新能源教学ppt

原子核的变化过程有两种：一种是自发的变化过程，叫 放射性锐变。地球上由放射性锐变释放的原子核能在地球内 部可以转变为地热。另一种是人工制造的变化过程，叫核反 应。
核反应是原子核与原子核或原子核与基本粒子相互作用 时释放的能量的过程。核反应有两种： 一是核裂变反应，是重原子分裂成两个或多个较轻原子核的 反应。如，原子弹爆炸。 二是核聚变反应，是轻原子核聚合成较重的原子核。如，氢 弹爆炸。
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化石能源探明的储量可供开采的年份如下：
我国人均能源占有量：非常低的国家 煤的储量：135吨标准煤/人，为世界人均的50%； 石油的储量：2.9吨/人，为世界人均的11%； 天然气的储量：2380m3/人，为世界人均的4%。
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化石燃料产生CO2（温室气体），SO2等有害气体 ✓ 1998年全世界化石燃料向大气排放了61亿吨炭 （CO2中的炭）。 ✓ 在过去的100年中，全球平均气温上升了0.3~0.5℃， 全球海平面平均上升了10~25cm。如果不对温室气 体减排，到2100年全球平均气温将升高1~3.5℃ 。
核电厂每年要用掉80吨的核燃料，只要2支标准货柜 就可以运载。如果换成燃煤，需要515万吨，每天要用 20吨的大卡车运705车才够。如果使用天然气，需要143 万吨，相当于每天烧掉20万桶家用瓦斯。换算起来，刚 好接近全台湾692万户的瓦斯用量。
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4、核能发电简史
核能发电的历史与动力堆的发展历史密切相关。动 力堆的发展最初是出于军事需要。 ➢ 1954年，苏联建成世界上第一座装机容量为 5MW的核 电站。英、美等国也相继建成各种类型的核电站。 ➢ 到1960年，全球建成20座核电站，装机容量1279MW。 ➢ 由于核浓缩技术的发展，到1966年，核能发电的成本已 低于火力发电的成本。核能发电真正迈入实用阶段。 ➢ 1978年全世界22个国家和地区正在运行的30MW以上的 核电站反应堆已达200多座，总装机容量已达107776MW。 ➢ 80年代因化石能源短缺日益突出，核能发电的进展更快。 ➢ 到1991年，全世界近30个国家和地区建成的核电机组为 423套，总容量为32.75万MW，其发电量占全世界总发 电量的约16%。 ➢ 世界上第一座核电站—苏联奥布灵斯克核电站。
生能源将会发展到占世界能源构成的50%以上，成为 人类社会未来能源的基石，是化石能源的替代能源。
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新能源是指以新技术和新材料为基础，使传统的常规能源 得到现代化的开发和利用，用取之不尽、周而复始的 可再生能源取代资源有限、对环境有污染的化石能源。
包括：太阳能、风能、地热能、生物质能、海洋能等。 新能源与可再生能源的特点
400kg标准煤/人*年 ✓ 现代化生产和生活所需最低能源消费量：
1200~1600kg标准煤/人*年 ✓ 高层次现代化生活所需最低能源消费量：
2000~3000kg标准煤/人*年 ※1kg标准煤=29307.6kJ=7000kcal
1kg标准油=41868kJ=10000kcal 1kg标准煤=0.7kg标准油
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（2）核电站
核电站是利用原子核裂变反应放出的核能来发电的装置。
核电站主要由两部分组成。一部分是反应装置及冷却装置，
其核心为一个反应堆，是维持和控制核裂变反应的装置，在
内部实现核能转换为为热能。释放出的热能由一回路系统冷
却剂带出，用以产生蒸汽。整个闭路系统被称为核蒸汽供应
系统，也叫核岛，相当于常规火电厂的锅炉系统。另一部分
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链 式 裂 变 反 应
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2、核能的利用
（1）原子弹
原子弹中的核燃料是高浓缩铀（浓度达93%）或钚。将 弹壳内铀块（或钚块）分成各自低于临界质量的两部分，但
总质量超过临界质量。原子弹爆炸时，首先引爆装在铀燃料 外部的普通TNT炸药层，其冲击力会把两块铀235压聚在一 起，超过临界质量的铀块立即会产生雪崩似的链式反应，即 发生核爆炸。
✓ 我国是世界上最大的煤炭消费国，煤炭占能源消耗 2/3以上，而世界却只占1/3以下。我国2005年CO2 排放量为15.13亿吨，世界第二。2005年SO2排放量 为2549万吨，居世界第一（造成82%的城市出现酸 雨）。
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✓ 在一个不太长的阶段，化石能源将走向枯竭，人 类必须未雨绸缪，及早寻求新的替代能源。 到21世纪60年代（2060年），全球新能源和可再
1. 能量密度较低，高度分散 2. 资源丰富可以再生 3. 清洁干净无污染 4. 大多数具有间歇性和随机性 5. 开发利用的技术难度大
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一、原子核能 二、太阳能 三、风能 四、氢能 五、海洋能 六、地热能 七、生物质能
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一、原子核能
1、原子核能
原子核能是原子核结构发生变化时释放出的能量，习惯 上称作核能或原子能。
二次能源和一次能源不同，它不是直接取自自然界，只能 由一次能源加工转换以后得到，因此严格的说它不是 “能源”，而应称之为“二次能”。
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能源消耗结构
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全世界一次能源消耗总量1998年140.50亿吨标准煤。 预计2020年将达到200~250亿吨标准煤。 ✓ 维持生存所必需的能源消费量：
能源
新材料
文明社会
生物技术
信息技术
能源、新材料、生物技术和信息技术是文明社会的四 大支柱。
能源是推动社会发展和经济进步的主要物质基础。 2
能源的分类
一次能源是指自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资 源。又称天然能源。
一次能源包括化石燃料（如原煤、石油、原油、天然气等）、核燃 料、生物质能、水能、风能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能 等。一次能源又分为可再生能源和不可再生能源，前者指能够重 复产生的天然能源，如太阳能、风能、水能、生物质能等，这些 能源均来自太阳，可以重复产生；后者用一点少一点，主要是各 类化石燃料、核燃料。20世纪70年代出现能源危机以来，各国都 重视非再生能源的节约，并加速对再生能源的研究与开发。
归纳起来就是： （1）来自地球以外天体的能量； （2）地球本身蕴藏的能量； （3）地球与天体相互作用产生的能量。
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二次能源是指由一次能源经过加工转换以后得到的能源， 包括电能、汽油、柴油、液化石油气和氢能等。二次 能源又可以分为“过程性能源”和“含能体能源”， 电能就是应用最广的过程性能源，而汽油和柴油是目 前应用最广的含能体能源。
由蒸汽驱动汽轮发电机组进行发电的二回系统，与常规火电
厂的汽轮机发电机系统基本相同，也称作常规岛。
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核能发电示意图
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3、原子核能的价值
1千克铀235的原子核所释放出来的热量，大约相当 于2800吨标准煤燃烧时所放出的热量。
建造一座发电量为100万千瓦的电站，如果是核电站， 每年需要补充的核燃料为30吨，六辆解放牌载重汽车就 可运进。如果是烧煤的火力电站，每年要消耗300多万 吨煤。运输这些煤炭，平均每天要开三列火车，每列火 车挂40节车皮；或是每天要开一艘万吨级的轮船。