能源与持续发展ppt课件

1、能源与可持续发展能源与可持续发展能源的分类能源的分类人类利用能源的简史人类利用能源的简史火的利用火的利用化石能源的利用化石能源的利用电能的利用电能的利用核能的发现核能的发现中国南海发现可燃冰发育区中国南海发现可燃冰发育区 能能解人类能源危机解人类能源危机 月球资源将挽救地球将来出现的月球资源将挽救地球将来出现的能源危机能源危机 能源的分类能源的分类、按其形成和来源分类：、按其形成和来源分类： （1）来自太阳辐射的能量，如：太阳能、）来自太阳辐射的能量，如：太阳能、煤、石油、天然气、水能、风能、生物能煤、石油、天然气、水能、风能、生物能等。等。 能源的分类能源的分类、按开发利用状况分类：、按开发

2、利用状况分类： 能源的分类能源的分类、按转换传递过程分类：、按转换传递过程分类：能源的分类能源的分类、按属性分类：、按属性分类：世界能源储量及需求世界能源储量及需求世界能源储量及需求世界能源储量及需求v现在世界能源消耗中现在世界能源消耗中90%以上是不可以上是不可再生能源。其中：石油大约占再生能源。其中：石油大约占40%，煤大约占煤大约占30%，天然气大约占，天然气大约占20%。v按现在的能源消耗，世界上的石油、按现在的能源消耗，世界上的石油、天然气和煤等生物化石能源将在几十天然气和煤等生物化石能源将在几十年至年至200年内逐渐耗尽。年内逐渐耗尽。 世界能源储量及需求世界能源储量及需求v地球上

3、不可再生能源情况地球上不可再生能源情况种类种类储量（按标准煤计）储量（按标准煤计）1012 kg已探明已探明潜在潜在煤煤9002700石油石油10036天然气天然气7460铀铀13001600世界能源储量及需求世界能源储量及需求v人类对能源需求情况人类对能源需求情况年份年份需求量需求量（按标准（按标准煤计）煤计）/1012kg年份年份需求量（按需求量（按标准煤计）标准煤计）/1012kg19807.5202015.019847.8204018.0200011.0206021.0世界能源储量及需求世界能源储量及需求v我国已探明的煤、石油和天然气的储藏量我国已探明的煤、石油和天然气的储藏量 能源能

4、源已探明的储量已探明的储量数量数量在世界中的在世界中的地位地位煤煤1.5万亿吨万亿吨1位位石油石油70亿吨亿吨6位位天燃气天燃气33.3万亿立万亿立方米方米16位位世界能源储量及需求世界能源储量及需求v我国能源结构特点：富煤、贫油、少气我国能源结构特点：富煤、贫油、少气 v在在21世纪前世纪前50年内，世界能源的发展趋势仍将以化年内，世界能源的发展趋势仍将以化石燃料为主。随着石油、天然气资源的日渐短缺和石燃料为主。随着石油、天然气资源的日渐短缺和洁净煤技术的进一步发展，煤炭的重要性和地位还洁净煤技术的进一步发展，煤炭的重要性和地位还会逐渐提升。根据我国资源状况和煤炭在能源生产会逐渐提升。根据我

5、国资源状况和煤炭在能源生产及消费结构中的比例，以煤炭为主体的能源结构在及消费结构中的比例，以煤炭为主体的能源结构在相当长一段时间内不会改变。我国能源资源的基本相当长一段时间内不会改变。我国能源资源的基本特点（富煤、贫油、少气）决定了煤炭在一次能源特点（富煤、贫油、少气）决定了煤炭在一次能源中的重要地位。我国煤炭资源总量为中的重要地位。我国煤炭资源总量为56万亿吨，万亿吨，其中已探明储量为其中已探明储量为1万亿吨，占世界总储量的万亿吨，占世界总储量的11%，（石油占（石油占2.4%，天然气占，天然气占1.2%）。建国以来，煤炭）。建国以来，煤炭在全国一次能源生产和消费中的比例长期占在全国一次能源

6、生产和消费中的比例长期占70%以以上，上，2001年全国开采量近年全国开采量近13亿吨。亿吨。世界能源储量及需求世界能源储量及需求v 专家预测，据有关部门预测，到专家预测，据有关部门预测，到2005年，全国一次能源生产量为年，全国一次能源生产量为123亿吨亿吨标准煤，其中煤炭为标准煤，其中煤炭为785亿吨标准煤亿吨标准煤(折合折合11亿吨原煤亿吨原煤)，仍占，仍占638%。专。专家预测，在本世纪前家预测，在本世纪前30年内，煤炭在年内，煤炭在我国一次能源构成中仍将占主体地位。我国一次能源构成中仍将占主体地位。v按现有的能源消耗量来计算按现有的能源消耗量来计算,我国煤、我国煤、石油、天然气等不可

7、再生能源的开采石油、天然气等不可再生能源的开采年限仅为年限仅为40年。年。 世界能源储量及需求世界能源储量及需求能源利用中的问题及相应对策能源利用中的问题及相应对策v能源利用中的问题主要包括以下三个能源利用中的问题主要包括以下三个方面：方面：、传统能源煤、石油、天然气随着不、传统能源煤、石油、天然气随着不断开采逐渐枯竭，俗称断开采逐渐枯竭，俗称“能源危机能源危机”。、能源利用中硫化物、碳氧化合物和、能源利用中硫化物、碳氧化合物和粉尘的大量排放造成对环境及生态的粉尘的大量排放造成对环境及生态的破坏。破坏。、由于突发事件引起的能源的短缺或、由于突发事件引起的能源的短缺或能量供应的中断。能量供应的中

8、断。能源能源1973/能源单位能源单位1973年该能源对世界年该能源对世界能源总产量的贡献能源总产量的贡献/%1995/能源单能源单位位1995年该能源对世年该能源对世界能源总产量的贡界能源总产量的贡献献/%煤煤149827.98217927.00石油石油273051.00322840.00天然气天然气96418.00177522.00水能发电水能发电1072.002423.00核能发电核能发电541.016468.00世界能源世界能源总产量总产量535310080701001973和和1995世界能源生产的变化情况世界能源生产的变化情况核能核能原子核的直径大约是原子的原子核的直径大约是原子的

9、10万分之万分之一一.核内的粒子靠强大的核力结合在一核内的粒子靠强大的核力结合在一起起.当原子核发生变化时当原子核发生变化时,就可以放出就可以放出惊人的能量惊人的能量,即核能即核能.获得核能的途径之一获得核能的途径之一:核裂变核裂变质量较大的原子核分裂成两质量较大的原子核分裂成两个或两个以上中等质量核的个或两个以上中等质量核的过程叫核裂变过程叫核裂变.核裂变时放出核裂变时放出大量的核能大量的核能.1kg铀中的铀核如果全部发铀中的铀核如果全部发生裂变，释放出的能量大约生裂变，释放出的能量大约相当于相当于2500t的标准煤完全燃的标准煤完全燃烧所放出的能量烧所放出的能量核裂变时放出大量的核能核裂变

10、时放出大量的核能. .原子弹就是利用重核原子弹就是利用重核裂变的现象制成的。裂变的现象制成的。 铀铀-235的裂变与核武器的裂变与核武器 35种种元元素素的的200多种多种位素位素同同发生链反应发生链反应爆爆炸炸 2 3u23592n10te13752zr9740n10kr9136u23592n10ba14256n10核裂变和链式反应核裂变和链式反应链式反应和原子弹链式反应和原子弹原子弹核能的和平利用核能的和平利用:核反应堆和核电站核反应堆和核电站核能的和平利用核能的和平利用:核反应堆和核电站核反应堆和核电站我国大陆已建成我国大陆已建成:浙江浙江秦山秦山、广东、广东大亚湾大亚湾和和岭澳岭澳建设

11、中建设中:江苏江苏田湾田湾核能发电原理核能发电原理核能核能内能内能机械能机械能电能电能核电是经济的能源核电是经济的能源获得核能的途径之二获得核能的途径之二:核聚变核聚变两个较轻的原两个较轻的原子核结合成一子核结合成一个较重的原子个较重的原子核的现象叫核核的现象叫核聚变（也叫热聚变（也叫热核反应）核反应）.核聚变时放出大量的核能核聚变时放出大量的核能.氢弹就是利用氢弹就是利用轻核聚变现象制成的轻核聚变现象制成的获得核能的途径之二获得核能的途径之二:核聚变核聚变氢弹核电是安全可靠清洁的能源吗核电是安全可靠清洁的能源吗?19861986年年4 4月月2626日，前苏联（现乌克兰境内）的切日，前苏联（

12、现乌克兰境内）的切尔诺贝利核电站尔诺贝利核电站4 4号机组发生爆炸，号机组发生爆炸，8 8吨多强辐吨多强辐射物质倾泻而出，使射物质倾泻而出，使5 5万多平方公里的土地受到万多平方公里的土地受到污染，污染，320320多万人遭受核辐射的侵害。事故发生多万人遭受核辐射的侵害。事故发生后，发生爆炸的后，发生爆炸的4 4号机组被用钢筋混凝土封起来，号机组被用钢筋混凝土封起来，电站电站3030公里以内的地区被定为公里以内的地区被定为“禁入区禁入区” 核电是安全可靠清洁的能源吗核电是安全可靠清洁的能源吗?正方：正方：核电站综合运行核电站综合运行成本低成本低不排放有害气体不排放有害气体新式核反应堆，新式核反

13、应堆，多道防护屏障多道防护屏障反方：反方：并不是万无一失并不是万无一失核废料的安全处理核废料的安全处理技术是柄双刃剑技术是柄双刃剑 新能源的开发利用新能源的开发利用v核能的开发利用核能的开发利用v核能主要是原子能，是从铀矿石中提核能主要是原子能，是从铀矿石中提取的核燃料，与煤炭相比，取的核燃料，与煤炭相比，1千克铀的千克铀的原子核所释放出的热量大约相当于原子核所释放出的热量大约相当于 2500吨煤炭燃烧时放出的热量。核电吨煤炭燃烧时放出的热量。核电站的优势突出表现为：其体积小，运站的优势突出表现为：其体积小，运输方便；而且能减少运输费用，在地输方便；而且能减少运输费用，在地壳中储量巨大，足以让

14、人类使用很长壳中储量巨大，足以让人类使用很长时间；燃烧时清洁，不会对环境构成时间；燃烧时清洁，不会对环境构成严重污染严重污染 v核能的成就虽然首先被应用于核能的成就虽然首先被应用于军事军事目的，但其后就实现了核能的和平目的，但其后就实现了核能的和平利用，其中最重要也是最主要的是利用，其中最重要也是最主要的是通过核电站来发电。通过核电站来发电。 v我国的核电站：浙江秦山核电站我国的核电站：浙江秦山核电站v 广东大亚湾核电站广东大亚湾核电站秦山核电站厂区一景，左上角圆柱体建筑为核反应堆外景秦山核电站厂区一景，左上角圆柱体建筑为核反应堆外景秦山一期秦山一期1号机组总控制台号机组总控制台 秦山二核一号

15、机组秦山二核一号机组 2002年投入使用的秦山二核汽轮机年投入使用的秦山二核汽轮机厂房厂房 大亚湾核电站全貌大亚湾核电站全貌太阳能的开发和利用太阳能的开发和利用v太阳能利用的形式很多，例如：太阳太阳能利用的形式很多，例如：太阳能集热为建筑供暖、供热水，用太阳能集热为建筑供暖、供热水，用太阳能电池驱动交通工具和其它动力装置能电池驱动交通工具和其它动力装置等等，这些都属于太阳能小型、分散等等，这些都属于太阳能小型、分散的利用形式。太阳能大型、集中的利的利用形式。太阳能大型、集中的利用形式，则是太空发电。在距离地面用形式，则是太空发电。在距离地面三万多公里高空的同步卫星上，太阳三万多公里高空的同步卫

16、星上，太阳能电池每天能电池每天24小时均可以发电，而且小时均可以发电，而且效率高达地面的效率高达地面的10倍。太空电能可以倍。太空电能可以通过对人体无害的微波向地面输送。通过对人体无害的微波向地面输送。 三三.太阳能太阳能太阳能巨大太阳能巨大,获取方便获取方便,没有污染没有污染,具有具有重要的开发和利用价值重要的开发和利用价值.太阳中心的热核聚变太阳中心的热核聚变,通过辐射的方式通过辐射的方式向四面八方发射能量向四面八方发射能量.二十二亿分之一二十二亿分之一能到达地球能到达地球.到达人类居住和生活地区的能量约为到达人类居住和生活地区的能量约为太阳能的太阳能的5%6%,比全世界各种能源比全世界各

17、种能源总和还大总和还大.除核能除核能,地热能地热能,潮汐能潮汐能以外的以外的所有能所有能量几乎量几乎都来自都来自太阳能太阳能.利用太阳能的方式利用太阳能的方式光热转换光热转换光电转换光电转换光化转换光化转换太阳能太阳能发电站太阳能发电站太阳能路灯太阳能路灯太阳能电池板太阳能电池板能量转移和转化的方向性能量转移和转化的方向性黄果树瀑布黄果树瀑布热水中的冰块热水中的冰块空气会自动聚拢吗？空气会自动聚拢吗？上面的水沸腾、下面上面的水沸腾、下面的水结冰，可能吗？的水结冰，可能吗？问题问题1、火炉把自己的内能传递给房间、火炉把自己的内能传递给房间里的里的 空气，供人取暖；到了春天，能空气，供人取暖；到了

18、春天，能否把这些内能重新收集起来，来年再否把这些内能重新收集起来，来年再用？用？ 问题问题2、汽车制动，由于摩擦，动能转、汽车制动，由于摩擦，动能转化为地面和空气的内能，这些能量能化为地面和空气的内能，这些能量能够自动开汽车吗够自动开汽车吗能量转移和转化的方向性能量转移和转化的方向性水滴实验水滴实验永动机不永动机不可能制成可能制成能源的利用过程，实质上是能的转化和传递过程能源的利用过程，实质上是能的转化和传递过程 能量转化和守恒定律能量转化和守恒定律 能量既不会凭空消灭能量既不会凭空消灭, 也也不会凭空产生不会凭空产生,它只会从一种它只会从一种形式转化为另一种形式形式转化为另一种形式,或者或者

19、从一个物体转移到另一个物从一个物体转移到另一个物体体,而在转化或转移的过程中而在转化或转移的过程中,其总量保持不变其总量保持不变.这就是能量这就是能量的转化和守恒定律的转化和守恒定律.人工取火人工取火蒸汽机蒸汽机核能核能第一次第一次第二次第二次第三次第三次以柴薪为燃料以柴薪为燃料化石燃料化石燃料铀铀一万年一万年二百年二百年几十年几十年能量转化与效率能量转化与效率白炽灯正常工作白炽灯正常工作的效率仅的效率仅10%小轿车的效率仅小轿车的效率仅15%热机的效率热机的效率能源与可持续发展能源与可持续发展我国人均能源可开采量与我国人均能源可开采量与世界平均水平的比较世界平均水平的比较地热能的开发利用地热

20、能的开发利用v目前世界上已有近二百座地热发电站目前世界上已有近二百座地热发电站投入了运行，装机容量数百万千瓦。投入了运行，装机容量数百万千瓦。研究表明，地热能的蕴藏量相当于地研究表明，地热能的蕴藏量相当于地球煤炭储量热能的球煤炭储量热能的1.7 亿倍，可供人类亿倍，可供人类消耗几百亿年，真可谓取之不尽、用消耗几百亿年，真可谓取之不尽、用之不竭，今后将优先利用开发。之不竭，今后将优先利用开发。 “地球动力地球动力”公司设计的地热发电站运行公司设计的地热发电站运行示意图示意图 其他新能源的开发利用其他新能源的开发利用v风能风能风能利用技术的不断革新，使这风能利用技术的不断革新，使这种丰富的无污染能源正重放异彩。种丰富的无污染能源正重放异彩。据估计，二三十年内，风力发电量据估计，二三十年内，风力发电量将要占欧共体电占全国总电力的将要占欧共体电占全国总电力的30%左右。左右。 v氢能氢能氢是宇宙中含量最丰富的元素之一，氢是