《能源概论》第1章 绪论
《能源与动力工程概论》教学大纲
《能源与动力工程概论》教学大纲第一部分教学大纲说明一、课程性质1、《能源与动力工程概论》是专业必修课2、本课程在教学计划中的地位、作用为了开阔、提高学生的能源与动力相关知识和能力,把《能源与动力工程概论》作为学生的专业必修课程,从而提高学生的综合素质。
二、教学目的和要求在教学过程中将侧重应用型专科的需要,注重培养学生分析思考问题和解决实际问题的能力,在结课后安排调查分析。
力求用学科前沿知识和实例丰富授课内容,增加学生的知识容量,为将来从事实际能源与动力工程利用和科研工作奠定基础。
三、学分和课时分配1、总学分:2学分2、总学时:28学时课时分配表四、适用范围热能与动力设备与应用专业(专科)第二部分教学内容五、理论教学内容与教学基本要求本书共分七章,第一章绪论;第二章常规能源;第三章可再生能源;第四章能源与动力;第五章能源与环境;第六章能源与交通;第七章节能。
1.第一章绪论教学目的和要求讲述能源的基本概念、能源与人类文明、能源资源和能量转换。
要求熟悉能源的基本概念和能源资源和能量转换;了解能源与人类文明。
教学重点和难点能源的定义、分类、评价我国能源的特点和能量的转换教学内容第一节能源的基本概念第二节能源与人类文明第三节能源资源第三节能量转换复习思考题1、解释:能源;能量2、能源评价的方面有那几方面3、叙述能量转化的特点2.第二章常规能源教学目的和要求讲述煤炭、石油、天然气的分布;掌握煤炭、石油、天然气特点、和利用。
教学重点和难点煤炭、石油、天然气特点煤炭、石油、天然气利用教学内容第一节煤炭第二节石油第三节天然气复习思考题1、简述煤炭的组成及主要性能2、简述天然气的组成及分类3.第三章可再生能源教学目的和要求讲述可再生能源的种类;了解地热、海洋能、生物质能的特点和利用现状;要掌握太阳能、风能、氢能、核能、水能的特点和利用现状及当前发展需要解决的技术。
教学重点和难点太阳能的采暖、制冷、发电和光伏电池的开发风能资源的评估和发电教学内容第一节太阳能第二节风能第三节地热能第四节海洋能第五节生物质能第六节氢能第七节核能第八节水能复习思考题1、叙述太阳能光伏发电系统2、简述风能资源评估步骤3、简述氢的储存和运输4.第四章能源与动力教学目的和要求讲述内燃机的燃烧和能源利用现状和开发前景;讲述蒸汽轮机和燃气轮机的特点和综合利用现状;掌握火电厂发电原理和电站锅炉的设备特征及我国火力发电的发展方向。
能源资源科学概论第一章 概论
英国:在煤的开采和利用技术上的领先地位, 使它一跃而成为世界工业强国。
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一、能源的变迁
3. 石油——黑色金子
19世纪初,石油开始在陆上交通工具的燃料中占有 主要地位。
要根源。
1 .温室效应
能源对环境的污染:
2 .酸雨 3 .臭氧空洞
4 .热污染
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5 .放射性污染
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三、能源与环境
产生机理
(1)温室效应
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受不了啦!
(1)温室效应
引发因素
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构成客观世界的三大基础:物质、能量和信息。
科学史观: 物质构成世界,没有物质,世界便虚无缥缈;
能量是物质的属性,是一切物质运动的动力,没 有能量,物质就静止呆滞;
信息是客观事物和主观认识相结合的产物,没有 信息,物质和能量既无从认识,也毫无用处。
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第一节 能量与能源 一、能量
宇宙间一切运动着的物体都有能量的存在和转化。 人类一切活动都与能量及其使用紧密相关。
(4)水资源形势严峻
除了 蒸馏水,它 们还有洁净 的栖身之所 吗?
——请关 注
水环境污染!
(5)水土流失严 重
因沙漠化被埋没的村庄
(6)生物多样性遭到严重破坏
三、能源与环境
3.能源对环境的影响及对策
能源在其开采、输送、加工、转换、利用和消费过
程中,对生态系统产生各种影响,成为环境污染的主
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新能源概论1绪论
nonrenewable, that is, they draw on finite
resources that will eventually dwindle, becoming too expensive or too environmentally damaging to retrieve.
• In contrast, renewable energy resources – such as wind and solar energy – are constantly replenished and will never run out. Most renewable energy comes either directly or indirectly from the sun. •——Sunlight, or solar energy •——Wind •——Bioenergy
新的能源技术的综合应用,将加速世界的技术革命的进程。 而新的技术革命为人类面临能源的挑战开辟了广阔的前景。
3、绿色世界,能源与可持续发展
可持续发展的概念是人类经济、社会和环境目标的协调
一致,是当前发展和长远发展目标的协调一致。
绿色能源,是人类未来的希望,与此相关的绿色技术、 绿色产业、绿色消费观念日益得到人们的认同,全球在 掀起绿色浪潮,21世纪将是“绿色世纪”
天 然 气
石 油
煤
生 物 质
固气液 体体体 燃料
风 力
水 力
海 洋 能
地 热
太 阳 能 氢
核 裂 变
核 聚 变
化 工 设 备
热 装工 置业
燃 烧 炉
风 力 机
水 轮 机
光 电 池
燃 料 电 池
能源与动力工程概论
第一章绪论•我国能源问题的重要性——能源安全!1.进口依赖2011年我国进口石油2.6亿吨,重要是从中东和非洲进口,其中从沙特、伊朗、伊拉克进口1.9亿吨,从安哥拉和苏丹进口4000万吨。
2.能源经济—能源价格2011年我国进口石油花费1.5万亿人民币。
3.能源技术与环境每年因煤矿事故丧生人数2000人以上;天然气管道有爆炸危险;水电站有塌坝危险;核安全问题。
第一章绪论•能源消费观1.是否走美国的能源道路?低廉的石油价格,放任石油的消费。
2.是否走欧洲和日本的能源道路?征收能源税。
大力发展节能技术。
有观点认为:低廉的石油价格往往意味着落后的能源利用技术!3.能源消费与幸福感是否开车就是先进的生活方式,步行和骑自行车就是落后的生活方式?第一章绪论•第一节能源的基本概念•第二节能源与人类文明•第三节能源资源•第四节能量返回总目录第一节能源的基本概念能源(energy resources):能够直接或经过转换而提供能量的自然资源。
自然资源(natural resources):尚未开采出来的资源。
自然资源不属于能源。
初始能源:核聚变、核裂变、放射性源和天体间的引力。
分为(1)来自地球以外天体的能量—太阳能和宇宙射线能;(2)地球本身蕴涵的能量;(3)天体对地球的引力。
能源的定义能源的分类来自太阳等地外天体来自地球来自地球和其它星体的相互作用按来源分一次能源二次能源按成因分燃料能源非燃料能源按性质分常规能源新能源按使用状况分清洁能源非清洁能源按污染分可再生能源不可再生能源按可否再生分1 按地球上能量的来源分•来自于地球本身,如核能、地热能等;•来自于地球外天体,如宇宙射线及太阳能,以及由太阳引起的水能、风能、波浪能、海洋温差能、生物质能、光合作用等;•来自于地球和其他星体的相互作用,如潮汐能。
2 按使用状况(被利用的程度)分•常规能源(conventional source of energy),如煤炭、石油、天然气、薪柴燃料、水能等;•新能源,如太阳能(solar energy)、地热能(geothermal energy)、潮汐能(tidal energy)、生物质能(biomass energy)等,另外还有核能。
能源工程概论1 能源资源概述
温室气体
地 球 的 大 气 层 中 , CO2( 占 50% ) 、 氟利 昂、甲烷、臭氧、水蒸汽等三原子或多 原子气体,都具有温室效应。
温室效应还是使用矿物能源所造成的!
温室效应对地球生态环境影响很大。
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温室效应的 后果
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温室效应引发环境问题
子)核能、地热能、海洋温差能、潮汐能、生物质 能(树枝、秸秆、牛粪、能源植物)及氢能;
3.有待开发利用的能源:
可燃冰、可控核聚变能等。
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太阳能、风能、海洋温差能、生物质能等
能源 太阳
其它 星球
潮汐能
来源
地球内部
煤、石油、天然气、地热、核燃料等
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地 球 表 面 的 能 流
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新能源 太阳能、风能、 海洋能、地热能、 生物质能、核聚 变能等
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能源的分类(按环境有无污染)
清洁能源
太阳能、风能、 水力能、地热能、 生物质能、氢能 等。
非清洁能源
矿物燃料、 核燃料等
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能源的分类(按可燃性)
燃料能源
矿物燃料(煤炭、石油、 天然气); 生物燃料(柴草,沼气 等); 化工燃料(丙烷、甲醇、
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能源评价——开发费用和设备费用
开
太设
备 费:
太阳能 风能 海洋能
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化石 燃料
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能源评价——运输费
运 太阳能 输 风能 费:
核电 站
化石 燃料
燃煤 电站
能源概论1
能源科学概论中国成立高规格能源委员会在停建30年后,美国总统宣布将新建核电厂能源问题成为人大政协会议的热门议题哥本哈根会议3.5,温家宝: 加强现代能源产业和综合运输体系建设。
积极推动能源生产和利用方式变革,提高能源利用效率。
推进传统能源清洁利用,加强智能电网建设,大力发展清洁能源2~3月,各地两会能源热词3.3, 中国超越美国成为第一大能源消费国,石油对外依存度越过了50%这一国际警戒线3.6,中东危机正把国际油价推向与70年代历史相似的境地。
能源问题是当今世界及我国关注的重大战略问题9能源是人类生存和可持续发展的重要物质基础,更是关系国计民生的重要战略资源9能源也是关系经济发展、国家安全和民族根本利益的重大战略问题9能源更是社会经济发展不竭的动力9能源电力必将伴随并有力地支持人类社会的进步能源技术是继生物技术、信息技术和纳米技术之后,科技发展浪潮下一个最重要的增长点,是影响世界未来经济文化发展和政治格局的科技制高点中科院中国至2050年的科技发展路线图2010年中国十大能源新闻z1、高规格国家能源委员会成立,温家宝总理出任能源委主任z2、岭澳二期1号机组、秦山二期扩建3号机组先后建成投产,中国在运核电机组突破1000万千瓦,在建核电规模居世界第一z3、“十一五”关停小火电机组7210万千瓦z4、中缅油气管道开工建设,中俄原油管道全线竣工,中国陆上西北、东北、西南和海上四大能源国际战略通道成形z5、上海东海大桥海上风电场并网发电,中国海上风电建设拉开大幕z6、全国水电装机突破2亿千瓦,中国水电100年纪念大会在云南昆明隆重召开z7、启动新一轮农村电网改造升级建设,力争用3年时间基本建成安全可靠、节能环保、技术先进、管理规范的新型农村电网z8、石油天然气管道保护法获审议通过,可再生能源法修正案开始施行,能源法律框架体系进一步健全z9、青藏电网联网工程开工,新疆与西北联网工程建成,少数民族地区能源建设提速z10、国务院下发《关于加快推进煤矿企业兼并重组的若干意见》,山西、内蒙古、宁夏、河南、山东等地煤炭资源整合步伐加快课程内容(一)能源与社会(3学时)能源在国民经济中的地位、能源与政治、世界及中国能源现状能源与能量转换(6学时)能源的来源、分类、性质能量的形式,能量的转换的基本途径热能与机械能的转换化学能与热能的转换(燃烧过程)能源与电力(18学时)常规能源电力:火力(煤、油、气、联合)、水力、新能源电力:核能、生物、太阳、海洋、沼气)分布式发电能源与能量的传递(3学时)传热学:导热、对流、辐射、换热器能源与经济(5学时)节能(电、油、煤、热能)、能源市场、能源规划,能源政策,能源体制。
能源概论第一章
• 科学史观认为,世界是由物质构成的, 运动是物质存在的方式,是物质固有的 属性,能量则是物质运动的度量。??
质量和能量可以相互转化并守恒
能量和物质质量的关系:质能方程 E=mc2
600MW燃煤发电厂,年耗煤2000000吨,核电站耗U235燃料1 吨 转变成能量的物质只有640g
按能源能否再生分
• 可再生能源,即不会随其本身的转化或 人类的利用而越来越少的能源,如水能、 风能、潮汐能、太阳能等; • 非再生能源,它随人类的利用而越来越 少,如石油、煤、天然气、核燃料等。
能源的分类
• 由于可被人类利用的能源多种多样,因 此有以下六种不同的分类方法: (1)按地球上的能量来源分; (2)按被利用的程度分; (3)按获得的方法分; (4)按能否再生分; (5)按能源本身的性质分; (6)按对环境的污染情况分。
按地球上的能量来源分
• 来自于地球本身,如核能、地热能等; • 来自于地球外天体,如宇宙射线及太阳 能,以及由太阳引起的水能、风能、波 浪能、海洋温差能、生物质能、光合作 用等; • 来自于地球和其他星体的相互作用,如 潮汐能。
能量传递过程的特点
• 能量的传递包括转移与转换两种形式。 转移是某种形态的能量从一地转移到另 一地,从一物转移到另一物;转换则是 能量由一种形态变为另一形态。
能量传递过程的特点
• 能量传递的途径主要有两条:由物质交 换和质量输运而携带的能量称为携带能; (运动和流动过程) • 在体系边界面上的能量交换称为交换能。 (汽轮机、内燃机、面式换热过程)
能量的性质
• • • • • • 状态性(与温度、压力、速度,体积、动量等有关) 可加性(与物质的量有关) 传递性(空间或物质间转移,传热学和流体力学) 转换性(热力学) 做功性(yong 效率) 贬值性 (质的高低,高温到低温,机械能到热能)
《工程热力学》教学课件绪论第1章
4 英国
9755 23770
5.7
21217.6 21900
0.2
5 加拿大 5680 12716
5.2
20908.9 24034
0.9
6 俄罗斯 6081
9906
3.1
87827
4487
-17
7 日本 29320 43684
2.5
44591.6 43460 -0.2
8 韩国
2536
8882
8.1
9265
《工程热力学》教学课件
授课60学时 实验4学时
工程热力学 Thermodynamics
能源概论(绪论) §0-1 自然界的能源及其利用
一、能源及其分类
定义:能源是指可向人类提供各种能量和动力的物质 资源。
能源可以根据来源、形态、使用程度和技术、 污染程度以及性质等进行分类:
工程热力学 Thermodynamics (一)按来源分:
第一节 热力系、状态与状态参数 一、热力系统与工质
1、定义 人为划定的一定范围内的研究对象称为热力系统, 简称热力系或系统。
11
固定边界
移动边界
系统
系统
边界
22
热力系统
2、分类
工程热力学 Thermodynamics
按物质 闭口系:与外界无物质交换的系统 CM
交换 开口系:与外界有物质交换的系统 CV
1850~1851年克劳修斯和开尔文先后独立提出了热力学第二定律; 1906~1912年能斯特提出了热力学第三定律。
工程热力学 Thermodynamics
§0-3 工程热力学的研究对象、内容和方法
一、研究对象
热力学是研究热能和机械能相互转换规律,以提高能量利 用经济性(节能)为主要目的的一门学科。
能源概论-chapter 1
能源概论哈尔滨工业大学燃烧工程研究所/sunsr@2005年2月第一章绪论主要参考书目:《新能源发电》西安交通大学陈听宽等编机械工业出版社,1982版《能源科学导论》黄素逸编著北京,中国电力出版社,1999版《能源化学》陈军陶占良编著化学工业出版社,2004年§1-1 引言一、能量和能源1、能量构成客观世界三大基础:物质、能量和信息。
宇宙间一切运动着的物体中都具有能量的存在和转化,如爱因斯坦著名质能转化方程,2E ,表征了物质和能量之间的相互转化,信息描述变化和转化的关mc系。
人类一切活动都与能量及其使用紧密相关。
能量—产生某种效果(变化)的过程必然伴随着能量消耗或转化,因此从物理学上,能量为“产生某种效果(变化)的能力”,同时是做功能力一种度量。
如,用F (N)的力推动物体沿某一方向移动S (m)的距离,则所做的功为W=F·S(J),就要消耗一定的等价于W的能量E才能产生上述效果。
而通过大量的实验已经证明,能量既不能消灭,也不能创生,只能从一种形式转化到另一种形式,即能量是守恒的—热力学第一定律。
到目前为止,人类所认识的能量有如下六种形式:(1) 机械能。
它包括固体和流体的动能、势能、弹性能及表面张力能等。
动能和势能统称为宏观机械能,是人类最早认识的能量。
(2) 热能。
构成物体的微观分子运动的动能表现为热能。
这种能量的宏观表现是温度的高低,它反映了分子运动的强度。
(3) 电能。
它是和电子流动与积累有关的一种能量,通常是由电池中化学能转化而来,或是通过发电机由机械能转换得到;反之,电能也可以通过电动机转化为机械能,表明电做功向外输出机械能的能力。
(4) 辐射能。
物体以电磁波、光波形式发射的能量称为辐射能,如地球表面所接受的太阳能就是辐射能的一种。
(5) 化学能。
它是物质内部的原子核外发生化学变化引起的能量变化,按化学热力学定义,物系在化学反应过程中以热能形式释放的内能称为化学能。
《新能源概论》第一章 绪论
XIN NENGYUAN GAILUN
XIN NENGYUAN GAILUN
XIN NENGYUAN GAILUN
XIN NENGYUAN GAILUN
1.1能源含义及发展情况 1.2新能源的分类及其发展XIN NENGYUAN GAILUN 1.3新能源利用发展现状和趋势
1.1 能源含义、分类及发展现状 1.1.1能源的含义
1.太阳能
XIN NENGYUAN GAILUN
太阳是位于太阳系中心 的恒星,它几乎是热等 离子体与磁场交织着的 一个理想球体。
与地球相距1.5亿千米, 直径是地球直径的109倍 多。体积约是地球的130 万倍;质量大约是地球 的330,000倍。太阳每秒 钟照射到地球上的能量 相当于500万吨煤。
XIN NENGYUAN GAILUN
XIN NENGYUAN GAILUN
生物柴油快艇
生物质能
XIN NENGYUAN GAILUN
直接燃料
气体燃料
生物油
化工原料等
3.生物质能特点
1
2
3
4
5
蕴藏量 巨大的 可再生 能源;
普遍性、 易取性; 环境污染
小
唯一X可IN NENGY挥U发AN分GAILUN环境污
以存储
高,炭
染小
、运输
活性高
XIN NENGYUAN GAILUN
量丰富、广泛分布、干净与缓和温室效应
XIN NENGYUAN GAILUN
独立运行 A
与其他发电 方式相结合
B
风力并网 XIN NENGYUACN GAILU发N电
风力发电
3.生物质能 生物质能(biomass energy ),就是太阳能以化学能形 式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。
能源概论 第1章 概述
二、能源利用与转换的历史 人类对能源的利用主要有三大转换: 第一次是煤炭取代木材等成为主要能源; 第二次是石油取代煤炭而居主导地位; 第三次是20世纪后半叶开始出现的向多能源结构
的过渡转换。 人类利用能源的历史可分为五大阶段: 火的发现和利用; 畜力、风力、水力等自然动力的利用; 化石燃料的开发和热的利用; 电的发现及开发利用; 原子核能的发现及开发利用。
其应用范围也相当广泛,如可用于医院、疗 养院、大型商厦、办公楼、宾馆、体育馆等。
第二节 能量的转换与利用 含义:能量形态上的转换、能量空间的转换
(传输)、能量时间上的转换(储存)。
能量转换和守恒定律:输入能量—输出能量 =储存能量的变化
能量转换过程、设备及系统。 燃烧煤的炉中:煤炭燃烧,化学能→热能; 太阳能热水器中:太阳能→热能。
(二)石油的形成
石油是由古代有机物(主要是单细胞植物,如蓝-绿 海藻类;单细胞动物,如有孔虫类)变来的。在漫长 的地质年代里,海洋里繁殖了大量的海洋生物,它 们死亡后的遗体随着泥沙一起沉到海底,长年累月 地一层层堆积起来,跟外界空气隔绝着,经过细菌 的分解,以及地层内的高温、高压作用,生物遗体 逐渐分解、转化成石油和天然气。
一、能源的转换 1.能源转换流程:一次能源→二次能源→终端使用能源
转换的流程:
一次能源
二次能源
终端能源
2.一次能源转换成二次能源的方法:多种不同的方法。 中心电站生产电力,有时还进行区域供热。 石油炼制成更方便的液体燃料→汽油、喷气燃料、柴油等。 能源转换设备有时是系统的终点,如核裂变能,在核电站发
有红、金黄、墨绿、黑、褐红、甚至透明;原油的 颜色决定于它本身所含胶质、沥青质的含量,含的 越高颜色越深,原油的颜色越浅其油质越好。透明 的原油可直接加在汽车油箱中代替汽油。
《能源概论》第1章 绪论
7. 含能体能源与过程能源分类法
• 有些物质本身含有能量,如煤炭、石油、天然气、 有些物质本身含有能量,如煤炭、石油、天然气、 氢气、生物质等, 氢气、生物质等,在把这些物质进行运输和贮存的 同时,也将能量进行了运输和贮存。 同时,也将能量进行了运输和贮存。这类能源称为 含能体能源或载体能源。 含能体能源或载体能源。 • 另一类能源是由于提供能量的物质运动所产生的, 另一类能源是由于提供能量的物质运动所产生的, 如水力能、风能、潮汐能、电能等。 如水力能、风能、潮汐能、电能等。这类能源称为 过程性能源,其特点是不能直接贮存。 过程性能源,其特点是不能直接贮存。
1.3.2 中国能源面临的挑战
1.人均能源资源紧缺 . 2.需求量大,油气供需缺口大 .需求量大, 3.能耗强度高,利用效率低 .能耗强度高, 4.能源结构不佳,污染严重 .能源结构不佳,
1.3.3 能源可持续发展战略
表1.3 世界主要地区三大化石能源储量
表1.4 世界主要产能国家三大化石能源储量
1.2.2 消费与需求
据统计, 全世界2001年一次能源总消费量达 据统计 , 全世界 年一次能源总消费量达 到 9124.8 Mtoe,其中北美 、 亚太 、 欧洲和俄罗斯 , 其中北美、 亚太、 及周边地区是主要的消费地区, 它们的消费量占 及周边地区是主要的消费地区 , 世界总量的87.6%。 。 世界总量的
4. 常规能源与新能源分类法
常规能源 Conventional Energy 已经大规模生产和广泛利用的、 已经大规模生产和广泛利用的、技术比较 成熟的能源。如煤炭、石油、天然气、 成熟的能源。如煤炭、石油、天然气、水力能 等一次能源,以及煤气、焦炭、汽油、酒精、 等一次能源,以及煤气、焦炭、汽油、酒精、 电力、蒸汽等二次能源都属于常规能源。 电力、蒸汽等二次能源都属于常规能源。常规 能源是以当时科学技术水平为基础, 能源是以当时科学技术水平为基础,相对于新 能源而言的。 能源而言的。
-1新能源汽车概论课件-第一章绪论
*** 汽车能源的发展历程
*** 现代电动汽车
现代电动汽车是指主要以动力电池或超级电容为能量源、全部或部分
由电机驱动的汽车,通常有纯电动汽车、插电式混合动力(增程式)电动汽
*** 汽车能源的发展历程
*** 内燃机汽车
1876年活塞式四 冲程煤气内燃机
问世。
1885年世界上第 一辆三轮汽车问
世。
1885年世界上第 一辆四轮汽车问
世。
1908 年福特公 司推出 T 型车。
美国福特公司推出 T 型车,标志着世界汽车工业革命就此开始。此外福特 建成成了世界上第一条汽车装配流水线大大缩短了汽车的装配生产时间,大大推 动了汽车的发展。
新能源汽车概论
第一章 绪 论
1.1 汽车能源的发展历程 1.2 新能源汽车概述
*** 汽车能源的发展历程
*** 蒸汽机汽车
1765 年英国的詹姆 斯·瓦特(James
Watt)发明了蒸汽机。
蒸汽机汽车 的发展历程
1769 年法国尼古拉 斯·古诺发明了第一辆
蒸汽三轮车
1838 年英国发明家 亨纳特发明了世界第
展策略)的大力支持,使得在整车的动力性、续驶里程等方面都完胜于早期的
电动汽车。
C
C
C
燃煤
石油
燃气、替代燃料
汽车的发展历程
氢气
汽车能源发展整体上体现出逐步地在进行能源的“脱碳加氢”。
*** 新能源汽车的概念和分类
*** 新能源汽车的概念和分类
新能源汽车是指采用新型动力系统,完全或主要依靠新型能源驱动的汽车。
能源化学工程的概论第一章
能源的评价
• 储量 • 能量密度 • 储能的可能性与供能的连续性 • 能源的地理分布 • 开发费用和利用能源的设备费用 • 运输费用与损耗 • 能源的可再生性 • 能源的品位 • 对环境的影响
1.2 能源利用史
煤炭 石油和天然气 (管线焊接技术)
电能的利用
(1).伏打发明电池 (2).1820年,丹麦物理学家奥斯特发现电流磁效应。 (3).1831年,英国物理学家法拉第发现感应电流。
人类利用能源的历史,也就是人类认识和征服自然 的历史。 (1)火的发现和利用; (2)畜力、风力、水力等自然动力的利用; (3)化石燃料的开发和热的利用; (4)电的发现及开发利用; (5)原子核能的发现及开发利用
火的利用
原始人钻木取火
(金属冶炼与加工、陶瓷烧制)
18世纪中叶,木材在世界一次能源 的消费结构中占首位。
原子能 铀,钍,硼,氘
第三类能源(来自地球和 其它天体的相互作用)
潮汐能
二次 电能,氢能,煤油,汽油,柴油,酒精,甲醇,丙烷,苯胺,肼, 能源 氨,硝化棉和硝化甘油,黑色火药等。
有关能源的国际组织
国际能源机构(国际能源署、国际能源组织)International Energy Agency, IEA
简称欧佩克(OPEC)或油组 政 府 间 气 候 变 化 专 业 委 员 会 Intergovernmental Panel on Climate
Change, IPCC 经济合作与发展组织Organization for Economic Cooperation and
Development, OECD
新能源概论第1章绪论
本章结构:1新能源的发展背景2能源的含义、分类及发展现状3新能源的分类及其发展4新能源利用发展现状和趋势本章内容1新能源的发展背景能源是社会进步和经济发展的重要基础,安全可靠的能源供应体系和高效、清洁、经济的能源利用,是支撑经济和社会持续发展的基本保证。
能源的供应方式和技术水平决定了经济发展的水平,每次能源革命都伴随着经济结构调整。
世界各国的经济腾飞和工业化必须以大量的能源消费作为支撑,由于各国历史背景不同,发展程度不同,经济积累不同,且地域各异,故展现出各国对能源的消费和需求是极不均衡的。
当今世界新技术、新产业迅猛发展,孕育着新一轮产业革命,新兴产业正在成为引领未来经济社会发展的重要力量,世界主要国家纷纷调整发展战略,大力培育新兴产业,抢占未来经济科技竞争的制高点。
欧盟最新出台的能源规划中提出了到2050年构建完全可持续能源系统的构想,届时将使用可再生能源满足全部能源需求。
为积极应对气候变化、调整能源结构、保障能源安全、实现可持续发展,我国政府提出争取到2020年非化石能源占一次能源消耗比重达到15%左CO排放比2005年下降40%-45%,并作为约束性指标纳入国民经右,单位国内生产总值的2济和社会发展中长期规划。
我国能源资源的格局是富煤、贫油、少气、可再生能源丰富,大力发展可再生能源,形成多种能源互补均衡发展的能源结构可以显著提高能源转化效率,是实现可持续发展的重要途径。
我国“十一五”期间确立了新能源等七大战略新兴产业,是以重大技术突破和重大发展需求为基础,对经济社会全局和长远发展具有重大引领带动作用,知识技术密集、物质资源消耗少、成长潜力大、综合效益好的产业。
2012年10月24日,《能源发展“十二五”规划》确定了“十二五”时期新能源的发展目标,并再次夯实了新能源地位的重要性。
2能源的含义、分类及发展现状历史经验表明,每一次能源科学技术的突破,都会带来生产力的飞跃和社会的发展。
世界能源环境科学技术研究正趋向于取代20世纪的传统能源技术,这将在能源和环境交叉方面带来革命性的突破。
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在生产和生活中, 在生产和生活中,由于工作需要或便于输 送和使用等原因, 送和使用等原因 , 把上述能源经过一定的加 工 , 使之转换成符合使用条件的能量的来源 也称为能源。 也称为能源。 如:电力,水蒸汽,煤气等。 电力,水蒸汽,煤气等。
1.1.2 能源的分类
1. 来源分类法 2. 一、二次能源分类法 3. 可再生能源与非再生能源分类法 4.常规能源与新能源分类法 常规能源与新能源分类法 5.燃料能源与非燃料能源分类法 燃料能源与非燃料能源分类法 6. 商品能源与非商品能源分类法 7. 含能体能源与过程能源分类法 8. 清洁能源与非清洁能源分类法
4. 常规能源与新能源分类法
常规能源 Conventional Energy 已经大规模生产和广泛利用的、 已经大规模生产和广泛利用的、技术比较 成熟的能源。如煤炭、石油、天然气、 成熟的能源。如煤炭、石油、天然气、水力能 等一次能源,以及煤气、焦炭、汽油、酒精、 等一次能源,以及煤气、焦炭、汽油、酒精、 电力、蒸汽等二次能源都属于常规能源。 电力、蒸汽等二次能源都属于常规能源。常规 能源是以当时科学技术水平为基础, 能源是以当时科学技术水平为基础,相对于新 能源而言的。 能源而言的。
能源概论
《能源概论》主要内容 能源概论》
第1章 绪论 章 第2章 煤炭 第3章 石油 第4章 天然气 第5章 电能 第6章 太阳能 章 第7章 生物质能 章 第8章 风能 章 第9章 地热能 章 第10章 海洋能 章 第11章 氢能与燃料电池 章 第12章 节能概论 章 第13章 工业节能技术 章 第14章 建筑及民用节能技术 章 第15章 交通节能技术 章
1.2.1 资源状况 1.2.2 消费与需求
1.2.1 资源状况
石油 年末, 到 2001年末 , 探明的世界石油剩余可采储量 年末 为 143×109 t,其中中东地区约占世界总量的 2/3, 中东地区约占世界总量的 × ,其中中东地区 , 其它地区均不足 10%。石油剩余可采储量最多的 。 是沙特阿拉伯,占世界总量的 1/4,中国石油剩余 沙特阿拉伯, , 可采储量占世界的 2.3%,列世界第 11 位。 ,
表1.3 世界主要地区三大化石能源储量
表1.4 世界主要产能国家三大化石能源储量
1.2.2 消费与需求
据统计, 全世界2001年一次能源总消费量达 据统计 , 全世界 年一次能源总消费量达 到 9124.8 Mtoe,其中北美 、 亚太 、 欧洲和俄罗斯 , 其中北美、 亚太、 及周边地区是主要的消费地区, 它们的消费量占 及周边地区是主要的消费地区 , 世界总量的87.6%。 。 世界总量的
天然气 到 2001 年 末 , 世 界 天 然 气 剩 余 可 采 储 量 155.08×1012 m3,主要分布在前苏联和中东地区, 主要分布在前苏联和中东地区, 前苏联和中东地区 × 以上, 占世界总量的 70%以上,其它地区均不足 10%。 以上 。 俄罗斯排名世界第一, 俄罗斯排名世界第一,剩余可采储量占世界总量的 30% 以 上 。 中 国 天 然 气 剩 余 可 采 储 量 占 世 界 的 0.9%,列世界第 18 位。 ,
新能源 New Energy 利用高新科学技术系统地研究开发, 利用高新科学技术系统地研究开发,但是尚未 大规模使用的能源。太阳能、风能、生物质能、 大规模使用的能源。太阳能、风能、生物质能、海 洋能、地热能、氢能等都属于新能源。 洋能、地热能、氢能等都属于新能源。新能源是在 不同历史时期和科学技术水平条件下,相对于常规 不同历史时期和科学技术水平条件下, 能源而言的。随着煤炭、石油、 能源而言的。随着煤炭、石油、天然气等常规能源 储量的不断减少, 储量的不断减少,新能源将成为世界新技术革命的 重要内容,成为未来世界持久能源系统的基础。 重要内容,成为未来世界持久能源系统的基础。
二滩水电站
葛洲坝 水电站
葛洲坝水电站 船闸) (船闸)
龙 羊 峡 水 电 站
秦山核电站
大亚湾核电站
太阳能的炉房
厌氧消化池
沼 气 柜
沼气发电机房
大型生物质能工程
大型风电场
西藏羊八井地热 电站
1.1.1 能量与能源
能量是物质的属性 , 是物质运动的度量, 能量 是物质的属性, 是物质运动的度量 , 是物质的属性 是作功的能力。 是作功的能力。 能源是能量的来源或源泉。 能源是能量的来源或源泉。 是能量的来源或源泉 在自然界中, 在自然界中,有一些自然资源拥有一 定的能量, 它们的在一定的条件下, 能 定的能量 , 它们的在一定的条件下 , 够转换成人们所需要的某种形式的能量, 够转换成人们所需要的某种形式的能量 , 这样的自然资源称之为能源。 这样的自然资源称之为能源。
3. 可再生能源与非再生能源分类法
可再生能源 Renewable Energy 自然界可连续再生 并有规律地得到补充的能源。常见的可再生能源有: 并有规律地得到补充的能源。常见的可再生能源有: 太阳能、生物质能、水力能、风能、海洋能、 太阳能、生物质能、水力能、风能、海洋能、地热 能等。 能等。 非再生能源 Non-renewable Energy 不能连续再生 可耗尽的能源。如煤炭、石油、天然气、 的、可耗尽的能源。如煤炭、石油、天然气、裂变 核燃料铀等都是经过自然界亿万年演变形成的有限 量能源,它们不可重复再生,最终可被用尽。 量能源,它们不可重复再生,最终可被用尽。
第一章 绪 论
1.1 能源 1.2 能源现状 1.3 中国能源可持续发展
1.1 能 源
原油开采
大庆石化
高桥石化
煤炭开采
LNG为中国能源消费 为中国能源消费 带来“清洁高效” 带来“清洁高效”理 念
天然气动力汽车
天然气发电
LNG城市燃气装置 城市燃气装置
三峡工程
刘家峡水电站(输电) 刘家峡水电站(输电)
非燃料能源 Non-fuel Energy 无需通过燃烧而直接提供人类使用的能源。 无需通过燃烧而直接提供人类使用的能源。如 太阳能、风能、水力能、海洋能、地热能等。 太阳能、风能、水力能、海洋能、地热能等。 非燃料能源所含有的能量形式主要有机械能、 非燃料能源所含有的能量形式主要有机械能、 光能、热能等。 光能、热能等。
1.3.2 中国能源面临的挑战
1.人均能源资源紧缺 . 2.需求量大,油气供需缺口大 .需求量大, 3.能耗强度高,利用效率低 .能耗强度高, 4.能源结构不佳,污染严重 .能源结构不佳,
1.3.3 能源可持续发展战略
表1.6 世界主要地区能源消耗量
表1.7 主要耗能国家能源消费量
消费量 消费量 消费量
(续表1.7) 续表 )
图1.3 世界一次能源消费量分布图
1.3 中国能源可持续发展
1.3.1 中国能源生产状况
建国以来,我国的能源工业从无到有,从小 建国以来,我国的能源工业从无到有, 到大,逐步发展起来。特别是改革开放后, 到大,逐步发展起来。特别是改革开放后,更得 到了飞速发展, 到了飞速发展,基本满足了经济发展和人民生活 水平提高对能源提出的要求。 水平提高对能源提出的要求。
1. 来源分类法
(1)太阳能(广义) )太阳能(广义)
1)经生物质转化: )经生物质转化: 煤炭、石油、天然气、油页岩,草木、 煤炭、石油、天然气、油页岩,草木、沼气 等 矿物燃料 2)经空气或水转化: )经空气或水转化: 流水、海浪、 风、流水、海浪、波浪 等 3)经热转化 ) 海洋热 4)太阳能直接辐射(狭义太阳能) )太阳能直接辐射(狭义太阳能)
(2) 地热 )
1)地震、火山; )地震、火山; 2)地热水或地热汽; )地热水或地热汽; 3)热岩层。 3)热岩层。
(3) 核能 ) (4) 潮汐能 )
2. 一、二次能源分类法
自然界已经存在, 自然界已经存在,或由于自然条件变化 而产生的, 而产生的,并没有经过人为加工转换的 能源,称为一次能源,或天然能源。 能源,称为一次能源,或天然能源。 人类对一次能源进行加工或转换而得到 的产品,称为二次能源。 的产品,称为二次能源。
5. 燃料能源与非燃料能源分类法
燃料能源 Fuel Energy 用作燃料使用, 用作燃料使用,主要通过燃烧形式释放热能的能 根据其来源可分为矿物燃料(如石油、天然气、 源。根据其来源可分为矿物燃料(如石油、天然气、 煤炭等) 核燃料(如铀、钍等) 生物燃料( 煤炭等),核燃料(如铀、钍等),生物燃料(如木 秸秆、 沼气等) 材 、 秸秆 、 沼气等 ) 。 根据其形态可分为固体燃料 如煤炭、木材等) 液体燃料(如汽油、酒精等) (如煤炭、木材等),液体燃料(如汽油、酒精等), 气体燃料(如天然气、沼气等) 气体燃料(如天然气、沼气等)。燃料能源的利用途 径主要是通过燃烧将其中所含的各种形式的能量转换 成热能。燃料能源是人类的主要能源。 成热能。燃料能源是人类的主要能源。
煤炭 到 2001 年 末 , 世 界 煤 炭 剩 余 可 采 储 量 为 亚太、 984453×106 t,主要分布在 亚太 、 北美 、 和前苏联 × , 主要分布在亚太 北美、 地区, 地区,约占世界总量的 80%。世界排名前 位国家 。世界排名前10 占世界的 90.8%。排名第一的是美国 ,它的剩余可 。 排名第一的是美国, 采储量占世界总量的 1/4。中国煤炭剩余可采储量占 。 世界的 11.6%,列世界第 3 位。 ,
8.清洁能源与非清洁能源分类法 .
• 清洁能源不对环境造成损害或损害程度较小,如太 清洁能源不对环境造成损害或损害程度较小, 阳能、水能、风能等。 阳能、水能、风能等。 • 而像煤炭、石油等能源对环境损害程度较大,称为 而像煤炭、石油等能源对环境损害程度较大, 非清洁能源。 非清洁能源。
1.2 能源现状
一、二次能源分类表
一次能源 煤炭,石油,天然气,油 煤炭,石油,天然气, 页岩,太阳能,风能, 页岩,太阳能,风能,海 洋能,波浪能,水力, 洋能,波浪能,水力,核 生物质能,地热能, 能,生物质能,地热能, 潮汐能 二次能源 电力,蒸汽,柴油,汽油, 电力,蒸汽,柴油,汽油, 煤油,焦炭,沼气,重油, 煤油,焦炭,沼气,重油, 酒精,石油液化气,氢气, 酒精,石油液化气,氢气, 甲醇,炸药, 甲醇,炸药,煤气