《能源与可持续发展》PPT课件.ppt

能源与可持续发展能源与可持续发展能源的分类能源的分类人类利用能源的简史人类利用能源的简史火的利用火的利用化石能源的利用化石能源的利用电能的利用电能的利用核能的发现核能的发现中国南海发现可燃冰发育区中国南海发现可燃冰发育区 能能解人类能源危机解人类能源危机 月球资源将挽救地球将来出现的月球资源将挽救地球将来出现的能源危机能源危机 能源的分类能源的分类１、按其形成和来源分类：１、按其形成和来源分类： （（1）来自太阳辐射的能量，如：太阳能、）来自太阳辐射的能量，如：太阳能、煤、石油、天然气、水能、风能、生物能煤、石油、天然气、水能、风能、生物能等 （（2）来自地球内部的能量，如：核能、）来自地球内部的能量，如：核能、地热能3）天体引力能，如：潮汐能天体引力能，如：潮汐能能源的分类能源的分类２、按开发利用状况分类：２、按开发利用状况分类： （（2）新能源，是目前尚未广泛利用而）新能源，是目前尚未广泛利用而正在积极研究以便推广利用的一次能正在积极研究以便推广利用的一次能源如：核能、地热、海洋能、太阳源如：核能、地热、海洋能、太阳能、风能能、风能 （（1）常规能源，是指当前被广泛）常规能源，是指当前被广泛利用的一次能源。

如：煤、石油、利用的一次能源如：煤、石油、天然气、水能、生物能天然气、水能、生物能 能源的分类能源的分类３、按转换传递过程分类：３、按转换传递过程分类：（（2）二次能源，由一次能源经过加工）二次能源，由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品如：沼气、转换以后得到的能源产品如：沼气、汽油、柴油、焦炭、煤气、蒸汽、火汽油、柴油、焦炭、煤气、蒸汽、火电、水电、核电、太阳能发电、潮汐电、水电、核电、太阳能发电、潮汐发电、波浪发电等发电、波浪发电等1）一次能源，是指直接取自自然）一次能源，是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资界没有经过加工转换的各种能量和资源源 如：煤、石油、天然气、水能、如：煤、石油、天然气、水能、风能、核能、海洋能、生物能风能、核能、海洋能、生物能能源的分类能源的分类４、按属性分类：４、按属性分类：（（2）非可再生能源，则不能自然）非可再生能源，则不能自然再生如：煤、石油、天然气、核再生如：煤、石油、天然气、核能、油页岩能、油页岩 1）可再生能源，指具有自然恢复）可再生能源，指具有自然恢复能力，不会随本身的转化或人类的能力，不会随本身的转化或人类的利用而日益减少的能源。

如：太阳利用而日益减少的能源如：太阳能、地热、水能、风能、生物能、能、地热、水能、风能、生物能、海洋能世界能源储量及需求世界能源储量及需求世界能源储量及需求世界能源储量及需求vv现在世界能源消耗中现在世界能源消耗中90%以上是不可以上是不可再生能源其中：石油大约占再生能源其中：石油大约占40%，，煤大约占煤大约占30%，天然气大约占，天然气大约占20%vv按现在的能源消耗，世界上的石油、按现在的能源消耗，世界上的石油、天然气和煤等生物化石能源将在几十天然气和煤等生物化石能源将在几十年至年至200年内逐渐耗尽年内逐渐耗尽 世界能源储量及需求世界能源储量及需求vv地球上不可再生能源情况地球上不可再生能源情况种类种类储量（按标准煤计）／储量（按标准煤计）／1012 kg已探明已探明潜在潜在煤煤9002700石油石油10036天然气天然气7460铀铀13001600世界能源储量及需求世界能源储量及需求vv人类对能源需求情况人类对能源需求情况年份年份需求量需求量（按标准（按标准煤计）煤计）/1012kg年份年份需求量（按需求量（按标准煤计）标准煤计）/1012kg19807.5202015.019847.8204018.0200011.0206021.0世界能源储量及需求世界能源储量及需求vv我国已探明的煤、石油和天然气的储藏量我国已探明的煤、石油和天然气的储藏量 能源能源已探明的储量已探明的储量数量数量在世界中的在世界中的地位地位煤煤1.5万亿吨万亿吨1位位石油石油70亿吨亿吨6位位天燃气天燃气33.3万亿立万亿立方米方米16位位世界能源储量及需求世界能源储量及需求vv我国能源结构特点：富煤、贫油、少气我国能源结构特点：富煤、贫油、少气我国能源结构特点：富煤、贫油、少气我国能源结构特点：富煤、贫油、少气   vv在在在在2121世纪前世纪前世纪前世纪前5050年内，世界能源的发展趋势仍将以化年内，世界能源的发展趋势仍将以化年内，世界能源的发展趋势仍将以化年内，世界能源的发展趋势仍将以化石燃料为主。

随着石油、天然气资源的日渐短缺和石燃料为主随着石油、天然气资源的日渐短缺和石燃料为主随着石油、天然气资源的日渐短缺和石燃料为主随着石油、天然气资源的日渐短缺和洁净煤技术的进一步发展，煤炭的重要性和地位还洁净煤技术的进一步发展，煤炭的重要性和地位还洁净煤技术的进一步发展，煤炭的重要性和地位还洁净煤技术的进一步发展，煤炭的重要性和地位还会逐渐提升根据我国资源状况和煤炭在能源生产会逐渐提升根据我国资源状况和煤炭在能源生产会逐渐提升根据我国资源状况和煤炭在能源生产会逐渐提升根据我国资源状况和煤炭在能源生产及消费结构中的比例，以煤炭为主体的能源结构在及消费结构中的比例，以煤炭为主体的能源结构在及消费结构中的比例，以煤炭为主体的能源结构在及消费结构中的比例，以煤炭为主体的能源结构在相当长一段时间内不会改变我国能源资源的基本相当长一段时间内不会改变我国能源资源的基本相当长一段时间内不会改变我国能源资源的基本相当长一段时间内不会改变我国能源资源的基本特点（富煤、贫油、少气）决定了煤炭在一次能源特点（富煤、贫油、少气）决定了煤炭在一次能源特点（富煤、贫油、少气）决定了煤炭在一次能源特点（富煤、贫油、少气）决定了煤炭在一次能源中的重要地位。

我国煤炭资源总量为中的重要地位我国煤炭资源总量为中的重要地位我国煤炭资源总量为中的重要地位我国煤炭资源总量为5 5．．．．6 6万亿吨，万亿吨，万亿吨，万亿吨，其中已探明储量为其中已探明储量为其中已探明储量为其中已探明储量为1 1万亿吨，占世界总储量的万亿吨，占世界总储量的万亿吨，占世界总储量的万亿吨，占世界总储量的11%11%，，，，（石油占（石油占（石油占（石油占2.4%2.4%，天然气占，天然气占，天然气占，天然气占1.2%1.2%）建国以来，煤炭）建国以来，煤炭）建国以来，煤炭）建国以来，煤炭在全国一次能源生产和消费中的比例长期占在全国一次能源生产和消费中的比例长期占在全国一次能源生产和消费中的比例长期占在全国一次能源生产和消费中的比例长期占70%70%以以以以上，上，上，上，20012001年全国开采量近年全国开采量近年全国开采量近年全国开采量近1313亿吨世界能源储量及需求世界能源储量及需求vv 专家预测，据有关部门预测，到专家预测，据有关部门预测，到2005年，全国一次能源生产量为年，全国一次能源生产量为12．．3亿吨亿吨标准煤，其中煤炭为标准煤，其中煤炭为7．．85亿吨标准煤亿吨标准煤(折合折合11亿吨原煤亿吨原煤)，仍占，仍占63．．8%。

专专家预测，在本世纪前家预测，在本世纪前30年内，煤炭在年内，煤炭在我国一次能源构成中仍将占主体地位我国一次能源构成中仍将占主体地位vv按现有的能源消耗量来计算按现有的能源消耗量来计算,我国煤、我国煤、石油、天然气等不可再生能源的开采石油、天然气等不可再生能源的开采年限仅为年限仅为40年 世界能源储量及需求世界能源储量及需求能源利用中的问题及相应对策能源利用中的问题及相应对策vv能源利用中的问题主要包括以下三个能源利用中的问题主要包括以下三个方面：方面：１、传统能源煤、石油、天然气随着不１、传统能源煤、石油、天然气随着不断开采逐渐枯竭，俗称断开采逐渐枯竭，俗称“能源危机能源危机”２、能源利用中硫化物、碳氧化合物和２、能源利用中硫化物、碳氧化合物和粉尘的大量排放造成对环境及生态的粉尘的大量排放造成对环境及生态的破坏３、由于突发事件引起的能源的短缺或３、由于突发事件引起的能源的短缺或能量供应的中断能量供应的中断能源能源能源能源1973/1973/能源单位能源单位能源单位能源单位19731973年该能源对世界年该能源对世界年该能源对世界年该能源对世界能源总产量的贡献能源总产量的贡献能源总产量的贡献能源总产量的贡献/%/%1995/1995/能源单能源单能源单能源单位位位位19951995年该能源对世年该能源对世年该能源对世年该能源对世界能源总产量的贡界能源总产量的贡界能源总产量的贡界能源总产量的贡献献献献/%/%煤煤煤煤1498149827.9827.982179217927.0027.00石油石油石油石油2730273051.0051.003228322840.0040.00天然气天然气天然气天然气96496418.0018.001775177522.0022.00水能发电水能发电水能发电水能发电1071072.002.002422423.003.00核能发电核能发电核能发电核能发电54541.011.016466468.008.00世界能源世界能源世界能源世界能源总产量总产量总产量总产量53535353100100807080701001001973和和1995世界能源生产的变化情况世界能源生产的变化情况核能核能原子核的直径大约是原子的原子核的直径大约是原子的10万分之万分之一一.核内的粒子靠强大的核力结合在一核内的粒子靠强大的核力结合在一起起.当原子核发生变化时当原子核发生变化时,就可以放出就可以放出惊人的能量惊人的能量,即核能即核能.获得核能的途径之一获得核能的途径之一:核裂变核裂变质量较大的原子核分裂成两质量较大的原子核分裂成两个或两个以上中等质量核的个或两个以上中等质量核的过程叫核裂变过程叫核裂变.核裂变时放出核裂变时放出大量的核能大量的核能.1kg铀中的铀核如果全部发铀中的铀核如果全部发生裂变，释放出的能量大约生裂变，释放出的能量大约相当于相当于2500t的标准煤完全燃的标准煤完全燃烧所放出的能量烧所放出的能量核裂变时放出大量的核能核裂变时放出大量的核能. .原子弹就是利用重核原子弹就是利用重核裂变的现象制成的。

裂变的现象制成的核裂变        核核核核裂裂裂裂变变变变(nuclear (nuclear fission)fission)是是是是大大大大核核核核分分分分裂裂裂裂为为为为小小小小核核核核的的的的过过过过程程程程.  . 普普普普通通通通的的的的核核核核武武武武器器器器和核电站都依赖于裂变过程产生的能量和核电站都依赖于裂变过程产生的能量和核电站都依赖于裂变过程产生的能量和核电站都依赖于裂变过程产生的能量   铀铀-235的裂变与核武器的裂变与核武器 35种种元元素素的的200多种多种位素位素同同发生链反应发生链反应爆爆炸炸           ＋＋                              ＋＋           ＋＋ 2        ＋＋                                  ＋＋          ＋＋  3核裂变和链式反应核裂变和链式反应链式反应和原子弹链式反应和原子弹原子弹核能的和平利用核能的和平利用:核反应堆和核电站核反应堆和核电站核能的和平利用核能的和平利用:核反应堆和核电站核反应堆和核电站我国大陆已建成我国大陆已建成:浙江浙江秦山秦山、广东、广东大亚湾大亚湾和和岭澳岭澳建设中建设中:江苏江苏田湾田湾核能发电原理核能发电原理核能核能内能内能机械能机械能电能电能→→→核电是经济的能源核电是经济的能源获得核能的途径之二获得核能的途径之二:核聚变核聚变两个较轻的原两个较轻的原子核结合成一子核结合成一个较重的原子个较重的原子核的现象叫核核的现象叫核聚变（也叫热聚变（也叫热核反应）核反应）.核聚变时放出大量的核能核聚变时放出大量的核能.氢弹就是利用氢弹就是利用轻核聚变现象制成的轻核聚变现象制成的获得核能的途径之二获得核能的途径之二:核聚变核聚变氢弹核电是安全可靠清洁的能源吗核电是安全可靠清洁的能源吗?19861986年年4 4月月2626日，前苏联（现乌克兰境内）的切日，前苏联（现乌克兰境内）的切尔诺贝利核电站尔诺贝利核电站4 4号机组发生爆炸，号机组发生爆炸，8 8吨多强辐吨多强辐射物质倾泻而出，使射物质倾泻而出，使5 5万多平方公里的土地受到万多平方公里的土地受到污染，污染，320320多万人遭受核辐射的侵害。

事故发生多万人遭受核辐射的侵害事故发生后，发生爆炸的后，发生爆炸的4 4号机组被用钢筋混凝土封起来，号机组被用钢筋混凝土封起来，电站电站3030公里以内的地区被定为公里以内的地区被定为““禁入区禁入区”” 核电是安全可靠清洁的能源吗核电是安全可靠清洁的能源吗?正方：正方：•核电站综合运行核电站综合运行成本低成本低•不排放有害气体不排放有害气体•新式核反应堆，新式核反应堆，多道防护屏障多道防护屏障反方：反方：•并不是万无一失并不是万无一失•核废料的安全处理核废料的安全处理技术是柄双刃剑技术是柄双刃剑 前前前前苏苏苏苏联联联联于于于于19541954建建建建成成成成世世世世界界界界上上上上第第第第一一一一座座座座核核核核电电电电站站站站；；；；至至至至今今今今已已已已有有有有3030多多多多个个个个国国国国家家家家和和和和地地地地区区区区的的的的400400多多多多座座座座核核核核电电电电站站站站处处处处在在在在运运运运行行行行之之之之中中中中   右右右右图图图图列列列列出出出出19951995年年年年一一一一些些些些国国国国家家家家核核核核电电电电占占占占各各各各自自自自总总总总电电电电力的百分率。

力的百分率力的百分率力的百分率 第二次世界大战结束后，科学家迅第二次世界大战结束后，科学家迅速将原子能的利用转向和平用途速将原子能的利用转向和平用途新能源的开发利用新能源的开发利用vv核能的开发利用核能的开发利用vv核能主要是原子能，是从铀矿石中提核能主要是原子能，是从铀矿石中提取的核燃料，与煤炭相比，取的核燃料，与煤炭相比，1千克铀的千克铀的原子核所释放出的热量大约相当于原子核所释放出的热量大约相当于 2500吨煤炭燃烧时放出的热量核电吨煤炭燃烧时放出的热量核电站的优势突出表现为：其体积小，运站的优势突出表现为：其体积小，运输方便；而且能减少运输费用，在地输方便；而且能减少运输费用，在地壳中储量巨大，足以让人类使用很长壳中储量巨大，足以让人类使用很长时间；燃烧时清洁，不会对环境构成时间；燃烧时清洁，不会对环境构成严重污染严重污染…… vv核能的成就虽然首先被应用于核能的成就虽然首先被应用于军事军事目的，但其后就实现了核能的和平目的，但其后就实现了核能的和平利用，其中最重要也是最主要的是利用，其中最重要也是最主要的是通过核电站来发电通过核电站来发电   vv我国的核电站：浙江秦山核电站我国的核电站：浙江秦山核电站vv                         广东大亚湾核电站广东大亚湾核电站广东岭澳核电站广东岭澳核电站我国第一座核电站我国第一座核电站————浙江秦山核浙江秦山核电站于电站于 1991 1991年建成发电。

年建成发电核电站核电站秦山核电站厂区一景，左上角圆柱体建筑为核反应堆外景秦山核电站厂区一景，左上角圆柱体建筑为核反应堆外景秦山一期秦山一期1号机组总控制台号机组总控制台 秦山二核一号机组秦山二核一号机组 2002年投入使用的秦山二核汽轮机年投入使用的秦山二核汽轮机厂房厂房 浙江秦浙江秦山核电山核电站站广州大亚湾核广州大亚湾核电站这是我电站这是我国大陆第一座国大陆第一座大型商用核电大型商用核电站站广东岭澳广东岭澳核电站核电站大亚湾核电站全貌大亚湾核电站全貌太阳能的开发和利用太阳能的开发和利用vv太阳能利用的形式很多，例如：太阳太阳能利用的形式很多，例如：太阳能集热为建筑供暖、供热水，用太阳能集热为建筑供暖、供热水，用太阳能电池驱动交通工具和其它动力装置能电池驱动交通工具和其它动力装置等等，这些都属于太阳能小型、分散等等，这些都属于太阳能小型、分散的利用形式太阳能大型、集中的利的利用形式太阳能大型、集中的利用形式，则是太空发电在距离地面用形式，则是太空发电在距离地面三万多公里高空的同步卫星上，太阳三万多公里高空的同步卫星上，太阳能电池每天能电池每天24小时均可以发电，而且小时均可以发电，而且效率高达地面的效率高达地面的10倍。

太空电能可以倍太空电能可以通过对人体无害的微波向地面输送通过对人体无害的微波向地面输送 三三.太阳能太阳能太阳能巨大太阳能巨大,获取方便获取方便,没有污染没有污染,具具有重要的开发和利用价值有重要的开发和利用价值.太阳中心的热核聚变太阳中心的热核聚变,通过辐射的方通过辐射的方式向四面八方发射能量式向四面八方发射能量.二十二亿分二十二亿分之一能到达地球之一能到达地球.到达人类居住和生活地区的能量约为到达人类居住和生活地区的能量约为太阳能的太阳能的5%～～6%,比全世界各种能源比全世界各种能源总和还大总和还大.除核能除核能,地热能地热能,潮汐能潮汐能以外的以外的所有能所有能量几乎量几乎都来自都来自太阳能太阳能.利用太阳能的方式利用太阳能的方式光热转换光热转换光电转换光电转换光化转换光化转换太阳能太阳能发电站太阳能发电站太阳能路灯太阳能路灯太阳能电池板太阳能电池板能量转移和转化的方向性能量转移和转化的方向性黄果树瀑布黄果树瀑布热水中的冰块热水中的冰块空气会自动聚拢吗？空气会自动聚拢吗？上面的水沸腾、下面上面的水沸腾、下面的水结冰，可能吗？的水结冰，可能吗？问题问题1、火炉把自己的内能传递给房间、火炉把自己的内能传递给房间里的里的 空气，供人取暖；到了春天，能空气，供人取暖；到了春天，能否把这些内能重新收集起来，来年再否把这些内能重新收集起来，来年再用？用？ 问题问题2、汽车制动，由于摩擦，动能转、汽车制动，由于摩擦，动能转化为地面和空气的内能，这些能量能化为地面和空气的内能，这些能量能够自动开汽车吗够自动开汽车吗思考能量转移和转化的方向性能量转移和转化的方向性水滴实验水滴实验永动机不永动机不可能制成可能制成能源的利用过程，实质上是能的转化和传递过程能源的利用过程，实质上是能的转化和传递过程 能量转化和守恒定律能量转化和守恒定律 能量既不会凭空消灭能量既不会凭空消灭, 也也不会凭空产生不会凭空产生,它只会从一种它只会从一种形式转化为另一种形式形式转化为另一种形式,或者或者从一个物体转移到另一个物体从一个物体转移到另一个物体,而在转化或转移的过程中而在转化或转移的过程中,其其总量保持不变总量保持不变.这就是能量的这就是能量的转化和守恒定律转化和守恒定律.人工取火人工取火蒸汽机蒸汽机核能核能第一次第一次第二次第二次第三次第三次以柴薪为燃料以柴薪为燃料化石燃料化石燃料铀铀一万年一万年二百年二百年几十年几十年能量转化与效率能量转化与效率白炽灯正常工作白炽灯正常工作的效率仅的效率仅10%小轿车的效率仅小轿车的效率仅15%蒸汽机6%～15%汽油机20%～30%柴油机30%～45%喷气发动机 50%～60%热机的效率热机的效率能源与可持续发展能源与可持续发展我国人均能源可开采量与我国人均能源可开采量与世界平均水平的比较世界平均水平的比较地热能的开发利用地热能的开发利用vv目前世界上已有近二百座地热发电站目前世界上已有近二百座地热发电站投入了运行，装机容量数百万千瓦。

投入了运行，装机容量数百万千瓦研究表明，地热能的蕴藏量相当于地研究表明，地热能的蕴藏量相当于地球煤炭储量热能的球煤炭储量热能的1.7 亿倍，可供人类亿倍，可供人类消耗几百亿年，真可谓取之不尽、用消耗几百亿年，真可谓取之不尽、用之不竭，今后将优先利用开发之不竭，今后将优先利用开发 “地球动力地球动力”公司设计的地热发电站运公司设计的地热发电站运行示意图行示意图 其他新能源的开发利用其他新能源的开发利用vv风能　风能　　风能利用技术的不断革新，使这　风能利用技术的不断革新，使这种丰富的无污染能源正重放异彩种丰富的无污染能源正重放异彩据估计，二三十年内，风力发电量据估计，二三十年内，风力发电量将要占欧共体电占全国总电力的将要占欧共体电占全国总电力的30%左右 vv氢能　氢能　　　氢是宇宙中含量最丰富的元素之一，　　氢是宇宙中含量最丰富的元素之一，可以提取出无穷无尽的氢氢运输方便，可以提取出无穷无尽的氢氢运输方便，用作燃料不会污染环境，重量又轻，优点用作燃料不会污染环境，重量又轻，优点很多俄罗斯试着用氢作为很多俄罗斯试着用氢作为“图图-155”型型飞机的燃料已经初步获得成功，各国也正飞机的燃料已经初步获得成功，各国也正积极试验用氢作为汽车的燃料。

氢无疑也积极试验用氢作为汽车的燃料氢无疑也是人类未来要优先利用的能源之一是人类未来要优先利用的能源之一vv波浪能　波浪能　　　主要的开发形式是海洋潮汐发电　　主要的开发形式是海洋潮汐发电80年代中期挪威成功地建成一座小型年代中期挪威成功地建成一座小型潮汐发电站，让涨潮的海水冲进有一潮汐发电站，让涨潮的海水冲进有一定高度的贮水池，池水下溢即可发电定高度的贮水池，池水下溢即可发电已经在设计的单座潮汐电站，其它发已经在设计的单座潮汐电站，其它发电量可供一个电量可供一个30万人口的城市使用万人口的城市使用 vv氢能　氢能　　　氢是宇宙中含量最丰富的元素之　　氢是宇宙中含量最丰富的元素之一，可以提取出无穷无尽的氢氢运一，可以提取出无穷无尽的氢氢运输方便，用作燃料不会污染环境，重输方便，用作燃料不会污染环境，重量又轻，优点很多俄罗斯试着用氢量又轻，优点很多俄罗斯试着用氢作为作为“图图-155”型飞机的燃料已经初步型飞机的燃料已经初步获得成功，各国也正积极试验用氢作获得成功，各国也正积极试验用氢作为汽车的燃料氢无疑也是人类未来为汽车的燃料氢无疑也是人类未来要优先利用的能源之一要优先利用的能源之一。

 vv生物能生物能 。