讲能源资源概述.ppt

能源工程 第1讲 能源资源概论 * 宇宙间一切运动着的物体，都具有能量，人类的一切活动都与能量及其使用紧密相关。所谓能量，也就是“产生某种效果（变化）的能力”。反过来说，产生某种效果（变化），必然伴随能量的消耗和转换。 与机械运动对应的能量形式是动能；与分子运动对应的能量形式是热能；与原子运动对应的能量形式是化学能；与带电粒子的定向运动对应的能量形式是电能；与光子运动对应的能量形式是光能。 所谓能源，是指能够直接或经过转换而获取某种能量的自然资源。 能源资源包括煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能、地热能、核能等。 为了便于运输和使用，上述资源经加工可得到一些更符合使用要求的能量来源，如煤气、电力、焦炭、蒸汽、沼气、氢能等二次能源。 * 第一节 能源分类 一、按来源分类： 来自地球以外的太阳能：主要有太阳辐射能以及与太阳能有关的煤、石油、天然气、生物质能、风能、海洋能、雷电等。 地球自身蕴藏的能源：地球自身蕴藏着大量能源，如，地热能、原子能燃料（核裂变燃料铀、钍等和核聚变燃料氘、氚等）、地震能、火山喷发能、温泉等。 地球与其他天体引力相互作用而形成的能源：主要是地球与月球相互间引力作用而产生的能源，如，潮汐能等。 * 二、按能源的生产方式分类： 一次能源：自然界中以自然形态存在的、可以利用的能源，主要有煤炭、石油、天然气、太阳能、风能、地热能、核能等，其中有些可以直接利用，但通常需要经过适当加工转换后才能利用。 二次能源：由一次能源加工转换后的能源称为二次能源，其中主要是热能、机械能和电能。 * 三、按能源的可再生性分类： 可再生能源：凡是可以不断得到补充或能在较短周期内再产生的能源称为再生能源，风能、水能、海洋能、潮汐能、太阳能和生物质能等均属可再生能源； 非再生能源：经过几亿年形成的、短期内无法补充的能源，如煤炭、石油、天然气等，其特点是随着不断的开发和使用，储量越来越少，最终将会枯竭。 地热能一般归在非再生能源，但从地球内部巨大的蕴藏量来看，又具有再生的性质。核聚变的能比核裂变的能高出 5～10倍，核聚变最合适的燃料重氢（氘）又大量地存在于海水中，可谓“取之不尽，用之不竭”。核能是未来能源系统的支柱之一。 * 四、按能源的流通性分类 商品能源：经过商品流通环节消耗的能源，目前主要有煤炭、石 油天然气、水电和核电5种。 非商品能源：就地利用的薪柴 、农业废弃物等能源，通常是可再生的。 五、按能源的反应性分类： 燃料能源：燃料能源主要有矿物燃料（煤炭、石油、天然气等）、生物燃料（木材、水生植物、工业有机废弃物、动物粪便等）、核燃料（（铀、钍、氘、氚等）。 非燃料能源：非燃料能源多数具有机械能，有的具有热能，有的具有光能，有的具有位能。 * 六、按能源的清洁性分类： 清洁能源：在能量转换过程中对环境无污染或者污染小的能源，如太阳能、水能、氢能等。 非清洁能源：在能量转换过程中会产生一些有害物质，对周围环境造成污染，如煤炭、重油等。 * * 第 二节 能源的利用评价 不同种类的能源，由于它们各自的特性、获得的途径、使用的方式等不同，因此，在它们的现实性、可用性、经济性等方面也存在差异。评价一种能源应该从下列各个方面进行： 一、能流密度 能流密度是指在一定面积或空间内，从某能源中所得到的能量。一般来说各种常规能源的能流密度都比较大，如1千克标准煤发热量约为29300千焦，1千克石油发热量约为41868千焦。而太阳能、风能等由于能流密度很小，目前还很难成为主要能源。按全年日夜平均，地球表面接受太阳能 小于200W/m2。 * 二、能源储量 能源储量分为探明储量（即不考虑可采率，也不扣除已采出量）、可采储量（按现在或近期技术水平可以开采的储量）和经济可采储量（在最近或不远的将来不仅技术上可采，而且经济上也合理的储量），且有下列关系： 可采储量 = 探明储量×可采率 － 已采出量 * 三、能源可储性 能量可储性是说当能源不用时可以储存起来，如矿物燃料、核燃料、生物质能等，而太阳能、风能等不能直接储存，需要先转化为其他形式的能源才能储存。 四、能源开发费用和用能设备费用 各种矿物燃料和核燃料，从勘探、开采、加工到利用，都需要大量人力和物力的投资，而且有一定的危险性和危害性，但是其用能设备的初投资较为便宜。风能、太阳能可以不花任何的投资就能得到，但是按目前的技术水平，其发电设备的