新能源技术

常规能源 新能源
第一类 能源
第二类 能源
第三类 能源
按照能源转换和传递方式分类
一次能源
如:煤、石油、天然气、水能、风能、生物能、沼 气、太阳能、核能、潮汐能、地热能… …
二次能源
如:汽油、煤气、焦炭、蒸汽、电能、氢能、酒精、 热水… …
按照能源的性质分类
非可再生能源：如:煤、石油、天然气、
核能…
海水中含有大量的氘，因此科学家正在研究解决从海 水中提取氘作为核动力，使海水中的全部核能释放出 来，足够人类用上百亿年。
所以说核能是一种理想的新能源。
核聚变能源开发
2、太阳能
地球上可以直接接受并利用的太阳辐射能。
[视频] 太阳能介绍
太阳能特点
太阳能取之不尽，用之不竭； 太阳能在转换过程中不会产生危及环境的污染；
聚变的概念和原理
核反应方程：
2 1
H

3 1
H

4 2
He
1 0
n
氘氚
氦 中子
⑵链式反应
产生链式反应的条件：
浓缩铀 慢中子 铀块的体积必须足够大 (临界体积 )
铀与原子能
原子弹爆炸
世界第一颗氢弹——麦克
“麦克”爆炸成功
我国第一颗 氢弹爆炸生成的 蘑菇云
⑶核反应堆
核反应堆是可控的链式反应装 置，它能使核能平稳释放。核反应 堆主要由核燃料、减速剂、控制调 节系统、冷却系统和防护层组成。
新能源技术
汽车排长队等加油
2019年12月6日星期五
一、世界能源的现状
1、目前世界能源主要取自于化石能源 （石油、天然气与煤炭）；
2、随着社会经济的发展，对能源的需求也日益增长。 2010年全球能源 需求量达到105.99亿吨油当量， 2020年达到128.89亿吨当量， 2025年则达到136.50亿吨当量，平均年增率为2%；
2019年12月6日星期五
大气污染，触目惊心！
2019年12月6日星期五
一、能源的概述
能源 ——凡是能够提供某种形式能量的物质，
或是物质的运动，统称为能源。
能的形式： 机械能、声能、光能、电能、
磁能、化学能、生物能…
Fra Baidu bibliotek
世界能源结构的演变 柴草时期（从火的发现——18世纪中叶） 煤炭时期（18世纪中叶——20世纪中叶） 石油时期（20世纪中叶至今）
秦 山 核 电 站 主 控 制 室
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。
核能利用的前景
核电站最先使用的是铀-235，以后扩展到铀-238、钍232，它们在地壳中蕴藏量巨大，如果全部利用可供人 类用上几千年。
能源问题
世界能源消耗仍以化石燃料为主，而化石 燃料储量有限。（见教材表3-3）
而随着世界人口的不断增加，能源紧缺的 时期将会提前来。
二、能源的分类
二次能源
一次能源
非可再生 能源
可再生 能源
按照能源转换 和传递方式
分类
按照能源 的性质
分类
能源 分类
按照能源的 形成和来源
分类
按照利用能源 分类
的技术状况
可再生能源：如：太阳能、生物能、
水能、风能、地热能、潮汐能、波浪能…
按照利用能源的技术状况分类
常规能源
可再生能源——水能、生物能 非可再生能源——煤炭、石油、天然气
新能源
可再生能源——太阳能、风能、地热能、 潮汐能、波浪能
非可再生能源——核能
按照能源的形成和来源分类
第一类能源：来自地球以外天体的能量
太阳能资源遍及全球，可以分散地、区域性地开采。 我国约有2/3的地区可以较好利用太阳能资源； 太阳能能流密度低、其强度受各种因素（季节、地 点、气候等）的影响不能维持常量。
2019年12月6日星期五
3、目前世界的化石能源岌岌可危： 截止到2003年底，全球剩余的石 油已探明的可开采量为1565.8亿 吨，如果，以后没有发现新的蕴 藏量可观的油田的话，估计到20 40年，最多到2050年就要用完； 而天然气估计可以用到2050年， 加上可能再发现的天然气田,最
2019年12月6日星期五
重核裂变
中10n子+
23952U
铀
→
93 38
Sr
锶
+
93 54
Xe
氙
+
2
中10n子+能量
1千克铀核发生裂变时，放出的能量相当于燃烧 2700吨标准煤。核电站中使用的主要是铀核裂变。
轻核聚变
2 1
H

3 1
H

4 2
He
1 0
n+能量
氘
氚
氦
中子
两个较轻原子核，聚合成一个较重的原子核
原子核聚变时，放出的能量 比核裂变 时还要大。但氢弹中的核聚变目前人们还 无法控制。科学家们正在研究可控制的核 聚变，以造福人类。
多用到2090年；煤炭的情况好一 些，估计可以再用200年甚至300年。 综上所述，到本世纪末，除煤炭外, 其它的化石能源就要开采殆尽！
“能源危机” 之说绝不是危言耸 听！
2019年12月6日星期五
4、与此同时，化石能源的碳排放带来 的环境污染也日趋严重，减排任务 相当艰巨！2009年12月18日在哥本 哈根召开的世界气候会议的主要议 题是，工业化国家减少温室气体的 排放目标与帮助发展中国家适应气 候的变迁。由于欧美等发达国家的 消极态度，最后没有达成实质性协 议。可见，世界性的减排、低碳之 路任重而道远！
中国核电建设已有20年的历史，截至目前中国 共有核电站8座，共有15台机组，其中已建成 运行的9台，正在建造的两台，已报送国务院 并得到批准近期将开工的4台。
[视频]崛起的新能源－－核电
压水堆核 电站工作 原理
大 亚 湾 核 电 站 全 景 图
秦 山 核 电 站 全 景
电站反应堆换料
电站反应堆控制棒
[视频]核能与核技术
核燃料：天然铀或浓缩铀制成的铀棒
减速剂：使快中子变成慢中 子，通常用石墨、重水或普 通水
控制棒：调节中子的数量， 从而控制反应速度，通常用 镉棒
冷却剂：保证反应堆在一定 温度下运行，通常用水、液 态金属钠、空气等流体
⑷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；
太阳能、风能、水能、波浪能、煤、石油、 天然气、生物能
第二类能源：来自地球本身的能量
核能、地热、温泉
第三类能源：来自天体间的引力能
潮汐能
三、新能源
核能 太阳能 地热能 风能
海洋能 生物能 氢能
1、核能
原子核结构发生变化时释放出的能量——统 称为核能，也称为原子能。
[视频]瓶子里的巨人
⑴核能产生的原理