《能源利用》PPT课件

能 源 消 耗 量 (kJ/100ml)
不同运输工具的能源消耗量比较
25
20
15
10
5
0
1
2
3
4
航空
汽车
海运
铁路
制造过程能量消耗比较
700 600 500 400 300 200 100
0 1
金属罐
100%的 再 循 环 率 现在的再循环绿
2
22
铝罐
6.2 能源的可持续发展
6.2.1 可持续发展的深刻内涵
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3
全球环境恶化主要表现在大气和江海污染加 剧、大面积土地退化、森林面积急剧减少、 淡水资源日益短缺、大气层臭氧空洞扩大、 生物多样性受到威胁等多方面，同时温室气 体的过量排放导致全球气候变暖，使自然灾 害发生的频率和强度大幅增加。
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4
天空正在塌陷
1999年发现的臭氧空 洞是有史以来观测到 的最大一次，达到 2600万km2的面积。
• (4)塑料、橡胶制品加速老化； (5)紫外线直射会引起对流层臭氧的增加，致使产生光化
学烟雾，造成空气污染
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21
6.1.5 减低能源消耗， 保护大气环境
改善能源环境的基本理念
重新评价过去的大量生 产、大量消耗、大量废弃 型社会结构、经济活动。 保护大气环境。
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能 源 消 耗 量 (MJ/t.km)
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3、臭氧空洞——人类的威胁
• 根据调查显示，自 1978年开始的10年内，全球 各纬度平流层的臭氧含量降低约 1.2%至10%不等， 南极上空则是臭氧被破坏最严重的区域，甚至在 春季期间更会出现所谓的“臭氧空洞”
（1）臭氧空洞的产生 • 氯氟烃释放到大气中，再上升到高空时，会分解
出氯原子。自由的氯原子遇上臭氧分子后，会夺 走的臭氧氧 分分 子子O2O。3中的一个氧原子，使之变成为普通
运输：
模型转换 消除交通堵塞 物流高效率化：
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核能利用迎来春天
2009年4月22日在北京闭幕的“面向21世纪核能部长级国际大会” 发表的主席声明认为，核电发展的积极势头正在显现，核能作为一 种成熟、清洁、安全和有竞争力的技术，在21世纪及未来将对人类 可持续发展做出更大贡献。
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5
全球正在变暖
• 海平面上升与陆地淹没； • 气候带的移动； • 飓风的加剧 ； • 植被的迁徙与物种灭绝 ； • 洋流的变化与厄尔尼诺现象； • 雨型的改变。
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6
CO2浓度/106
CO2浓度
温度偏差/ºC
平均温度偏差
年份
地球表面温度的历史变迁
资料来源： The Carbon Dioxide information Analysis Center. Oak Ridge National Laboratory. 1995
高50cm（15－
95cm）。
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2、酸雨及酸性物质的沉积
• 矿物燃料燃烧时排放 的气体状的硫氧化物 和氮氧化物，或以气 体状态、或在大气中 变成粒子状的硫酸盐 和硝酸盐进入云粒和 雨滴中，成为酸度强 的降雨。
• 酸雨对于大气层来说 是自然发生的一种重 要的净化作用，但对 土壤和水系则是污染 物质的来源。
• 这些新能源作为小规模、分散型、环境负荷小 的能源，有望实际应用。
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6.1.3 地域范围内的大气环境问题
• SOx，SO2：是含硫的煤或石油等矿物燃料燃烧时产生
的。SO2易溶于水，人吸入，被上呼吸道吸收，刺激鼻逆 膜、咽喉、上呼吸道，严重影响人体健康。
• NOx：主要成分是NO和NO2。 NO2的毒性比NO强，环
自然能利用系统； 混合燃料汽车；
生产系统能源使用的合理化。
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6.3.3 废弃能量再利用
产业：
工厂排放热量的回收利用 其他排放热量的回收利用
民用：垃圾的能源化
利用废塑料、废轮胎、造纸以及其他可燃成分 都可通过热分解成为燃料气。
超级垃圾发电
可以考虑把可燃性垃圾变化为高发热值的固体 燃料，以便容易回收和运输。
–悬浮颗粒物发生源分为两种：一是土壤、海盐颗粒之类的自 然起源，一是煤尘和柴油机黑烟等随燃烧而排放的人为原因。
–从生成过程看，本来就是粒子，又被排放到大气中。称为一 次粒子；另一种是排放时是气体，在大气中经过反应变成粒 子，为二次粒子，如由SO2和NOx气体生存的硫酸盐和硝酸 盐。
• 光化学氧化剂
碳氢化合物和氮氧化物发生光化学反应时生成的臭氧和PAN 等氧化能力强的二次生成物。它刺激粘膜影响呼吸道等严重危 害人体健康，对植物影响也很大。
• 其他气体污染物质：CO2 、氟里昂 、碳氢化合物中的甲烷 、
二哦英、DDT、PCB等所谓的环境激素。
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6.1.4 地球范围的环境问题
• 20世纪80年代中期，在南极上空发现了臭氧空洞， 它与地球变暖及所谓的温室效应和酸雨沉降问题 构成全球性的大气环境问题，明显地危及全人类 的生存和繁衍，引起了国际社会的高度关注，使 当今的世界环境问题具有明显的时代特征。
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2、我国的污染现状
占全国排放比例：
!
燃煤污染物
SO2：85% CO2 ：85% NOx：60% 粉尘：70%
世界十大严重污染城市
因二氧化硫排放，每年
7 中国占：
个
经济损失1126亿元(世界 银行统计超过5000亿元)
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我国城市空气质量达标情况对比
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我国城市空气中主要污染物浓度变化趋势
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1、温室效应
温室效应及其影响
⑴从19世纪末开始的 100年间，地球表面 温度平均升高0.30.6℃。
⑵以现在温室效应气体 的增加速率推算，21
世纪末地球表面的平 均温度将升高2℃ （1-3.5℃）。这是
过去一万年从未见过 的剧烈变动。
⑶由于气温升高，海水
膨胀和冰川融化，21
世纪末海面水位将增
发电方法 煤碳火力发电 石油火力发电 天然气火力发电 原子能发电 水力发电 太阳能发电 地热发电 风力发电
CO2
NOx
322.8
1.8
258.5
0.88
178.0
0.9
7.8
0.003
5.9
5.3
0.007
51.5 6.7
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SOx 3.4 1.7 0.001 0.03
0.02
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6.2.3 向可持续发展的高度文明的社会前进
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6.1.1 能源利用与环境问题的变迁
1、全球环境状况
联合国最新公布的研究结果显示，在过去30年中， 虽然国际社会在环保领域取得了一定成绩，但全 球整体环境状况持续恶化。国际社会普遍认为， 贫困和过度消费导致人类无节制地开发和破坏自 然资源，这是造成环境恶化的罪魁祸首。
世界经济发展和人类赖以生存的环境是不协调的， 经济发展和人口增长给环境造成了巨大的压力， 对发展中国家这种情况尤为突出。
烧效率高，在少量过剩空气系数的条件下可以完 全燃烧，在减少大气污染上是最理想的燃料。
• 石油：液体燃料发热值高，运输储存容易，与煤 碳燃烧相比，产生的煤尘较少。
• 煤碳：与石油天然气相比，煤碳中含碳的比例较 大，单位发热量的CO2排放量大。从地球环境和 地球环境看，煤碳是对环境污染最严重的燃料。
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包括人在内的地球山的生态系统简单看是由三个 部分组成。
CO2和水在太阳能的作用下的光合作用生长的植物。 吸入由植物的光合作用中释放出的氧气并吃食物成长的动
物。 细菌等微生物，其作用是把动植物的排泄物和尸体分解厂
植物和动物的营养成分，再还给生态系统。
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地球上的国家可分为四类：
具有很高技术经济水平，但资源贫乏的国家； 具有很高技术、经济水平，资源也丰富的国家； 技术、经济水平还不高，资源丰富的国家； 技术、经济和资源都比较贫乏的国家。
利用尚未利用的能源——热泵
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6.3.4 社会体系结构转换型节能
产业：
高效节能-环境友好型城市 能源的阶梯式利用 新概念：生态城市、能源环境协调下城市、生态能源城市等
民用：
生活方式的变化： 节能行动：关闭无人房间的电灯、适当设置空调温度、不长时间
看电视、不频繁开冰箱门等，与减少能源浪费有关的行动。 办公室节能行动： 夏时制：现在世界上已经有70多个国家实行。
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2、原子能发电引起的环境污染
• 原子能发电即使在正常运行过程中也有微量放 射性物质释放到环境中，不过其影响比自然界 本来就存在的放射性物质的影响还小。
• 一旦原子能发电站发生重大事故，放射性的伤 害的非常大。
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3、新能源的环境问题
• 从有效利用资源和 环境保护的角度出发，太阳 能发电和风力发电等可再生能源的引进，城市 垃圾和废弃物等再循环型生物能的利用、热电 联合和燃料电池等过去能源的新利用形式等。
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6.3 节能技术
有效地使用能源，消耗更少的能源获得更大的效益
6.3.1 个别技术开发型的节能产业：
产业:
高效率技术：高效率工业炉、高效率锅炉、高置、流化床
民用：
个别机械的高效率化： 降低住宅、办公楼供热、制冷的负荷：
运输：
人们需要的是一如既往地维持自然环境、不再发 生公害和有机物积蓄，按着可持续发展或可持续 生态循环的基本思路建设高度文明的社会。
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6.2.4 解决我国能源问题应采取的措施
努力改善能源结构； 提高能源利用率； 加速实施洁净煤技术； 合理利用石油和天然气； 加快电力发展速度； 积极开发利用新能源； 建立合理的农村能源结构，扭转农村严重缺能局面 改善城市民用能源结构，提高居民生活质量； 重视能源的环境保护。
第六章
能源的合理利精选pp用t
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6.1 能源与环境
• 环境是指物质环境，既人类生存和发展的各种 天然的和经过人工改造的自然因素的总体。
• 能源的生产与利用与环境问题特别是大气环境 问题密切相关。伴随人口增长和生活水平的提 高,能源消耗量不断增大，带来了以地球温室效 应为中心的地球环境问题及其质的变化，影响 到人类的生存和延续。
年份
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10
我国SO2可能排放情况的预测
4000
3000
SO2排放量/万t
2000
1000
0 2000
2010
2020
2030
年份 精选ppt
2040
不加治理 治理用传统技术 治理用革新方法
完全理想境界
2050
11
6.1.2 各种能源对环境的影响
1、矿物燃料燃烧造成的环境污染 • 天然气：天然气等气体燃料中杂质含量很少，燃
境标准是对NO2制定的。NO2难溶于水，容易侵入下呼吸 道，严重影响的从支气管到肺泡的下呼吸道。此外它还是 形成酸雨和光化学烟雾的原因。
• CO ：容易与红血球中的血红蛋白结合，形成CO-Hb，所
以，血液中O2-Hb减少，向组织供氧不足，影响人体健康。
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• 大气中颗粒物（suspend particulate matter，SPM）
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（2）臭氧层被破坏的后果
• 如果没有臭氧层，进入大气层的紫外线就很容易 被细胞核吸收，破坏生物的遗传物质DNA ，陆地 上的生物便无法存在了。
• 据科学研究，臭氧减少10%，紫外线可能增加 20%，皮肤癌患者可能增加30%，此外还会产生 下列几种现象:
(1)白内障罹患率增加； (2)免疫系统受到抑制； (3) 谷物的收成减少，品质降低，植物和 浮游生物减 少，破坏自然界的生物链；
“发展”是大前提，即发展是人类永恒的主题； “协调性”是核心； “公平性”是关键；追求时间和空间上的公平分配； “科学技术进步”是必要保证。为可持续发展的综
合决策提供依据和手段，加深人类对自然规律的理 解。
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6.2.2 能源供需的长期预测
能源需要到2100年大约增加到现在的3倍。
提高交通工具的效率： 提高发电机效率、减少摩擦损失、降低行走阻力。
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6.3.2 系统技术开发型节能
热电联合系统（Cogeneration System）：电 能和热能均可使用的发电系统。发电厂本身建 在工厂区或建筑所需要的地方，使用矿物燃料 燃烧推动蒸汽机和燃气轮机机发电，废水和废 气成为蒸汽或空调的热源。
设想最大限度利用可再生能源，煤碳、石油、天然气 等矿物能源的供给在2050年出现最大值。
二次能源主力的电力需要，2100年也会达到现在的5 倍。
从2040年左右开始，将主要依靠原子能和可再生能源 发电，预计到2070年以后可再生能源将成为发电的主 力能源。
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发电方法及其单位发电量产生的各种气体的质量 单位(g/kw.h)