绪论~能源与环境形势课件.ppt

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1、工程热力学工程热力学Engineering Thermodynamics 绪绪 论论 世界能源形势世界能源形势 未来能源需求的特点未来能源需求的特点 我国能源形势我国能源形势 能源发展战略能源发展战略 什么是工程热力学什么是工程热力学 本课程的研究对象及主要内容本课程的研究对象及主要内容 世界能源形势世界能源形势 能源在人类社会发展中的作用 “能源危机”环境污染 不能走传统的发展道路 建立可持续发展的能源结构 国际能源机构预测（百万吨标油）2000 2010 2020 2030煤炭 2335 2702 3154 3606石油 3604 4272 5020.5 5769天然气 2085 2794

2、 3498.5 4203核电 674 573 728 703水电 228 274 320 366可再生 223 336 477 618总计 9179 11131 13198 15265 政府间气候变化专业委员会预测 2000 2020 2030 2050煤炭 2228 3636-5504 4666-7186 4872-9457石油 3854 4223-6922 4050-9201 3273-13903天然气 2473 3653-4922 4471-6813 6619-13369核电 230 327-726 359-1276 911-2930生物能 1139 900-1470 1280-2080

3、 2870-4600可再生 271 370-550 530-960 1140-3990总计 10193 14100-17000 16500 21400 21300-31200 能源的分类 未来能源需求的特点未来能源需求的特点 1、总需求持续上升 在一段长时期内，化石能源仍是主要的一次能源 天然气比例增加，石油减少 可再生能源2030年前后大规模应用 未来能源需求的特点未来能源需求的特点 世界能源变革及可再生能源替代化石燃料的必要性未来能源需求的特点未来能源需求的特点 2004年欧洲联合研究中心年欧洲联合研究中心(JRC)的预测的预测未来能源需求的特点未来能源需求的特点 欧洲联合研究中心对未来能

4、源发展预测欧洲联合研究中心对未来能源发展预测全球总能耗与化石燃料最大供给间的差距全球总能耗与化石燃料最大供给间的差距 2、环境保护对能源结构影响大 为减少燃煤污染，大量使用石油、天然气 为减少温室气体排放，注重节能和加速可再生能源开发HCFCs的替代，保护地球的臭氧层能源在我国经济和社会发展能源在我国经济和社会发展中的战略地位与存在问题中的战略地位与存在问题 1、能源需求迅速增长，供需矛盾尖锐；能源结构不合理，优质液体燃料短缺；效率低下，浪费惊人。能源问题是制约我国经济和社会发展长期的、重大的瓶颈一次能源需求分析 2000 2020 情景1 情景2 情景3煤炭（亿吨）12.5 18.5 23.

5、8 28.5石油（亿吨）2.24 4.0 4.8 5.2天然气（亿 m3）245 2000 1700 1200一次电力 2392 13931 11913 10791（亿千瓦时）一次能源供应能力预测 2000 2020低方案 高方案煤炭（百万吨）1000 2100 不确定油（万吨）16300 17500 20000气（亿立方米）272 1300 1500水电（百万千瓦）79.3 240 300核电（百万千瓦）2.1 50新能源（百万吨标煤）1 不确定不确定 我国各种一次能源的剩余探明储量与世界比较我国各种一次能源的剩余探明储量与世界比较 我国我国2006年各种能耗指标劣于世界平均水平年各种能耗指

6、标劣于世界平均水平 煤炭：资源有保证 受环保、水资源限制，开采规模难以满足中、高情景需求 石油：缺口大 能源安全问题突出 天然气：将有大发展 水电：高速发展 开发利用率达70%以上 须十分注意环境保护 核电：积极发展 可再生能源与替代能源：加快开发 从更长时期考察 2030年以后，常规能源生产与能源总需求的缺口继续扩大 到 2050年，缺口可能达20亿吨标煤 保证清洁、经济、充足、安全的能源供应是我国发展长期的重大瓶颈 2、环境影响更加严重，减排治污、保护生态刻不容缓 大量燃煤造成严重大气污染 SO2和NOx的排放 细微粒子 CO2减排、s替代问题 重金属2001年我国一次商品能源消耗结构与世

7、界对比年我国一次商品能源消耗结构与世界对比我国煤炭直接燃烧排放的大气污染物占全国总排放量的比例我国煤炭直接燃烧排放的大气污染物占全国总排放量的比例 能源发展战略能源发展战略 通过科学用能和开发利用国内外资源，为全面建设小康社会提供能源保障，并进而为建立充足、经济、清洁和安全的可持续发展能源体系打下基础。大力推进科学用能紧抓洁净煤技术加强油气勘探、采运与利用高速开发水力资源积极发展核电加速可再生能源和新能源研究高度重视电力建设 能源与环保协调发展 节能和科学用能 提高能源利用效率，减少能源消耗，社会越进步，节能的重要性越突出 节能是一种特殊形式的战略能源，科学用能是这些要求和发展的必然结果科学用

8、能的定义 深入研究用能系统的合理配置和用能过程中物质与能量转化的规律，以提高能源率和减少污染，最终减少能源的消耗 从系统科学角度，研究科学用能；对用能的全过程和各个环节进行分析、研究，综合得出结论科学用能的研究内容 能量转化的规律 用能的方法 用能的系统 用能的技术 用能的管理、法律与政策总之 能源问题是制约我国经济和社会发展的长期瓶颈 大力发展一次能源和推动节能与科学用能是根本性的措施 走资源节约和科学利用型发展道路，是我国迈向先进国家、实现国家振兴唯一正确的途径 什么是工程热力学什么是工程热力学 从工程技术观点出发，研究物质的热从工程技术观点出发，研究物质的热力学性质，热能转换为机械能的规

9、律和力学性质，热能转换为机械能的规律和方法，以及有效、合理地利用热能的途方法，以及有效、合理地利用热能的途径。径。锅锅炉炉烟烟气气水水水水蒸蒸气气(直直接接利利用用)供热；供热；锅锅炉炉烟烟气气水水水水蒸蒸气气汽汽轮轮机机 (间接利用间接利用)发电发电冰箱冰箱 (耗能耗能)制冷制冷蒸汽动力装置流程简图蒸汽动力装置流程简图蒸汽动力装置流程简图蒸汽动力装置流程简图 本课程的研究对象及主要内容本课程的研究对象及主要内容 研究对象：研究对象：与热现象有关的能量利用与转换规与热现象有关的能量利用与转换规律的科学。律的科学。研究内容：研究内容：（1）研究能量转换的客观规律，即热力学第一）研究能量转换的客观

10、规律，即热力学第一 与第二定律。与第二定律。（2）研究工质的基本热力性质。研究工质的基本热力性质。（3）研究各种热工设备中的工作过程。研究各种热工设备中的工作过程。（4）研究与热工设备工作过程直接有关的一些研究与热工设备工作过程直接有关的一些化学和物理化学问题。化学和物理化学问题。1、宏观方法：宏观方法：连续体，用宏观物理量描述连续体，用宏观物理量描述其状态，其基本规律是无数经验的总结其状态，其基本规律是无数经验的总结 特点特点：可靠，普遍，不能任意推广可靠，普遍，不能任意推广 宏观热力学，平衡热力学宏观热力学，平衡热力学2、微观方法：微观方法：从微观粒子的运动及相互作从微观粒子的运动及相互作

11、用角度研究热现象及规律用角度研究热现象及规律 特点：特点：揭示本质，模型近似揭示本质，模型近似 统计热力学统计热力学工程热力学研究方法工程热力学研究方法水力发电水力发电全国建筑节能住宅示范小区全国建筑节能住宅示范小区嵩山小区嵩山小区节能型汽水两用锅炉系列节能型汽水两用锅炉系列人工冰场研究人工冰场研究制冷空调制冷空调装置装置基本特点：基本特点：1、热源，冷源、热源，冷源2、工质（制冷剂）、工质（制冷剂）3、得到容积变化功、得到容积变化功4、循环、循环 (加压、放热、加压、放热、膨胀、吸热膨胀、吸热)动力动力装置装置共同基本特点：共同基本特点：1、热源，冷源热源，冷源 2、工质工质 3、容积变化功容积变化功 4、循环循环