第1章：能源概述
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太阳能的利用方式
光------热转换 光------电转换 光------化学转换
§1.3
1、太阳能
新能源与可再生能源
二、新能源的开发利用技术
光------热转换 光------电转换
太阳能的利用方式
光------化学转换
太阳能电池板的应用
航天器电源
太阳能庭院灯
太阳光伏建筑
国家体育馆
§1.3 中国新能源与可再生能源现状与前景对策
化学能
海洋能技术 将海洋能转换成电能或机械能的技术
潮汐发电示意图 潮汐发电示意图
7、氢能
• 是氢气通过和氧气的化学反应所产生的能量。 • 主要通过化石燃料制氢、水制氢、生物质制氢等。
7、氢能
• 主要应用于工业方面，包括宇航推进、超亚音速飞机、车 船动力、燃料电池等。
7、氢能
• 主要应用于工业方面，包括宇航推进、超亚音速飞机、车 船动力、燃料电池等。
（2）热污染的危害
• 热污染对是水生生物的影响。 • 热污染对人体健康的影响。 • 热污染对大气的影响。
（3）造成热污染的根本原因
• 造成热污染最根本的原因是能源未能被 最有效、最合理地利用。随着现代工业 的发展和人口的不断增长，环境热污染 将日趋严重。
（4）如何减少大气热污染?
5、放射性污染
放射性污染
中国占：
7
我国大气SO2浓度最高的城市状况
Ç Ð ³ Ê ê È Ä ¶ Ë ö Ò ± ó ô ¹ Ñ × ì Ö Ç Ï ä Ä ³ ¯ Ò ¯ Ê ¼ × à º Ç µ « Ì Ô ó ¬ ´ Í 1987Ä ê ê Õ ù µ Ä È ¾ Ö ¬ ê ¶ ý ³ ±±Ê -3 (mg• ) m 0.61 9.17 0.434 6.23 0.43 6.17 0.31 4.17 0.274 3.57 0.248 3.13 0.24 3 0.129 1.15 1988Ä ê ê Õ ù µ Ä È ¾ Ö ¬ ê ¶ ý ³ ±±Ê -3 (mg• ) m — ª ¡ 0.435 6.25 0.36 5 — — 0.261 3.35 — ª ¡ 0.247 3.12 0.207 2.45
1、按地球上的能量来源分
• 第一类：来自地球外与太阳有关的能源
• 第二类：是与地球内部热能有关的能源 • 第三类：与核反应有关的能源
• 第四类：与地球-太阳-月亮相关的能源
2、按被利用的程度分
• 常规能源； • 新能源。
3、按获得的方法分
• 一次能源； • 二次能源。
4、按能源能否再生分
• 可再生能源； • 非再生能源。
• • • • • 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；
CO2浓度/106
CO2浓度
温度偏差/º C
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
§1.3 中国新能源与可再生能源现状与前景对策 §1.3 新能源与可再生能源
一、新能源与可再生能源含义
新能源及可再生能源主要包括： 太阳能、风能、地热能、水能、海洋能、 生物质能、氢能及核能等。
§1.3 §1.3 新能源与可再生能源 中国新能源与可再生能源现状与前景对策
二、新能源的开发利用技术 1、太阳能
4、地热能
• 地热发电
§1.3 中国新能源与可再生能源现状与前景对策
• 地热直接利用 • 地热能梯级综合利用技术
• 地源热泵技术
冰岛地热发电
地源热泵技术
Fra Baidu bibliotek
5、水 能
水能的主要利用
于水力发电。
§1.3 中国新能源与可再生能源现状与前景对策
6、海洋能
蕴藏在海洋里的可再生能源 海洋能种类 潮汐能 波浪能 海流能 潮流能 海水温差能 海水盐差能 机械能
（2）酸雨的形成
• 现代工业、农业和交通排放更大量，种类 更多的污染物(包括酸碱性物质),且与尘埃 一起升到高空，与天上的水蒸气相遇，就 会形成硫酸或硝酸液滴，使雨水酸化。这 时，落到地面的雨水就成了酸雨。 • 高硫煤和石油燃烧产生的SO2和NOx是造成 酸雨的主要祸首。
（3）酸雨污染来源
酸化污染物
５、按对环境的污染情况分
• 清洁能源；
• 非清洁能源。
三、能源的生产与消费
（一）世界化石燃料探明可采储量
1994年
1973年和2002年世界硬煤产量的地区分布图
1973年和2002年世界石油产量的地区分布图
1973年和2002年世界天然气产量的地区分布图
（二）能源消费
1973年和2001年世界能源终端总消费量的构成
汕头南澳30千瓦风/光互补太阳能发电系统
§1.3 中国新能源与可再生能源现状与前景对策
2、风能
风力发电
风力致热
风力提水
风力助航
新疆盐湖风力发电厂
3、生物质能
生物质能是蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物通过叶绿 素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。
生物质能应用方式
生物质气化集中供气技术 生物质气化发电技术 燃料酒精 生物质热裂解液化技术 生物质制沼气技术
• 新型能源技术与应用 主编:高虹 国防工业出版社 • 新能源与可再生能源利用 主编：吴沿坚 机械工业出版社
本课程考核方法
• 课堂考勤
• 科技论文 • 考试
第一章：能 源 概 述
§1.1 能源与能源分类 一、能源的概念
1、能源：提供能量的自然资源。 2、能源资源：．．．．．
二、能源的分类
• 不同的分类方法： （1）按来源分； （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）按对环境的污染情况分。
（3）气候变化对环境的影响
世界的科学家大声疾呼：
全球气候变暖的威胁是巨大的、严 重的、紧迫的，将给人类社会以及
自然环境带来破坏性的影响。
2、酸雨沉降
（1）何谓酸雨
• 简单地说，酸雨就是酸性的雨。 • 被大气中存在的酸性气体污染,pH小于 5.65的雨叫酸雨。 • pH小于5.65的雪叫酸雪。 • 在高空或高山(如峨眉山)上弥漫的雾,pH 小于5.65时叫酸雾。
主要温室气体的含量与来源
CO2与全球变暖
/10-6 /º C
年份
年份
结论
由于人类大量使用化石 燃料，其排放出的CO2 等温室气体对辐射的选 择 性和吸收特性是地球 变暖的主要原因。
（3）气候变化对环境的影响
（3）气候变化对环境的影响
（3）气候变化对环境的影响
（3）气候变化对环境的影响
（3）气候变化对环境的影响
湿沉降
干沉降
自然来源
人
为
来
源
（4）酸雨的危害
左图为叶子受酸雨危害的情形； 右图为显微镜观察到的叶子內部的组织
受到酸雨危害的农作物
酸雨对树木和土壤的影响
酸雨对建筑的影响
酸雨对建筑物的影响
酸雨对人类的影响
• 酸雨对人体也有不良的影响。如可引起 眼睛和皮肤疼痛，甚至脱发。 • 酸雨污染对人类最严重的 影响就是导致呼吸方面 问题。二氧化硫和二氧 化氮会引起呼吸系统的 疾患，如哮喘、干咳、 鼻子和咽喉过敏等。
新能源与可再生能源技术
本课程主要内容
第一章：能源概述 第二章：太阳能 第三章：风能 第四章：地热能 第五章：海洋能 第六章：生物质能 第七章：氢能技术 第八章：天然气水合物 第九章：核能
本课程主要参考书目
• 新能源与可再生能源技术 主编:李传统 东南大学出版社
• 新能源概论
主编:王革华 化学工业出版社
8、核能
作 业：
根据你所了解的世界与我国能源 现状和未来存在的问题，多方面阐 述解决问题的办法。
第15周周三交
1973年和2001年世界煤炭消费的行业构成
1973年和2001年世界石油消费的行业构成
1973年和2001年世界天然气消费的行业构成
§1.2 能源与环境
一、全球环境状况 1. 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。
2 全球正在变暖
• 在和平利用核能的过程中，放射性污染主 要是在核电厂等核设施营运、放射性同位 素和射线装臵应用等过程中产生的。
三、我国的污染现状
占全国排放比例：
燃煤污染物
!
个
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， 每年经济损失1126亿元
(世界银行统计超过5000亿元)
3、臭氧层的破坏
（1）臭氧层的作用
（2）臭氧空洞的产生 （3）臭氧层被破坏的 后果 保护臭氧层
历 年 的 南 极 臭 氧
4、热 污 染
（1）何谓热污染
• 热污染是指日益现代化的工农业生产和 人类生活中排放的各种废热所造成的环 境污染。 • 热污染可以污染大气和水。 • 火力发电厂、核电站和钢铁厂的冷却系 统排出的热水以及石油、化工、造纸等 工厂排出的生产性废水中均含有大量废 热。
Ï ½ Ä ·
±· ½
酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分图
保护地球 是我们每个人的义务！！
• “地球是宇宙中唯一已知的可以维持生命 的星球。” • “人类寻求经济发展及享用自然界丰富 的资源，必须符合资源有限的事实及生 态系统的支持能力，还必须考虑子孙后 代的需要。” ——《世界自然资源保护大纲》
3 地球森林覆盖量正在减少
二、大气环境的主要问题 1、温室效应 2、酸雨沉降 3、臭氧层破坏 4、热污染 5、放射性污染
1、温室效应
（1）我们的地球
最近几十年来，地球日益变暖。
• 地球为什么会变暖？ • 是由于人类大量使用能源而 放出的热量使地球变暖的吗？
（ 2 ） 温 室 效 应
温 室 气 体 的 来 源
光------热转换 光------电转换 光------化学转换
§1.3
1、太阳能
新能源与可再生能源
二、新能源的开发利用技术
光------热转换 光------电转换
太阳能的利用方式
光------化学转换
太阳能电池板的应用
航天器电源
太阳能庭院灯
太阳光伏建筑
国家体育馆
§1.3 中国新能源与可再生能源现状与前景对策
化学能
海洋能技术 将海洋能转换成电能或机械能的技术
潮汐发电示意图 潮汐发电示意图
7、氢能
• 是氢气通过和氧气的化学反应所产生的能量。 • 主要通过化石燃料制氢、水制氢、生物质制氢等。
7、氢能
• 主要应用于工业方面，包括宇航推进、超亚音速飞机、车 船动力、燃料电池等。
7、氢能
• 主要应用于工业方面，包括宇航推进、超亚音速飞机、车 船动力、燃料电池等。
（2）热污染的危害
• 热污染对是水生生物的影响。 • 热污染对人体健康的影响。 • 热污染对大气的影响。
（3）造成热污染的根本原因
• 造成热污染最根本的原因是能源未能被 最有效、最合理地利用。随着现代工业 的发展和人口的不断增长，环境热污染 将日趋严重。
（4）如何减少大气热污染?
5、放射性污染
放射性污染
中国占：
7
我国大气SO2浓度最高的城市状况
Ç Ð ³ Ê ê È Ä ¶ Ë ö Ò ± ó ô ¹ Ñ × ì Ö Ç Ï ä Ä ³ ¯ Ò ¯ Ê ¼ × à º Ç µ « Ì Ô ó ¬ ´ Í 1987Ä ê ê Õ ù µ Ä È ¾ Ö ¬ ê ¶ ý ³ ±±Ê -3 (mg• ) m 0.61 9.17 0.434 6.23 0.43 6.17 0.31 4.17 0.274 3.57 0.248 3.13 0.24 3 0.129 1.15 1988Ä ê ê Õ ù µ Ä È ¾ Ö ¬ ê ¶ ý ³ ±±Ê -3 (mg• ) m — ª ¡ 0.435 6.25 0.36 5 — — 0.261 3.35 — ª ¡ 0.247 3.12 0.207 2.45
1、按地球上的能量来源分
• 第一类：来自地球外与太阳有关的能源
• 第二类：是与地球内部热能有关的能源 • 第三类：与核反应有关的能源
• 第四类：与地球-太阳-月亮相关的能源
2、按被利用的程度分
• 常规能源； • 新能源。
3、按获得的方法分
• 一次能源； • 二次能源。
4、按能源能否再生分
• 可再生能源； • 非再生能源。
• • • • • 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；
CO2浓度/106
CO2浓度
温度偏差/º C
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
§1.3 中国新能源与可再生能源现状与前景对策 §1.3 新能源与可再生能源
一、新能源与可再生能源含义
新能源及可再生能源主要包括： 太阳能、风能、地热能、水能、海洋能、 生物质能、氢能及核能等。
§1.3 §1.3 新能源与可再生能源 中国新能源与可再生能源现状与前景对策
二、新能源的开发利用技术 1、太阳能
4、地热能
• 地热发电
§1.3 中国新能源与可再生能源现状与前景对策
• 地热直接利用 • 地热能梯级综合利用技术
• 地源热泵技术
冰岛地热发电
地源热泵技术
Fra Baidu bibliotek
5、水 能
水能的主要利用
于水力发电。
§1.3 中国新能源与可再生能源现状与前景对策
6、海洋能
蕴藏在海洋里的可再生能源 海洋能种类 潮汐能 波浪能 海流能 潮流能 海水温差能 海水盐差能 机械能
（2）酸雨的形成
• 现代工业、农业和交通排放更大量，种类 更多的污染物(包括酸碱性物质),且与尘埃 一起升到高空，与天上的水蒸气相遇，就 会形成硫酸或硝酸液滴，使雨水酸化。这 时，落到地面的雨水就成了酸雨。 • 高硫煤和石油燃烧产生的SO2和NOx是造成 酸雨的主要祸首。
（3）酸雨污染来源
酸化污染物
５、按对环境的污染情况分
• 清洁能源；
• 非清洁能源。
三、能源的生产与消费
（一）世界化石燃料探明可采储量
1994年
1973年和2002年世界硬煤产量的地区分布图
1973年和2002年世界石油产量的地区分布图
1973年和2002年世界天然气产量的地区分布图
（二）能源消费
1973年和2001年世界能源终端总消费量的构成
汕头南澳30千瓦风/光互补太阳能发电系统
§1.3 中国新能源与可再生能源现状与前景对策
2、风能
风力发电
风力致热
风力提水
风力助航
新疆盐湖风力发电厂
3、生物质能
生物质能是蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物通过叶绿 素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。
生物质能应用方式
生物质气化集中供气技术 生物质气化发电技术 燃料酒精 生物质热裂解液化技术 生物质制沼气技术
• 新型能源技术与应用 主编:高虹 国防工业出版社 • 新能源与可再生能源利用 主编：吴沿坚 机械工业出版社
本课程考核方法
• 课堂考勤
• 科技论文 • 考试
第一章：能 源 概 述
§1.1 能源与能源分类 一、能源的概念
1、能源：提供能量的自然资源。 2、能源资源：．．．．．
二、能源的分类
• 不同的分类方法： （1）按来源分； （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）按对环境的污染情况分。
（3）气候变化对环境的影响
世界的科学家大声疾呼：
全球气候变暖的威胁是巨大的、严 重的、紧迫的，将给人类社会以及
自然环境带来破坏性的影响。
2、酸雨沉降
（1）何谓酸雨
• 简单地说，酸雨就是酸性的雨。 • 被大气中存在的酸性气体污染,pH小于 5.65的雨叫酸雨。 • pH小于5.65的雪叫酸雪。 • 在高空或高山(如峨眉山)上弥漫的雾,pH 小于5.65时叫酸雾。
主要温室气体的含量与来源
CO2与全球变暖
/10-6 /º C
年份
年份
结论
由于人类大量使用化石 燃料，其排放出的CO2 等温室气体对辐射的选 择 性和吸收特性是地球 变暖的主要原因。
（3）气候变化对环境的影响
（3）气候变化对环境的影响
（3）气候变化对环境的影响
（3）气候变化对环境的影响
（3）气候变化对环境的影响
湿沉降
干沉降
自然来源
人
为
来
源
（4）酸雨的危害
左图为叶子受酸雨危害的情形； 右图为显微镜观察到的叶子內部的组织
受到酸雨危害的农作物
酸雨对树木和土壤的影响
酸雨对建筑的影响
酸雨对建筑物的影响
酸雨对人类的影响
• 酸雨对人体也有不良的影响。如可引起 眼睛和皮肤疼痛，甚至脱发。 • 酸雨污染对人类最严重的 影响就是导致呼吸方面 问题。二氧化硫和二氧 化氮会引起呼吸系统的 疾患，如哮喘、干咳、 鼻子和咽喉过敏等。
新能源与可再生能源技术
本课程主要内容
第一章：能源概述 第二章：太阳能 第三章：风能 第四章：地热能 第五章：海洋能 第六章：生物质能 第七章：氢能技术 第八章：天然气水合物 第九章：核能
本课程主要参考书目
• 新能源与可再生能源技术 主编:李传统 东南大学出版社
• 新能源概论
主编:王革华 化学工业出版社
8、核能
作 业：
根据你所了解的世界与我国能源 现状和未来存在的问题，多方面阐 述解决问题的办法。
第15周周三交
1973年和2001年世界煤炭消费的行业构成
1973年和2001年世界石油消费的行业构成
1973年和2001年世界天然气消费的行业构成
§1.2 能源与环境
一、全球环境状况 1. 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。
2 全球正在变暖
• 在和平利用核能的过程中，放射性污染主 要是在核电厂等核设施营运、放射性同位 素和射线装臵应用等过程中产生的。
三、我国的污染现状
占全国排放比例：
燃煤污染物
!
个
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， 每年经济损失1126亿元
(世界银行统计超过5000亿元)
3、臭氧层的破坏
（1）臭氧层的作用
（2）臭氧空洞的产生 （3）臭氧层被破坏的 后果 保护臭氧层
历 年 的 南 极 臭 氧
4、热 污 染
（1）何谓热污染
• 热污染是指日益现代化的工农业生产和 人类生活中排放的各种废热所造成的环 境污染。 • 热污染可以污染大气和水。 • 火力发电厂、核电站和钢铁厂的冷却系 统排出的热水以及石油、化工、造纸等 工厂排出的生产性废水中均含有大量废 热。
Ï ½ Ä ·
±· ½
酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分图
保护地球 是我们每个人的义务！！
• “地球是宇宙中唯一已知的可以维持生命 的星球。” • “人类寻求经济发展及享用自然界丰富 的资源，必须符合资源有限的事实及生 态系统的支持能力，还必须考虑子孙后 代的需要。” ——《世界自然资源保护大纲》
3 地球森林覆盖量正在减少
二、大气环境的主要问题 1、温室效应 2、酸雨沉降 3、臭氧层破坏 4、热污染 5、放射性污染
1、温室效应
（1）我们的地球
最近几十年来，地球日益变暖。
• 地球为什么会变暖？ • 是由于人类大量使用能源而 放出的热量使地球变暖的吗？
（ 2 ） 温 室 效 应
温 室 气 体 的 来 源