少能源人均拥有量少。我国能源矿产探明可比储量约我国能源矿产探明可比储量约占世界总量的占世界总量的11，位居第三。但人均拥有量仅为，位居第三。但人均拥有量仅为世界平均水平的世界平均水平的51。结构不合理。结构不合理。我国矿物燃料资源中现代能源矿种我国矿物燃料资源中现代能源矿种石油和天然气比重仅为石油和天然气比重仅为2.3，比世界平均水平，比世界平均水平低了近低了近19个百分点。个百分点。空间分布不均衡。空间分布不均衡。能源资源的能源资源的80分布在北方，分布在北方，煤炭主要在华北地区，油气主要集中在西北和东煤炭主要在华北地区，油气主要集中在西北和东北。北。人均消费量和利用率低。人均消费量和利用率低。1996年中国人均能源消年中国人均能源消费量为费量为1.14吨，平均利用率只有吨，平均利用率只有30左右，在世界左右，在世界上处较低水平。上处较低水平。、我国的能源现状我国能源的特点：我国能源的特点：1.能源资源总量比较丰富能源资源总量比较丰富。中国拥有较为丰富的化石能源资源。其中，煤炭占主导地位。2006年，煤炭保有资源量10345亿吨，剩余探明可采储量约占世界的13%，列世界第三位。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。中国拥有较为丰富的可再生能源资源。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，相当于世界水力资源量的12%，列世界首位。2.人均能源资源拥有量较低人均能源资源拥有量较低。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。、我国的能源现状3.能源资源赋存分布不均衡。能源资源赋存分布不均衡。中国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。中国主要的能源消费地区集中在东南沿海经济发达地区，资源赋存与能源消费地域存在明显差别。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。4.能源资源开发难度较大。能源资源开发难度较大。与世界相比，中国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。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。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。非常规能源资源勘探程度低，经济性较差，缺乏竞争力。、我国的能源现状我国能源存在的问题：1.资源约束突出，能源效率偏低。中国优质能源资源相对不足，制约了供应能力的提高；能源资源分布不均，也增加了持续稳定供应的难度；经济增长方式粗放、能源结构不合理、能源技术装备水平低和管理水平相对落后，导致单位国内生产总值能耗和主要耗能产品能耗高于主要能源消费国家平均水平，进一步加剧了能源供需矛盾。单纯依靠增加能源供应，难以满足持续增长的消费需求。2.能源消费以煤为主，环境压力加大。煤炭是中国的主要能源，以煤为主的能源结构在未来相当长时期内难以改变。相对落后的煤炭生产方式和消费方式，加大了环境保护的压力。煤炭消费是造成煤烟型大气污染的主要原因，也是温室气体排放的主要来源。随着中国机动车保有量的迅速增加，部分城市大气污染已经变成煤烟与机动车尾气混合型。这种状况持续下去，将给生态环境带来更大的压力。3.市场体系不完善，应急能力有待加强。中国能源市场体系有待完善，能源价格机制未能完全反映资源稀缺程度、供求关系和环境成本。能源资源勘探开发秩序有待进一步规范，能源监管体制尚待健全。煤矿生产安全欠账比较多，电网结构不够合理，石油储备能力不足，有效应对能源供应中断和重大突发事件的预警应急体系有待进一步完善和加强。、解决我国能源问题的途径提高能源利用率形成合理的能源结构改革城乡能源政策中国能源战略的基本内容是：坚持节约优先、立足国内、多元发展、依靠科技、保护环境、加强国际互利合作，努力构筑稳定、经济、清洁、安全的能源供应体系，以能源的可持续发展支持经济社会的可持续发展。我国能源发展战略和目标我国能源发展战略和目标节约优先。中国把资源节约作为基本国策，坚持能源开发与节约并举、节约优先，积极转变经济发展方式，调整产业结构，鼓励节能技术研发，普及节能产品，提高能源管理水平，完善节能法规和标准，不断提高能源效率。立足国内。中国主要依靠国内增加能源供给，通过稳步提高国内安全供给能力，不断满足能源市场日益增长的需求。多元发展。中国将通过有序发展煤炭，积极发展电力，加快发展石油天然气，鼓励开发煤层气，大力发展水电等可再生能源，积极推进核电建设，科学发展替代能源，优化能源结构，实现多能互补，保证能源的稳定供应。依靠科技。中国充分依靠能源科技进步，增强自主创新能力，提升引进技术消化吸收和再创新能力，突破能源发展的技术瓶颈，提高关键技术和重大装备制造水平，开创能源开发利用新途径，增强发展后劲。保护环境。中国以建设资源节约型和环境友好型社会为目标，积极促进能源与环境的协调发展。坚持在发展中实现保护、在保护中促进发展，实现可持续发展。互利合作。中国能源发展在立足国内的基础上，坚持以平等互惠和互利双赢的原则，以坦诚务实的态度，与国际能源组织和世界各国加强能源合作，积极完善合作机制，深化合作领域，维护国际能源安全与稳定。