太阳能、生物质能和氢能的利用ppt课件.ppt

世界能源的主要来源石油 40年天然气 5 0 年煤 炭 240年能源危机环境污染风能生物质能太阳能新能源波浪能 地热能材料：向地球源源不断地输送丰富的、洁净的、免费的能量。有人估计，地球上每年通过光合作用储藏的太阳能相当于全球能源年耗量的10倍左右。一、太阳能的利用1、太阳能是最基本的能源地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能。日常生活中有哪些利用太阳能的实例？太阳能光热转换技术的产品最多。如热水器、开水器、干燥器、采暖和制冷、温室与太阳房、太阳灶和高温炉、海水淡化装置、水泵、热力发电装置及太阳能医疗器具。太阳能电池的应用范围很广。例如人造卫星、无人气象站、通讯站、电视中继站、太阳钟、电围杆、航标灯、铁路信号灯。1、光热能转换 原理：利用太阳辐射加热物体而获得热能应用：太阳能热水器 反射式太阳灶 高温太阳炉 地膜、大棚、温室二、太阳能的利用方式光能热能太阳炉 太阳灶热水器 大棚陕西省延安市东馨家园窑洞住宅小区 住户张新丽（左）在家门口利用太阳能烧水 n另一种形式是利用小型太阳能装置为房屋采暖供热，现己大量应用。（1）光热电转换 2、光电转换 基本原理:利用太阳辐射能发电。2、光电转换 应用：为无电场所提供电池，包括移动 电 源和备用电源、太阳能日用电子产品 基本原理:是利用光电效应基本装置:是太阳能电池（2）光电转换 光能电能太阳房太阳能发电美国军用太阳能发电帐篷3、光化学能转化n应用：选择芒硝晶体(十水合硫酸钠晶体)白天吸收热量溶解,晚上放出热量结晶.4、光生物质能转换n 原理：通过地球上众多植物的光合作用，将太阳辐射转化为生物质能化学方程式：6H2O+6CO2 C6H12O6+6O2光叶绿素原理:光能化学能(C6H10O5)n+nH2O nC6H12O6C6H12O6(s)+6O2(g)6H2O(l)+6CO2(g)H=-2804kJ/mol淀粉、纤维素葡萄糖1、生物质能来源于植物及其加工产品贮存的能量。二、生物质能的利用2、生物质能源是一种理想的可再生能源，其具有以下特点：可再生性；低污染性；广泛的分布性。3、生物质能的利用方式1、直接燃烧2、生物化学转换3、热化学转换1、直接燃烧注释:用纤维素（C6H10O5）n代表植物枝叶的主要成分（C6H10O5)n+6n O26n CO2+5n H2O点燃缺点:生物质燃烧过程的生物质能的净转化效率在2040之间和污染严重。2、生物化学转换1）、制沼气 原料：条件：主要成分：用途：植物的秸秆、枝叶、人畜粪便厌氧甲烷CO2、H2S、NH3、PH3气体燃料、提供肥料2)制乙醇原料条件用途方程式含糖类淀粉多的农作物催化剂、水解、细菌发酵燃料、与汽油混合作发动机燃料（C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6催化剂C6H12O62C2H5OH+2CO2发酵乙醇汽油汽车乙醇汽油是用90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成。首先，乙醇汽油增加汽油中的含氧量，使燃烧更充分，有效地降低了尾气中有害物质的排放；第二，有效提高汽油的标号，使发动机运行更平稳；第三，可有效消除火花塞、气门、活塞顶部及排气管、消声器部位的积炭，可以延长主要部件的使用寿命。3、热化学转换复杂的化学反应生物质可燃性气体广西柳州建中国首个甘蔗秸杆发电厂：n 该项目二OO九n 年六月已建成投产，总投资二亿余元人民币，每年发电二亿千瓦时，可节约十万吨标准煤。广西是中国蔗糖主产区，蔗农占广西总人口近四分之一。利用广西丰富的甘蔗叶、秸杆发电不仅能变废为宝，节约煤炭资源，使广西蔗农又多了一项经济收入，同时还可极大缓解广西工业重镇柳州的用电压力。3、开发生物质能的意义n 生物质能是仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源。n 美国2001年消耗的可再生能源中有50.4来自生物质能。n 开发低成本、利用效率高，生物质能的生产工艺，对广大发展中国家具有重要意义。拓展视野生活垃圾中生物质能的利用三、氢能的开发与利用1、氢能开发，大势所趋“绿色能源”热值高，且燃烧产物是水零排放，无污染，可循环利用原料丰富：制取氢气的原料是水，资源无穷无尽不存在枯竭问题氢能的利用途径多燃烧放热或电化学发电氢的储运方式多气体、液体、固体或化合物2、氢能的产生方式1）电解水制得2）生物质气化制得3）以天然气、石油和煤为原料，在高温 下与水蒸气反应制得4）以天然气、石油和煤为原料，用部分氧化法制得5）光分解水制氢气理想制取途径发酵分解法、细菌分解法、催化分解法等 微生物制氢是一种无污染的经济制氢方法。该方法具有原料易得（如采用有机污染物为原料）、制氢成本低并可与治理环境污染相结合等优点，该技术六十年代中期就已提出，九十年代受到重视，德、日、美等一些发达国家制定了生物制氢的发展计划，我国近年也已开发出以厌氧活性污泥对有机废水发酵制取氢气的技术，生产成本低于电解水制氢，并能以中试规模制氢，产氢率达5.7m3/m3反应器/d。3、尚未解决问题氢气的廉价制取、氢气的贮存和运输、4、氢能经济的关键技术廉价而又高效的制氢技术安全高效的储氢技术开发新型高效的储氢材料和安全的储氢技术是当务之急5、贮氢材料解决了氢气的贮存、运输n 反应可逆n 氢以原子形式储存，固态储氢，安全可靠n 较高的储氢体积密度Abs.Des.M+x/2H2MHx贮氢金属、薄膜金属氢化物、某些有机物和某些有机液体氢化物氢气的贮存和运输问题碳纳米管储氢材料