新能源与能源材料资料

二．生物质能的利用
1．生物质能的优点
(1) 生物质来源丰富 地球上每年生长的生物质总量约1400-1800
亿吨，相当于目前世界总能耗的10倍，我国的生 物质能也极为丰富，可作为能源开发的生物质能 总量可达4.5亿吨标准煤。加上生物质能可再生。 因此，生物质能的高效、规模化利用可有效缓解 世界能源供需矛盾。
(2) 生物质能可多途径利用
(a) 直接燃烧。其热能和蒸汽可发电，技术成熟, 但效率低。 (b) 生物转化。包括制沼气和水解发酵制取醇类。
生物质制甲醇和乙醇技术基本成熟，但生产成本较高。生物 质制沼气技术相当成熟。 (c) 光热转化。通过气化、裂解、光催化等技术，获得气、液 体燃料来发电。 (d) 生物柴油。从油料植物提取植物油，经甲酯化得生物柴油。 它有含氧高、含硫低、分解性能好、燃烧效率高等优点。
(2) 世界能源系统将发生重大变革
• 据预测，20世纪形成的以化石燃料为主的世界能源系统将在 21世纪转换成以可再生能源为主的新的世界能源系统。
• 在20世纪末，化石燃料的使用量占了世界一次能源用量的 89.5%。据世界能源委员会(WEC)和国际应用分析系统研究 所的研究报告认为，在21世纪上半叶，化石燃料仍将是世界 一次能源的主体，但到21世纪下半叶，太阳能、生物质能、 风能、化学能源等新能源将占世界能源的50%左右。
4. 21世纪世界能源发展趋势
(1) 节能技术备受重视
节能就是提高能源利用率，减少能源的浪费。目前节能 技术水平已是一个国家能源利用情况的综合性指标，也是 一个国家总体科学技术水平的重要标志。许多研究报告指 出，依靠节能可以将能源需求量降低25-30%。 我国在能源利用方面的效率很低，我国的能耗很高，是世 界平均水平的2倍，发达国家的5-10倍，因此更应重视节 能技术，我国应该充分重视化石能源的高效利用。
(3) 煤炭将作为过渡能源而受到重视
由于石油和天然气的储量较少，而煤炭储量相对较多，因 此煤炭将作为一种过渡能源而在21世纪上半叶受到重视。 主要发展的技术是洁净煤技术、煤液化和汽化技术。
(4) 新化石能源的开发将得到强化
近年来发现，在海洋300米深处有甲烷水合物存在。目前， 甲烷水合物的开发已经受到特别的关注。据估计，世界甲 烷水合物的储量可能超过石油、天然气和煤炭储量的总和。 因此，甲烷水合物作为储量巨大的未开发能源开始受到世 界各国的高度重视。
3.化石能源的问题
(1)化石能源的短缺
• 能源是人类赖以生存和社会发展的重要物质基础，是国民经 济发展的命脉，但目前主要使用的化石能源的储量不多。
• 据2002年世界探明的化石能源的储量和使用量统计，世界上 煤、石油和天然气的储采比分别为204、40和60年.
• 中国的情况更为严峻，据2002年统计，中国煤、石油和天然 气的储采比只有80、15和45年。这表明在人类历史的长河中， 只有很短的一段时间能使用化石能源。
新能源与能源材料
风能
太阳能
潮汐能
化石能源
水力发电
核能
一.能源的概况 1.能源的重要性
自古以来，人类就为改善生存条件和促进社会 经济的发展而不停地进行奋斗。在这一过程中，能 源一直扮演着重要的角色。
从世界经济发展的历史和现状来看，能源问题已 成为社会经济发展中一个具有战略意义的问题，能 源的消耗水平已成为衡量一个国家国民经济发展和 人民生活水平的重要标志，能源问题对社会经济发 展起着决定性的作用。
(3) 生物质能利用其环境污染少
• 由于生物质利用过程中释放的CO2是其生长过程通过光合作 用从环境吸收的，所以生物质能的利用过程不排放额外的 CO2，而对环境污染少。
• 生物质能的利用还能降低污染。如可利用生物质热解汽化 技术处理生活垃圾等，可得到以甲烷为主的燃气，实现垃 圾的减量化、无害化、资源化。
(2) 化石燃料造成严重环境污染和气候异常
• 化石燃料的使用引起的环境污染,排放的CO2会造成温室效 应，使全球气候变暖。有关机构已向联合国发出警告，如 再不对CO2的排放采取严厉措施，在10年内，世界的气候 将产生不可逆转的变化。
• 我国的环境污染问题更是日趋严重，目前，我国CO2排放量 占世界总排放量的14％，在美国之后位居第二，估计到 2025年，将位居第一。在本世纪初联合国关于环境污染的 调查中，发现在世界上十个环境污染最严重的城市中，七 个在中国。它们是太原、北京、乌鲁木齐、兰州、重庆、 济南和石家庄。
(5) 核能的利用将进一步得到重视
据国际原子能机构统计，在20世纪末，全世界运行的 核电站有436座，总发电量为3.5亿千瓦。这些电站主要分 布在美、法、日、英、俄等31个国家，近年来，由于担心 核电站运转的安全性、核废料对环境的影响和核技术扩散 对世界安全性的影响，核能的发展在发达国家已有下降趋 势，但在亚洲地区仍有强劲的增加趋势。
受控核聚变是一直受人们关心的技术，因为在海水中大 约有23.4亿万吨氘，到如受控核聚变技术在21世纪能得到 应用，在21世纪末，核能可望占世界一次能源的30%左右。
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(6) 可再生能源的开发将越来越受到重视
鉴于化石燃料的短缺及化石燃料的使用引 起严重的环境污染和气候异常，人们对新能源的 开发越来越重视。其中水力能、地热能、海洋能 和风能的可利用资源有限，因此，太阳能、生物 质能、氢能和化学电源的利用将倍受关注。
• 随着我国经济的持续高速增长，对能源的需求也持续 攀升。我国一次能源消费总量从1978年的5.3亿吨标准 煤，上升到2010年的24.32亿吨。
• 据估计，我国在2020和2050年的石油消费量达4.5和 6.1亿吨，其中进口量分别为2.7和4亿吨。4亿吨的进 口量相当于目前美国的石油进口量，这不但会制约我 国经济的可持续发展，而且对国家的安全也十分不利。
2. 能源的种类
• 大自然赋予人类的能源是多种多样的，一般可分为 常规能源和新能源两大类。
• 常规能源：煤炭、石油、天然气和水能； • 新能源：生物质能、核能、风能、地热能、海洋能、
太阳能、氢能和化学电源等。 • 其中煤炭、石油、天然气成为化石能源；水能、生
物质能、风能、太阳能和氢能等是可再生能源。