洁净煤技术作业

一、能源的概念、分类及新能源的特点。

答：1. 能源的定义：

能源就是向自然界提供能量转化的物质（矿物质能源，核物理能源，大气环流能源，地理性能源）。能源亦称能量资源或能源资源，是指可产生各种能量（如热量、电能、光能和机械能等）或可做功的物质的统称，是指能够直接取得或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源，包括煤炭、原油、天然气、煤层气、水能、核能、风能、太阳能、地热能、生物质能等一次能源和电力、热力、成品油等二次能源，以及其他新能源和可再生能源。

能源是人类活动的物质基础。在某种意义上讲，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。通常意义上的能源是指拥有某种形式的能量，在一定条件下可以转换成生产、生活所需要的燃料和动力来源的物质。

简而言之，能源就是能量的来源。

2. 能源的分类：

能源种类繁多，而且经过人类不断的开发与研究，更多的新型能源已经开始能够满足人类需求。根据不同的划分方式，能源也可分为不同的类型。

（1）根据地球上能量的来源分类。

地球本身蕴藏的能量，通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。能源可分为来自太阳的辐射能量、地球内部固有的能量、地球与其他天体相互作用的能量共三大类（见表1-1所示），分别称为第一类能源、第二类能源、第三类能源。

表1-1 能源按来源的分类

和矿物能源等的产生提供基础。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。

②地球本身蕴藏的能量。如原子核能、地热能等。

③地球和其他天体相互作用而产生的能量。如潮汐能。

地球可分为地壳、地幔和地核三层，它是一个大热库。地壳就是地球表面的一层，一般厚度为几公里至70公里不等。地壳下面是地幔，它大部分是熔融状的岩浆，厚度为2900公里，火山爆发一般是这部分岩浆喷出。温泉和火山爆发喷出的岩浆也是地热的表现。地球内部为地核，地核中心温度为2000度。可见，地球上的地热资源贮量也很大。

（2）根据产生的方式及获得的方法分类。

根据产生的方式可分为一次能源和二次能源。一次能源即天然能源，是指自然界中以天然形式存在并没有经过加工或转换成能量资源就可以直接利用的能源，一次能源包括可再生的水力资源和不可再生的煤炭、石油、天然气资源，其中水能、石油和天然气试一次能源的核心，它们成为全球能源的基础。除此以外，太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能以及核能等可再生能源也被包括在一次能源的范围内。二次能源则是指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源，例如：电力、煤气、汽油、柴油、焦炭、洁净煤、激光和沼气等能源都属于二次能源。

（3）根据能源使用的类型以及被开发利用的程度分类。

可分为常规能源和新型能源。

利用技术上成熟、使用比较普遍的能源叫做常规能源。包括一次能源中的可再生的水力资源和不可再生的煤炭、石油、天然气等资源。

新近利用或正在着手开发的能源叫做新型能源。新型能源是相对于常规能源而言的，包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能、氢能以及用于核能发电的核燃料等能源。由于新能源的能量密度较小，或品位较低，或有间歇性，按已有的技术条件转换利用的经济性尚差，还处于研究、发展阶段,只能因地制宜地开发和利用;但新能源大多数是再生能源。资源丰富，分布广阔，是未来的主要能源之一。

（4）根据能源消耗后是否造成环境污染分类。

可分为清洁型能源和非清洁型能源，清洁型能源对环境污染较小或者无污染，如太阳能、风能、水能、海洋能、氢能等。非清洁型能源指对环境污染较大的能源，包括煤炭、石油等。

（5）根据能源是否可以再生分类。

可以分为可再生能源和非再生能源。

凡是可以不断得到补充或能在较短周期内再产生的能源称为再生能源，反之称为非再生能源。可再生能源是清洁能源，是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源，它对环境无害或危害极小，而且分布广泛，适宜就地开发利用，主要包括风能、水能、海洋能、潮汐能、太阳能和生物质能等；非再生能源会随着人们的利用越来越少，如煤、石油和天然气等。

综上，能源的分类情况如下表1-2所示。

表1-2能源的分类

源、替代能源等等，这些都是从某一个方面反映能源的特性。

3. 新能源的特点：

新能源又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式，是指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。

新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部深处所产生的热能。包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、核聚变能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。也可以说，新能源包括各种可再生能源和核能。相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源（特别是化石能源）枯竭问题具有重要意义。同时，由于很多新能源分布均匀，对于解决由能源引发的战争也有着重要意义。

（1）太阳能一般指太阳光的辐射能量。太阳能的主要利用形式有太阳能的光热转换、光电转换以及光化学转换三种主要方式。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能水的势能等由太阳能导致或转化成的能量形式。太阳能清洁环保，无任何污染，利用价值高。太阳能不仅具有储量的“无限性”、“巨大性”的特性，还具有“广泛性”、“清洁性”、“间歇性”和“经济性”等优点。

（2）核能是通过转化其质量从原子核释放的能量，核能的释放主要有三种形式：核裂变能、核聚变能和核衰变。核能的利用存在如下主要问题：

①资源利用率低。

②反应后产生的核废料成为危害生物圈的潜在因素，其最终处理技术尚未完全解决。

③反应堆的安全问题尚需不断监控及改进。

④核不扩散要求的约束，即核电站反应堆中生成的钚-239受控制。

⑤核电建设投资费用仍然比常规能源发电高，投资风险较大。

（3）海洋能指蕴藏于海水中的各种可再生能源，包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐度差能等。这些能源都具有可再生性和不污染环境等优点，是一项亟待开发利用的具有战略意义的新能源。

海洋能特点如下：

①海洋能在海洋总水体中的蕴藏量巨大，而单位体积、单位面积、单位长度所拥有的能量较小。

②海洋能具有可再生性。海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力，只要太阳、月球等天体与地球共存，这种能源就会再生，就会取之不尽，用之不竭。

③海洋能有较稳定与不稳定能源之分。较稳定的为温度差能、盐度差能和海流能。不稳定能源分为变化有规律与变化无规律两种。属于不稳定但变化有规律的有潮汐能与潮流能。人们根据潮汐潮流变化规律，编制出各地逐日逐时的潮汐与潮流预报，预测未来各个时间的潮汐大小与潮流强弱。潮汐电站与潮流电站可根据预报表安排发电运行。既不稳定又无规律的是波浪能。

④海洋能属于清洁能源，也就是海洋能一旦开发后，其本身对环境污染影响很小。

（4）风能是太阳辐射下流动所形成的。风能与其他能源相比，具有明显的优势，它蕴藏量大，是水能的十倍，分布广泛，永不枯竭，对交通不便、远离主干电网的岛屿及边远地区尤为重要。目前风能最常见的利用形式为风力发电。

（5）生物质能来源于生物质，也是太阳能以化学能形式贮存于生物中的一种能量形式，它直接或间接地来源于植物的光合作用。生物质能是贮存的太阳能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态或气态的燃料。

生物质能，又名生物能源，是利用有机物质（例如植物等）作为燃料，通过气体收集、气化（化固体为气体）、燃烧和消化作用（只限湿润废物）等技术产生能源。具有以下特点：

①燃烧过程对环境污染少。

②储量大，可再生。

③生物质能源具有普遍性、易取性。

④是唯一可以运输和储存的可再生资源。

（6）地热能来自重力分异、潮汐摩擦、化学反应和放射性元素衰变释放的能量等。放射性热能是地球主要热源。中国地热资源丰富，分布广泛。

（7）氢能作为一种清洁、高效新能源。具有资源丰富、安全环保，无味无毒，不会造成人体中毒，燃烧产物仅为水，不污染环境。具有高温高能、热能集中、燃烧产生的热量大、