6第九章未来的能源供应探析.pptVIP

第九章 未来的能源供应; ;第一节 利用生态学原理解决能源问题;;太阳辐射;1 太阳能的直接利用与环境影响 太阳辐射是地球上生物得以存在得重要因素。 直接利用太阳能的主要设备有太阳能集热器、蓄热水箱太阳灶、太阳屋、太阳能热电转换系统和光电转换系统等。 ; 太阳能路灯;太阳能汽车;*;*; ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????;太阳能的利用;光－电转换利用半导体的光伏效应直接将太阳光能转换成电能，又称太阳能电池。转换效率取决于半导体材料的性能。由于在空间的光电转换效率高，曾有建设同步轨道太阳能光电系统电站的SSPS计划，将数万吨材料送至空间，建立50km2的太阳能电池板，产生5000～10000MW的电能，再用微波方式送回地球。 光－化学转换由植物的光合作用完成。人工的光合作用研究是生物工程的重大研究课题。;（1）无有毒气体排出，也无可能影响地球气 候的二氧化碳排出。 （2）占地面积与化石燃料及核能电站相当。 （3）余热的排出低于其他热电站。 （4）太阳能集热系统吸收太阳能后，减少了地面、建筑物等反射回空间的能量，结果影响了大气中的温度梯度、大气组成、云层、风等。 （5） 巨大的集热系统、聚光装置，严重影响景观，以致改变建筑风格和建筑设计规范。;2 太阳能的间接利用与环境影响 1）生物质能与沼气 （1）生物质能。生物体直接或间接吸收太阳能并不断进行转化，成为维持生命活动的能源，就是生物质能。通常作能源消耗掉的生物质能，包括薪柴、木炭、农副产品的下脚料或废弃物（如谷壳、甘蔗渣、秸杆）、能源树、杂草、人畜粪便，以及上述物质经过一定的工艺过程而制成的醇类、沼气等。;目前世界各国正逐步采用如下方法利用生物质能： 1．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； 2．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； 3．利用油料植物所产生的生物油； 4．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。;垃圾发电;（2）沼气 它是利用城市垃圾、污水、污泥、人畜粪便、庄稼秸杆、杂草等废弃物经好氧分解和厌氧分解二个阶段而得到的混合气体(见表9-3)。沼气的热值视其中甲烷的含量而定，一般为（2～2.6)×107J/m3。;麦芽糖 葡萄糖 乙醛;;;地球上每年生长的生物能总量约1400－1800亿吨（干重），相当于目前世界总能耗的10倍。目前生物质能源占可再生能源消费总量的35％以上，占一次能源消耗的15％左右， 美国、欧盟、巴西等是生物质能应用较领先的国家。我国生物质能源极为丰富，每年生物质能可利用量接近8亿吨标煤。;生物质能;生物质能是第四大能源，世界上生物质资源数量庞大，形式繁多，其中包括薪柴，农林作物，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，生活污水和水生植物等。我国生物质资源主要是农业废弃物及农林产品加工业废弃物、薪柴、人畜粪便、城镇生活垃圾等。 ;直接燃烧生物质来产生热能、蒸汽。 利用能源作物生产液体燃料。目前具有发展潜力的能源作物，包括：快速成长作物树木、糖与淀粉作物、含有碳氧化合物的作物、草本作物、水生植物。 生产木炭和炭。 生物质（热解）气化后用于电力生产，如集成式生物质气化器和喷气式蒸汽燃气轮机联合发电装置等。 ;传统的直接燃烧，利用效率低，还严重污染环境。 利用现代化锅炉技术直接燃烧和发电，美国装机容量已达7，500KW； 利用物化转换技术，包括干馏、气化成燃气，以及热解成生物质油； 利用厌氧消化和特种酶技术，将生物质转化成沼气、燃料乙醇或氢。 将植物油提炼成动力燃油。 ;* 提供低硫燃料；* 提供廉价能源(於某些条件下)；* 将有机物转化成燃料可减少环境公害(如垃圾燃料)；* 与其他非传统性能源相比较，技术上的难题较少。;生物能源的定义;垃圾堆;城市垃圾 b) 有机废水 c) 粪便 d) 林业生物质 e) 农业废弃物 f) 水生植物 g) 能源植物 ;生物能源的地位与作用;50年代推广沼气。 本世纪初发展燃料乙醇。 2005年，《中华人民共和国可再生能源法》通