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新能源基础知识
新能源基础知识
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(1)木材和森林工业废弃物(树枝、树叶、 树根等);
生物质能的分类
(2)农业废弃物(秸杆、果核、玉米芯等); (3)水生植物(藻类等); (4)油料作物(棉籽、麻籽、油桐等); (5)城市与工业有机废弃物(垃圾和食品、
屠宰、制酒、制纸工业的排泄物等); (6)粪便。
7 氢能
是指氢在发生化学变化和电化学变化过程 中产生的能量;
用来进行核裂变反应并连续释放能量的 物质,称核裂变燃料。
铀 = 铀238(99.28%)+ 铀235 (0.714%) + 铀234(0.006%)
(2)核裂变反应
如果核裂变反应中产生的中子再引起其 它的铀核裂变,就可使核裂变反应不断 地进行下去,称为“链式反应”。链式 反应的速度极快,两次反应间隔时间只 有2x10-14秒。
2 能源的分类
二次能源,在一次能源基础上加工而成 的(如电力、汽油、煤气、沼气、氢气 等)。 ⑶ 按能否反复利用,可把能源分为两类 再生能源(如太阳能、风能、水力等); 非再生能源(煤炭、石油、天然气等)。
2 能源的分类 ⑷ 按开发使用的程度不同,可把能源分为
两类
常规能源,指已被广泛利用的能源;
我国天然气储量居世界第16位,人均为 世界平均水平的10%。
四、中国面临能源短缺的威胁
目前我国人年均能源消耗是1000公斤标 准煤,美国是11000公斤,英、德、法等 国家为5000~6000公斤;
2030年以后,我国人年均能源消耗是 2000~3000公斤标准煤,人口达15亿以 上。
四、中国面临能源短缺的威胁
主要用途? 4. 太阳能有几种利用方式?试举例说明。 5. 什么是海洋能和生物质能? 6. 氢能源有哪些主要优点和用途?
五、新能源技术
核能; 太阳能; 地热能; 风能; 海洋能; 生物能; 氢能。
1 核能
(1)核能 又称原子能。它是指原子核结构发生变 化(核裂变、核聚变)时释放出的能量。 核能比化石燃料燃烧放出的能量大得多。 1kg铀235 = 1800 t 石油或2800 t 标准煤。
(2)核裂变反应
它是指一个重原子核分裂成2个较轻的新 原子核的过程,有自发和诱导两种,一 般的核裂变指后者;
从1996年开始,我国由原油出口国变成 原油进口国;2000年我国进口石油占消 耗量的20%,2010年将达到40%以上; 美日等发达国家都建立了战略石油储备 制度,可提供3~6个月的石油供应;我国 没有战略石油储备。
四、中国面临能源短缺的威胁
解决我国及世界能源危机的途径: 一是节约使用能源; 二是加强新能源技术的研究、开发和利 用,不断扩大利用新能源的比重。
太阳能电池已广泛应用于宇宙飞行器;
太阳能电池用来作为交通工具的能源;
太阳能电池应用在自动控制领域;
太阳能电池还可以用来发电(光伏电 站)。
(3)光-化学转换
用光和物质相互作用引起化学变化的过 程称光-化学转换。 绿色植物的光合作用; 利用光化学电池制氢。 光-化学转换到目前为止还只限于实验室试 验,没有重大突破。
2 太阳能
指地球上可以直接接受并利用的太阳辐 射能;
太阳本身的辐射能量只有22亿分之一到 达地球大气层;
太阳辐射能是一种巨大、无污染、洁净、 安全的可再生能源,它是取之不尽、用 之不竭。
2 太阳能
利用太阳能的新技术、新材料和新设备 不断出现,为太阳能的广泛应用奠定了 基础。目前,直接利用太阳辐射能有三 种方式: 光-热转换; 光-电转换; 光-化学转换。
(3)核电站
核电站的问题 核电站的主要问题是放射性核废料的处 理、储存和最终处置。
(4)核电第二代——快中子增殖反应堆
热中子反应堆对天然铀的利用率很低 (只有0.7%); 快中子增殖反应堆以钚239为裂变燃料, 组成堆芯,以铀238包围在堆芯周围,作 为增殖层。可使天然铀的利用率达到 60%~70%。
我国秦山核电站、大亚湾核电站已建成 和正式发电,秦山二期、三期核电工程、 岭澳核电工程、连云港核电工程也将于 近年内建成发电。
(3)核电站
核电站的安全性
一般来说,如果防范措施得当,核电站 是很安全的。历史上曾发生过两次核电 站核泄露事故:
一次是1979年3月18日,美国三里岛核 电站堆芯熔毁;另一次是1986年4月26 日,前苏联切尔诺贝利核电站4号反应堆 发生爆炸。
海洋中除有巨大的海洋能外,还有丰富 的海洋矿物资源、海水资源和海洋生物 资源。人类有可能在21世纪进入全面、 综合、立体开发海洋的“海洋经济时 代”。
6 生物能
生物能也叫生物质能,它是指绿色植物 通过光合作用将太阳能转化为化学能而 储存在生物质内部的能量;
生物质能的种类繁多,目前可被利用的 大致有六大类:
(1)光-热转换
光-热转换就是把太阳辐射能通过各种集热 装置(集热器)转变成热能。 太阳能热发电; 太阳能高温炉冶炼高温材料; 太阳能节能建筑——太阳房; 利用太阳能使海水淡化; 太阳池(盐湖水太阳能发电技术); 太阳能热水器。
(2)光-电转换 通过太阳能电池(光电池、光伏电池) 将太阳辐射能直接转变成电能。太阳能 电池的工作原理是光电效应。
三、大国能源竞争的背后
美国、俄罗斯、日本、欧盟、中国等许 多国家针对中东、里海等石油资源展开 了激烈的较量和错综复杂的斗争。
四、中国面临能源短缺的威胁
我国煤炭储量居世界第3位,人均为世界 平均水平的50%;
我国石油储量居世界第6位,人均为世界 平均水平的17%;人均石油产量与消费 量占世界平均水平的21%~22%;
来自地球以外天体的能量(包括直接的 太阳辐射能外,还包括间接来自太阳能 能源,如化石能源、生物能、水能、风 能、海洋能等);
2 能源的分类
地球的本身蕴藏的能量资源(如地热能 等); 地球与其他天体相互作用而产生的能量 (如潮汐能等)。
⑵ 按形成条件不同,可把能源分为两类
一次能源,指天然存在的、可直接利用的 (如原煤、原油、天然气、水力、太阳能 等);
氢作为能源的优点是储量丰富、热值高和 清洁无污染; 氢的利用: (1)直接用作燃料(如发射火箭等); (2)用作燃料电池(如用于航天飞机); (3)用作能源转换介质(能源中间载体)。
复习思考题
1. 什么是能源?它有哪几种分类方法? 2. 为什么说人类面临着“能源危机”?解
决“能源危机”的根本途径是什么? 3. 什么是核能?它分为哪两类?它有哪些
3 天然气
乐观的估计,目前全世界可开采的天然 气总储量为280亿立方米; 能满足170年的需求。
三、大国能源竞争的背后
能源是国民经济的命脉,是影响各国领 导人战略决策的重要因素,是许多国家 制定全球战略的首要问题。
近20年来,世界上发生的许多危机、冲 突都是围绕争夺能源引发的(如两伊战 争,前苏联出兵阿富汗,海湾战争,科 索沃战争,美国推翻塔利班,伊拉克战 争等)。
1 石油
石油的开采历史已超过140年; 目前全球每天消耗石油量达7700万桶, 且以每年1~2%的速度增加; 目前世界石油总储量为3000~8000亿吨, 可开采40~100年(乐观的估计)。
2 煤炭
每年开采的煤炭量为35亿吨; 全球可供开采的煤炭储量为7000~17000 亿吨; 可供开采和使用的年限为200~500年。
在链式反应中,后一代中子数与前一代 中子数之比称为倍增系数(k)。
(3)核电站
利用核能来发电的装置称为核电站,目前 大多数核电站是利用核裂变能来发电的;
核电站的核心是核反应堆,核反应堆有多 种类型,目前运行的核电站以热中子轻水 堆居多;
(3)核电站
1954年,前苏联建成世界上第一座核电 站;
现在世界上有30多个国家的400多座核电 站在运行,占世界总电力的20%左右;
新能源,指未被广泛利用、正在研究开 发、有待推广的能源。
二、全球能源危机
有关资料显示:目前在世界初级能源的产 量和消费中,居第一位的是石油,其次是 煤炭、天然气。
有关资料还显示:石油、煤炭、天然气等 常规化石能源的储量日益减少,在可预见 的不长时间内将被消耗殆尽,全球面临着 严重的能源危机。如果新的替代能源没有 届时被发现,人类的生存面临严重挑战!
(5)受控核聚变 是指两个或两个以上较轻的原子核聚合成 一个较重的原子核的反应;
核聚变燃料主要是氢及其同位素氘和氚。
受控核聚变具有以下优点:
(1)质能比高,是同质量核裂变释放能量的4 倍;
(2)原料足,从海水中可大量提取氘和氚; (3)无放射性,安全、清洁、不污染。
核聚变能的和平利用目前尚处于研究阶段。
新能源基础知识
规划发展部 二○一○年八月
目的与要求:
了解和掌握能源的概念和分类; 了解当今世界人类所面临的能源问题; 了解和熟悉新能源技术。
主要内容:
能源及其分类; 全球能源危机; 大国能源战略竞争的背后; 中国面临能源短缺的威胁; 新能源。
一、能源及其分类
1 能源 能源是指人类用来获取能量的自然资源。 2 能源的分类 ⑴ 按来源不同可把能源分为三类
4 风能
风能是太阳辐射造成地球各部分受热不 均,引起空气运动而产生的能量;
风能的利用主要靠风力机,风力机是把 风能转化为其他形式能量的旋转机械;
利用风力可以发电、提水、助航、制冷、 致热等。
5 海洋能
海洋能是指海水在运动过程中产生的能 为人类利用的能量,它包括潮汐能、波 浪能、海流能、温差能、盐差能等。
3 地热能
地球内部蕴藏着的热能称为地热能,来自 (1)高温岩浆,(2)岩石中放射性元素衰变;
在地球上所有的能源中,地热能仅次于太 阳辐射能,排在第二位(火山爆发、地震 和其他地壳变动);
地热资源按存在形式可分为五大类型:蒸 汽型、热水型、地压型、干热岩型和岩浆 型。
地热能廉价、清洁,利用Fra Baidu bibliotek景十分广阔。
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