能源与动力工程概论 第一章

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

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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。

3 按(成因)获得的方法分

•一次能源(primary energy)，即可供直接利用的能源，如煤、石油、天然气、风能、水能等；

•二次能源(secondary energy)，即由一次能源直接或间接转换而来的能源，如电、蒸汽、焦炭、煤气、氢等，它们使用方便，是高品质的能源。

4 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。

5 按能源本身的性质分

•含能体能源（燃料能源），如石油、煤、天然气、地热、氢等，它们可以直接储存；

•过程性能源（非燃料能源），如风能、水能、海流、潮汐、波浪、火山爆发、雷电、电磁能和一般热能等，它们无法直接储存。

6 按对环境的污染情况分

•清洁能源(clean energy)，即对环境无污染或污染很小的能源，如太阳能、水能、海洋能等；

•非清洁能源(non clean energy)，即对环境污染较大的能源，如煤、石油等。

能源的评价

能源多种多样，各有优缺点，能源的现实性、可用性和经济性可以从以下几个方面进行评价。

•能量密度(能流密度)

•储量—探明储量、可采储量、经济可采储量•储能的可能性与供能的连续性

•开发费用和利用能源的设备费用

•运输费用与损耗•能源的地理分布•能源的可再生性•能源的品位•对环境的影响

能源的单位

•当量单位—煤当量、油当量

•单位产量能耗

•资源量、储量、地质储量、探明储量、可采储量、储产比

•原油(液态烃混合物)、石油(原油+石油产品)

•基本单位

焦耳、千瓦时、卡、英热单位(Btu)

第二节能源与人类文明

能源更迭与社会发展

•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。

人类社会已经历了三个能源时期：

•薪柴时期；

•煤炭时期；

•石油时期。

1 薪柴时期

主要以薪柴等生物质燃料为主要能源的时代，生产和生活水平极低，社会发展

缓慢。

2 煤炭时期

•18世纪，以煤炭取代薪柴作为主要能源，蒸汽机成为生产的主要动力，工业迅速发展，劳动生产力增长很快。

•19世纪，电力成为工矿企业的主要动力，成为生产和生活照明的主要来源。但这时的电力工业主要是依靠煤炭作为主要燃料。

3 石油时期

•石油资源的发展，开始了能源利用的新时期。近30年来，世界上许多国家依靠石油和天然气，创造了人类历史上空前的物资文明。

•进入21世纪，核能将成为世界能源的主角，清洁能源的时代也将随之到来。