能源与可持续发展导论-试题

简述氢能的优点、制取途径及应用。（氢能见节能书p317）安全环保：氢气分子量为2,比空气轻1/14,因此，氢气泄漏于空气中会自动逃离地面，不会形成聚集。而其他燃油燃气均会聚集地面而构成易燃易爆危险。无味无毒，不会造成人体中毒，燃烧产物仅为水，不污染环境。高温高能：1kg氢气的热值为34000Kcal,是汽油的三倍。氢氧焰温度高达2800度，高于常规液气。热能集中：氢氧焰火焰挺直，热损失小，利用效率高。自动再生：氢能来源于水，燃烧后又还原成水。催化特性：氢气是活性气体催化剂，可以与空气混合方式加入催化燃烧所有固体，液体、气体燃料。加速反应过程，促进完全燃烧，达到提高焰温、节能减排之功效。还原特性：各种原料加氢精炼.变温特性：可根据加热物体的熔点实现焰温的调节。来源广泛：氢气可由水电解制取，水取之不尽，而且每kg水可制备1860升即产即用：利用先进的自动控制技术，由氢氧机按照用户设定的按需供气，不贮存气体。应用范围广：适合于一切需要燃气的地方。制取途径：1从含烃的化石燃料中制氢这是过去以及现在采用最多的方法。它是以煤、石油或天然气等化石燃料作原料来制取氢气。用蒸汽作催化剂以煤作原料来制取氢气的基本反应过程为：c+h2o-co+h2用天然气作原料、蒸汽作催化剂的制氢化学反应为：

ch4+h2o-3h2+co2电解水制氢这种方法是基于如下的氢氧可逆反应：h2+1/2o2-h2o+^q分解水所需要的能量△Q是由外加电能提供的。为了提高制氢效率，电解通常在高压下进行，采用的压力多为3.0～5.0MPa。3煤炭气化制氢、重油及天然气水蒸气催化转化制氢应用：依靠氢能可上天,利用氢能可开车,燃烧氢气能发电，磷酸盐型燃料电池，融熔碳酸盐型燃料电池，固体氧化物型燃料电池，家庭用氢真方便氢燃料电池无污染，只有水排放。用它装成的电动车，称为“零排放车”、“绿车”；无噪声，无传动部件，特别适于潜艇中使用；起动快，8秒钟即可达全负荷；可以模块式组装，即可任意堆积成大功率电站；

简述常用的煤质指标。

（1）水分

水分符号：M，单位：%，是一项重要的煤质指标，煤的水分对其加工利用、贸易、运输和储存都有很大的影响。水分高要影响煤的质量。水分高的煤难以破碎，水分高就影响燃烧稳定性和热传导，降低焦产率。

（2）灰分煤中灰分符号：A，单位：%，是另一项在煤质特性和利用中起重要作用的指标，它与含碳量、发热量、结渣性、可磨性等有不同程度的依赖关系。是指煤完全燃烧后留下的残渣，它不是煤中固有的矿物质，而是在高温下经各种化学反应而生成的固体残留物。

（3）挥发分（全称：挥发分产率）

煤的挥发分符号：V，单位：%，是煤中的有机物质和一部分矿物加热分解的产物；它不是煤中固有物质；而是在特定温度下的煤热分解产物，所以确切地说挥发分叫挥发分产率。煤的挥发分与煤的变质程度有很大的关系，随煤化程度的增加，挥发分降低。煤的挥发分与其它煤质指标如发热量、碳和氢含量都有较好的相关关系。

（4）固定碳

固定碳符号：FC，单位：%，该指标不同于煤的元素分析中的碳（由实际测定得出），它是根据煤的水分、灰分和挥发分计算出来的，

FC＝100－（M＋A＋V)。

（5）全硫

一般说煤中硫含量就是指全硫含量符号：St，单位：%，而直接测出的是空干基全硫（符号：St,ad

）。硫是煤中有害元素之一。煤中硫包括有机硫和以黄铁矿为主的无机硫，一般来说煤中的无机硫通过洗选可以大部分脱除；而有机硫则很难除去。煤中硫在煤燃烧中大部转化为SO2排入大气，对环境造成严重的污染，甚至造成酸雨。但煤中硫在某些利用途径中也能起到好的作用，如煤液化当中，硫又可以起到催化剂的作用；如高硫煤经洗选后回收的硫可用来生产硫和硫酸等。

（6）发热量

煤的发热量符号：Q，单位：J/g（焦耳/克）、MJ/kg（兆焦耳/千克），习惯上也使用cal/g（卡/克）、kcal/kg（千卡/千克）；换算关系：

1卡=4.1816

焦耳，是表征煤质的一个重要指标。一则它是燃烧设备热工计算的基础；燃煤工艺过程中的热平衡、耗煤量及热效率等的计算都是以所用煤的热值为依据的，在设计电厂锅炉时也是根据煤的平均收到基低位发热量来考虑锅炉的种类、型号及燃烧方式；二则是煤的发热量是表征煤的各种特征的综合指标。煤的发热量（Qgr,daf）与煤的变质程度有很大关系，一般是随变质程度的加深而增高，如褐煤的发热量较低，烟煤中到焦煤和肥煤热值最高，焦煤以后随煤的变质程度加深而略有降低，这就是为什么无烟煤的热值比烟煤热值低的原因。

由于煤的发热量指标的重要性，用户购煤时首先考虑的是热值的高低，能否符合燃煤设备对热值的要求，在动力煤的计价中也是以发热量作为结算依据。

（7）可磨性

煤炭运销中常说的可磨性是指“哈氏可磨性指数”，符号：HGI。煤的可磨性表示煤被磨碎的难易程度，煤的可磨性指数越大，则这种煤越易磨碎，反之则难。

（8）煤灰熔融性

煤灰熔融性，单位℃。它包括四个特征温度：①变形温度，符号DT，原称T1；

②软化温度，符号：ST，原称T2；

③半球温度，符号HT；

④流动温度，符号：FT，原称T3。在灰熔融性的四个指标中，最常用的是软化温度，即ST(T2)。灰熔融性是动力用煤和气化用煤的重要指标，主要用于固态排渣锅炉和气化炉的设计，并能指导实际生产操作；它也可以作为液态排渣炉设计中的参考依据。

（9）煤的着火点

将煤加热到开始燃烧的温度叫做煤的着火点，单位：℃，无代表符号。煤的着火点与煤的变质程度有很明显的关系，变质程度低的煤着火点低（即容易着火），变质程度高的煤着火点高。

（10）煤的密度

煤的密度分为：真相对密度（原称真比重），符号：TRD；视相对密度（原称容重），符号：

ARD，无单位；堆密度，单位：t/m3（吨/米3）。煤的真相对密度是计算煤层平均质量与研究煤炭性质的一项指标。煤的视相对密度在计算煤的储量及运输、粉碎、燃烧和设计贮煤仓等时需用此指标。煤的堆密度在设计煤仓、估算炼焦炉装煤量等情况下使用。根据所学知识分析我国能源利用现状及采取的应对措施。1世界能源问题：世界性的能源问题主要反映在能源短缺及供需矛盾所造成的能源危机。世界能源面临的另一问题是，随着经济的发展和生活水平的提高，人们对环境质量的要求也越来越高，相应的环保标准和环保法规也越来越严格。2我国能源问题：人均能源资源相对不足，资源质量较差，探明程度低；能源生产消费以煤为主；能源工业技术水平低下，劳动生产率较低；能源资源分布不均，交通运力不足，制约了能源工业发展；能源供需形势依然紧张；能耗水平高，能源利用率低下；农村能源问题日趋突出，影响越来越大；能源环境问题日趋严重，制约了社会经济发展；能源开发逐步西移，开发难度和费用增加；从能源安全角度考虑，面临严重挑战；能源建设周期长，投资超预算；能源价格未能反映其经济成本和能源资源的稀缺性。3解决我国能源问题应采取的措施努力改善能源结构；提高能源利用率；加速实施洁净煤技术；合理利用石油和天然气；加快电力发展速度；积极开发利用新能源；建立合理的农村能源结构，扭转农村严重缺能局面；改善城市民用能源结构，提高居民生活质量；重视能源的环境保护。4未来的理想能源必须满足的条件：第一，必须足够丰富，可以保证长期使用；第二，必须足够便宜，可以保证多数人用得起；第三，相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用；第四，必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。简述二次能源的特点、种类及利用。能源：是指能够直接或经过转换而获取某种能量的自然资源能源是能量的来源，是提供能量的资源。自然资源包括煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能、地热能、核能等。为了便于运输和使用，上述资源经加工可得到一些更符合使用要求的能量来源，如煤气、电力、焦炭、蒸汽、沼气、氢能等。二次能源，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。在生产过程中排出的余能，如高温烟气、高温物料热，排放的可燃气和有压流体等，亦属二次能源。一次能源无论经过几次转换所得到的另一种能源，统称二次能源。[1]二次能源又可以分为“过程性能源”和“合能体能源”，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合能体能源。二次能源亦可解释为自一次能源中，所再被使用的能源，例如将煤燃烧产生蒸气能推动发电机，所产生的电能即可称为二次能源。或者电能被[1]利用后，经由电风扇，再转化成风能，这时风能亦可称为二次能源，二次能源与一次能源间必定有一定程度的损耗。二次能源的利用意义：二次能源的产生不可避免地要伴随着加工转换的损失，但是它们比一次能源的利用更为有效、更为清洁、更为方便。因此，人们在日常生产和生活中经常利用的能源多数是二次能源。电能是二次能源中用途最广、使用最方便、最清洁的一种，它对国民经济的发展和人民生活水平的提高起着特殊的作用。特点：二次能源又称人工能源是指由一次能源经过加工直接或间接转换成其他形式的、符合人们生产生活使用条件的能源产品二次能源通常都属高品质的能源，与一次能源相比，它们或者是热值高、燃烧清洁、热效率高；或者是运输使用方便，能够容易地转换成其他形式的能量；或者是能满足不同工艺的要求。种类：燃料型二次能源：气体燃料按制气原料和制气工艺不同煤气又可分为干馏煤气、气化煤气和油制气。液体燃料：液体燃料种类繁多，除最常用的汽油和柴油外，还有燃料油、航空煤油、醇类液体燃料（甲醇、乙醇）以及新兴起的柴油的替代燃料——二甲基醚（DME）等焦炭：非燃料型二次能源：电能利用：二次能源中焦炭是最重要的固体燃料，也是冶金工业不可缺少的原料，特别在现代高炉炼铁中，它既为矿石在炉内还原提供热源和还原剂，又是整个高炉料柱的主要支撑物和疏松剂焦炭生产除了主要产品焦炭作为重要的二次能源产品外，还有焦炉煤气和多种煤化工产品，这些产品与国防、冶金、轻工、化工、电讯、交通运输等部门都有密切的关系，是重要的原料。试解释“奥克洛现象”，并简述世界核能利用的现状。（核能利用见节能书p295）奥克洛现象是指在奥克洛铀矿床上发现的天然核链式裂变现象。一般认为，天然铀由3种同位素组成：铀-235约占0.714%，铀-238约占99.274%，铀-234约占0.0058%。只有铀-235的原子核在中子轰击下才易发生裂变。地球上的天然铀，不论它来自陆地还是海洋，其中铀-235的含量都在0.714%左右，而且来自宇宙空间的陨石以及月球等处的岩样、土壤，其中铀-235的含量也基本如此。0.714%这个数值，便是铀-235的天然丰度。“奥克洛现象”正是人们在分析铀-235的天然丰度时发现的。1972年，法国的鲍齐硅斯惊奇地发现有些铀矿中，铀-235的含量普遍偏低，平均值仅0.62%。这一发现引起了世界核科技界的极大兴趣。现场勘测测知了某些“天然反应堆”的遗迹及其附近矿石中存在铀-235裂变的产物。据此专家们断定：遵循大自然的安排，距今约20亿年前在奥克洛矿区的6个区域至少有10座“天然反应堆”断断续续地运行了约50万-200万年。这便是对奇异的“奥克洛现象”的初步解释。在20亿年前，奥克洛矿区既有足够数量的丰度为3.88%的铀-235，又有充沛的水，只要铀、水和二氧化硅均匀分布，并满足一定的比例关系，便可产生铀核的自持链式裂变反应。这就是“天然反应堆”。全世界已有30个\o"国家"国家拥有\o"核电站"核电站。\o"法国"法国已将核能作为该国主要能源。一些在利用核能方面发展较晚的国家也陆续准备展开各自建造核电站的计划。这些国家包括\o"OECD"OECD的成员，其中\o"发达国家"发达国家成员有\o"波兰"波兰等，而发展中国家则有\o"孟加拉国"孟加拉国及\o"越南"越南。\o"中国"中国与\o"印度"印度都已开始了各自大规模的建设核电站的计划。（世界核能利用的现状见节能书第十章）简述节能的组织管理及技术和工艺节能的途径及我国的节能措施。从管理经营的角度，节能包括政府的宏观调控和企业的经营管理两方面。各国政府在完善节能的法制和制定相关的政策方面做了大量工作。许多企业建立了健全的能源管理机构，制定了完善的能源管理制度，并把它们落实到生产组织管理中。技术节能是利用先进的科学技术，对现有的生产方法、生产流程、生产工艺、生产设备等进行改进或改造。

节能措施：推进重点领域节能减排；进一步调整优化产业结构；实施重点节能减排工程；推广使用先进技术；加强节能减排管理；完善节能减排长效机制。简述能源系统的含义及能源系统工程中的基本方法。含义，能源系统工程的研究对象是能源系统。能源系统包括能源勘探、开发、生产、加工、转换、运输、分配、储备、使用以及环境保护等多个环节，每个环节又是由国民经济的若干部门组成(例如，能源运输环节涉及铁路、公路、水运等交通运输部门，物质管理部门，电力输送部门等)，而且各个环节彼此制约和互相影响，形成一个复杂的整体，起着为国民经济发展和人民生活需要提供能量和原料等物质基础的作用。能源系统是社会经济大系统中的一个子系统。能源系统工程中的基本方法：有仿真方法、优化方法和评价方法。（1）仿真是利用各种数学公式(函数式、微分方程、矩阵等)或图形客观地描述能源系统各要素的活动以及各要素之间的相互关系，建立相应的数学模型，并通过计算机进行数值计算。它可以用于研究各种可能出现的条件或者人们期望的情况下，系统发展变化的趋势和后果。因而仿真方法可以取代或者减少那些费用昂贵的试验，提供预测和分析的手段。（2）最优化方法则不仅仅是对能源系统的客观描述和分析，它寻求的是最佳方案，即以仿真模型或初期计划为基础，建立优化分析的数学模型，以达到能源系统整体目标的最优或最令人满意的方案。最优化方法及其计算结果，比人们以常规经验作出的决策要好得多。（3）评价方法通常用于对各种优化的结果进行分析和对比，判定并研究它们是否能够真正使用，能否获得预期的效果。能源的主要形式及性质。（节能书p2能源分类）新能源的种类：核能、太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能、氢能论述能源与国民经济的关系。（同21题）简述各类海洋能的概念及利用形式。（节能书p303海洋能）简述能源系统工程的内涵及主要研究方法。（同第7题）简述能源贬值原理与能量转换效率。（第二章第一节能量转换的基本原理）热力学：研究能量属性及其转换规律的科学。从热力学角度：能量是物质运动的度量，运动是物质存在的形式。一切物质均具有能量。宏观动能和势能：度量物质宏观运动能量热力学能：度量物质微观运动能量只要物质运动状态一定，物质拥有的能量就一定。运动分有序运动和无序运动有序能：度量有序运动的能量：宏观能量和电能无序能：度量无序运动的能量：热能有序能可以完全、无条件地转换为无序能无序能却不能无条件转换为有序能从热力学的角度看，能量是物质运动的度量，运动是物质的存在的方式，因此一切物质都有能量。能量守恒与转换定律：自然界的一切物质都具有能量；能量既不能创造，也不能消灭，而只能从一种形式转换成另一种形式，从一个物体传递到另一个物体；在能量转换与传递过程中，能量的总量恒定不变。能量贬值原理能量不仅有量的多少，还有质的高低。热力学第一定律只说明了能量在量上要守恒，并没有说明能量在“质”方面的高低。自然界进行的能量转换过程是有方向性的。不需要外界帮助就能自动进行的过程称为自发过程，反之为非自发过程。自发过程都有一定的方向。热能和机械能之间的转换是有方向性的。因为机械能是有序能，热能是无序能。机械能可以不花代价地全部转换成热能（摩擦生热），而热能却不能全部转变为机械能。可见机械能转换成热能是自发过程，反之则为非自发过程。

热力学第二定律的实质就是能量贬值原理。能量贬值原理指出：能量转换总是朝着能量贬值的方向进行，高品质的能量可以全部转换为低品质的能量。能量传递过程也总是自发地朝着能量品质下降的方向进行。能量品质提高的过程不可能自发单独进行。一个能量品质提高的过程必定伴随另一个能量品质下降的过程，并且这两个过程是同时进行的，即这个能量品质下降的过程就是实现能量品质提高过程的必要的补偿条件。热力学第二定律深刻地指明了能量转换过程的方向、条件及限度。有序能是高品质的能量，无序能是低品质的能量，高品质能变成低品质能量就是能量贬值。能量贬值是自然界中的普遍现象。只有完全理想状态下，能量的品质才保持不变。能量转换的效率 能量转换效率是指一个能量转换设备所输出可利用的\o"能量"能量，相对其输入能量的\o"比值（页面不存在）"比值。输出可利用的能量可能是\o"电能"电能、\o"机械功"机械功或是\o"热量"热量。能量转换效率没有一致的定义，主要和输出能量可利用的程度有关。根据能量贬值原理，不是每一种能量都可以连续地、完全地转换为任何一种其他形式的能量。各种不同形式的能量，按其转换能力可分为三大类：（1）无限转换能（全部转换能），如电能、机械能、水能、风能、燃料储存的化学能等；称为“高质能”（2）有限转换能（部分转换能），如热能、流动体系的总能；称为“低质能”（3）非转换能（废能）。处于环境条件下的介质的内能、焓等。在能量利用中热效率和经济性是非常重要的两个指标。由于存在着耗散作用、不可逆过程以及可用能损失，在能量转换和传递过程中，各种热力循环、热力设备和能量利用装置的效率都不可能达到100%。简述洁净煤的主要技术。（第三章第一节煤炭）洁净煤技术（cleancoaltechnology）：是旨在减少污染和提高效益的煤炭加工、燃烧、转换和污染控制等新技术的总称。它主要包括洁净生产技术、洁净加工技术、高效洁净转化技术、高效洁净燃烧与发电技术、燃煤污染排放治理技术等。洁净技术包括：选煤，型煤，水煤浆，超临界火力发电，先进的燃烧器，流化床燃烧，煤气化联合循环发电，烟道气净化，煤炭气化，煤炭液化，燃料电池。（1）直接烧煤洁净技术：燃烧前处理燃烧前的处理主要是选煤、型煤和水煤浆三项措施。选煤：的目的是降低原煤中的灰分、硫分等杂质的含量，并将原煤加工成质量均匀、能适应用户需要的不同品种及规格的商品煤。选煤方法：包括物理洗选、化学洗选、生物洗选及超纯煤制备。型煤：是将粉煤或低品位煤加工成一定形状、尺寸和有一定理化性能的煤制品。型煤是各种洁净煤技术中投资小、见效快、适宜普遍推广的技术。常见的有煤球、煤砖、煤棒、蜂窝煤等。民用型煤，又称为生活用煤，用于炊事和取暖，以蜂窝煤为主原煤热效率低，污染严重。若将煤粉加工成型煤，并加入不同的添加剂，以增加型煤的反应活性、易燃性、稳定性，提高煤灰熔点和固硫功能，将大大提高煤的利用率。水煤浆：是20世纪70年代兴起的煤基液态燃料。它是由煤粉、水和少量添加剂组成。水煤浆的制备以浮选精煤为原料，经脱水、脱灰、磨制，加添加剂后与水混合成浆。干法、湿法、混合法燃烧中处理为达到环保目的，工厂企业通常采用高烟囱排放：它是将燃烧装置产生的有害烟气排放到远离地面的大气层中，并通过大气的运动使污染物浓度降低，以改善污染源附近的大气质量，但这种方法并不能减少有害物的排放总量，因此燃烧过程中处理，即炉内脱硫、脱硝是十分重要的。炉内脱硫通常是燃烧过程中向炉内加入固硫剂，如石灰石等，使煤中硫分转化为硫酸盐并随炉渣排出。燃烧后处理 燃烧后处理主要是烟气净化和除尘。由于炉内脱硫往往达不到环保要求，所以还需对燃烧后的烟气进行脱硫处理。烟气脱硫技术按其方法分:干法脱硫和湿法脱硫。按反应产物的处理方法分:回收法和抛弃法。按脱硫剂的使用情况分:再生法和非再生法。烟气脱硝：通常烟气脱硝也分为干法和湿法。干法烟气脱硝主要有选择性催化还原法和选择性非催化还原法。湿法脱硝是先将烟气中NOx含量最多的NO通过氧化剂（如O3、ClO2等）氧化生成NO2，再被水或碱性溶液吸收。烟气除尘：燃煤产生的大气污染物占我国烟尘排放总量的60%，粉尘的70%以上，因此烟气除尘是一个突出的问题。离心分离除尘器、洗涤式除尘器、布袋除尘器、静电除尘器燃烧前处理难度较小，后两种处理难度较大。（2）煤转化为洁净燃料技术：煤的气化技术，有常压气化和加压气化两种，它是在常压或加压条件下，保持一定温度，通过气化剂（空气、氧气和蒸汽）与煤炭反应生成煤气，煤气中主要成分是一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体。用空气和蒸汽做气化剂，煤气热值低；用氧气做气化剂，煤气热值高。煤在气化中可脱硫除氮，排去灰渣，因此，煤气就是洁净燃料了。煤的液化技术，有间接液化和直接液化两种。间接液化是先将煤气化，然后再把煤气液化，如煤制甲醇，可替代汽油，我国已有应用。直接液化是把煤直接转化成液体燃料，比如直接加氢将煤转化成液体燃料，或煤炭与渣油混合成油煤浆反应生成液体燃料，我国已开展研究。煤气化联合循环发电技术，先把煤制成煤气，再用燃气轮机发电，排出高温废气烧锅炉，再用蒸汽轮机发电，整个发电效率可达45%。我国正在开发研究中。燃煤磁流体发电技术，当燃煤得到的高温等离子气体高速切割强磁场，就直接产生直流电，然后把直流电转换成交流电。发电效率可过50%～60%。我国正在开发研究这种技术。煤中硫分：是煤中有机硫和无机硫的总和。有机硫主要来自成煤物质本身，在煤中分布比较均匀，较难分离出去；无机硫存在于矿物质（如黄铁矿）中。在实验室中通常测定的煤中硫是二者之和，即全硫，是以干燥煤样为基准。煤中全硫的含量变化较大，从0.1%左右到10%以上。根据全硫的多少，可以划分为特低硫煤（SIS）（小于或等于0.50%）、低硫煤（LS）（0.51%～1.00%）、低中硫煤（LMS）（1.01%～1.50%）、中硫煤（MS）（1.51%～2.00%)、中高硫煤（MHS）（2.01%～3.00%）、高硫煤（HS）（大于3.00%）六个级别。煤中以游离状态赋存的硫称为元素硫。有机硫、黄铁矿硫和元素硫为可燃硫，而硫酸盐硫在煤燃烧后仍留在残渣中，称固定硫。硫是煤中的有害成分，含硫焦炭用于炼铁时使铁产生热脆性，严重影响生铁质量：燃烧时生成的二氧化硫腐蚀设备，污染空气，危害人体健康。含硫高的煤应通过洗选和加工等方法降低其硫含量。通过排除大部分的矿物质后。即可对煤进行化学脱硫，脱硫方法有：热解法脱硫：将煤加热至焦化温度，使含硫的气体组分如H2S等释出，并降低残碳中的含硫量，主要是脱除FeS2碱法脱硫：将烟煤用熔融碱在200-400℃下进行处理，然后水洗，可以拖出全都硫铁矿硫和一半的有机硫气体脱硫：利用黄铁矿硫和有机硫化合物能与某些气体反应，生成挥发性含硫产物而脱硫氧化脱硫：利用氧化剂从煤中脱硫，特别是脱黄铁矿硫生物脱硫：主要是用来对煤中的有机硫，该反应在常温下进行，脱硫过程中煤损失少。主要是利用脱硫细菌简述能量及传递过程的特点。（能量特点见第19题能量性质）2、 能量传递是有条件的，即在有能量密度差的条件下，能量总是从能量密度大的物质或能量集中的地方，向能量密度小的物质或地方传递；总是从集中到分散并逐步达到平衡。势差：温差、电位差、压差、化学势差3能量传递遵循一定的规律，即能量传递的速率正比于传递的动力而反比于传递的阻力。传递速率=传递动力/传递阻力4能量的传递包括转移与转换两种形式。转移是某种形态的能量从一地转移到另一地，从一物转移到另一物；转换则是能量由一种形态变为另一形态。5能量传递的途径主要有两条：由物质交换和质量输运而携带的能量称为携带能；在体系边界面上的能量交换称为交换能6在体系边界面上的能量交换通常以两种方法进行：传热——由温差引起的能量交换，这是能量传递的微观形式；做功——由非温差引起的能量交换，这是能量传递的宏观形式。7通过能量交换而实现的能量传递，即传热和做功，其具体方式为：传热的三种基本方式是热传导、热对流和热辐射；做功（这里指机械功）的三种基本方式是容积功、转动轴功和流动功（推动功）。8能量传递的结果主要体现在两方面，即能量使用过程中所起的作用以及能量传递的最终去向。能量传递的最终去向通常只有两条：或转移到产品，或散失于环境，包括直接损失和用于过程后再进入环境这两种情况。9能量传递的实质实际上就是能量利用的实质。如果把产品的使用也包括在内，能量的最终去向只能是唯一的，即最终进入环境。最终结果是能量被利用了，能源被消耗了。简述新能源的种类及利用。（见节能书第十章新能源p293）简述能源在社会可持续发展中的作用。（第一章第六节能源的可持续发展）“发展”是大前提，即发展是人类永恒的主题；“协调性”是核心；“公平性”是关键；“科学技术进步”是必要保证。（世界及我国能源问题见第3题）能源是社会发展的基础,如果不提倡能源可持续发展,那么我们的后代将成无能源所用.

可持续发展是既满足当代人的需求，又不对后代人满足其自身需求的能力构成危害的发展。这个报告提出了两个重要思想：一是贫困会导致环境恶化，因为贫困饥饿的人们为了生存会掠夺性使用资源和破坏其周围环境；二是要在合理利用资源和保护环境的基础上发展经济，使经济和社会得到可持续发展

虽然可持续发展的思想已为世界所普遍接受，但源于不同的基础与角度，可持续发展至今没有一个被广泛接受的定义。但是，可持续发展有两个鲜明的特征是大家认可的：一是发展的可持续性，即发展应能持续满足现代人和未来人的需要，达到现代与未来人类利益的统一；二是发展的协调性，即经济和社会发展必须充分考虑资源和环境的承载力，强调社会、经济与资源、环境的协调发展，追求的是经济高效率、社会公平、代际兼顾、人和自然的和谐。基于这两个特征，可持续发展问题归结为经济增长、社会公平、资源可持续利用和环境保护。

那么，由于能源的特性和在生产消费中的作用，可持续发展问题实际上集中反映为能源问题。基于耗竭性能源资源而言，“可持续”发展要求尽量节约用资源、环境保护及能源环境的社会公平对人类实现经济增长目标的制约，或在这种制约下实现经济增长的过程来定义。这也是一种可能用于政策实践的可持续经济发展的定义。

因此，经济可持续发展的能源解析也主要表现在资源、环境与社会三个层面。在资源层面，随着对煤和石油等不可再生能源开采利用，能源资源耗竭日趋严重，价格上涨，现代经济和社会发展对能源的依赖使得能源成为发展的主要约束；在环境层面，能源尤其是化石燃料的开采利用是导致区域性乃至全球环境压力的主要来源；在社会层面，能源是满足现代人的基本需要和服务的前提，能源供应和质量的均衡配置是反映社会公平和和谐的重要因素。

对于发展中国家，经济发展的特点是速度快，可持续发展的核心是经济增长。种种社会经济因素使得资源和环境无法得到战略性的保护，而成为增长的约束条件。可持续发展不否定经济快速增长，但日益严峻的能源环境问题需要发展中国家重新审视如何实现快速经济增长。基本思想是：既要保证适度的经济增长，又要保持资源的可持续利用和保护环境，这就是我们说的“又好又快”原则。发展中国家的可持续发展需要可持续的政策和战略原则。

人类迄今已有400万年的历史，在这期间，人类从学会使用火开始，经过石器、铁器时代，直到近代工业化革命，各种技术发明使人类文明到达了一个前所未有的高度。同时，人类消耗的能源也日益增长，其中煤、石油等是今天主要的能源来源。

今天，能源更是人类社会赖以生存和发展的物质基础，在国民经济中具有特别重要的战略地位。能源相当于城市的血液，它驱动着城市的运转。现代化程度越高的城市对能源的依赖越强，因为能源在维系以下重要功能：照明、交通、餐饮

、供暖

、降温

、自动化管理系统。

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。在当今世界，能源的发展，能源和环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。自从人类进入工业时代以后，尤其是人类进入21世纪以来，信息技术的高速发展，同时也带动着经济的快速发展。经济的快速发展同时也带来了许许多多的环境问题，如温室效应所导致全球气候变暖，臭氧层空洞，酸雨等等一系列的环境问题。为了保护我们人类所生存的环境，我们必须要认真地对待我们所面临的所有环境问题。然而导致我们环境问题的主要原因还是在能源发展这一方面。自从人类进入了信息时代以后，衣食住行不管是哪个方面都无时不刻的在消耗大量的能源，同时也带来了许许多多的环境问题，并且我们地球上的资源也是稀缺的。因此，我们人类也就面临了一个重要的问题，那就是如何保护我们的环境并使我们人类能够得到可持续发展。要解决我们人类所面临的重大环境问题同时达到可持续发展，我们人类就必须发展新型能源。在目前的现状，发展新型能源已经成为了人类的主流。论述能量的基本性质和节能的主要原则。（能量性质见第19题）（合理利用能量原则见节能书p19）节能的主要原则：最小外部损失原则，最佳推动力原则。能量优化利用原则节能遵循原则：1．坚持把节能作为转变经济增长方式的重要内容。我国能源消耗高、浪费大的根本原因在于粗放型的增长方式。要大幅度提高能源利用效率，必须从根本上改变单纯依靠外延发展，忽视挖潜改造的粗放型发展模式，走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路，努力实现经济持续发展、社会全面进步、资源永续利用、环境不断改善和生态良性循环的协调统一。

2．坚持节能与结构调整、技术进步和加强管理相结合。通过调整产业结构、产品结构和能源消费结构，淘汰落后技术和设备，加快发展以服务业为主要代表的第三产业和以信息技术为主要代表的高新技术产业，用高新技术和先进适用技术改造传统产业，促进产业结构优化和升级，提高产业的整体技术装备水平。开发和推广应用先进高效的能源节约和替代技术、综合利用技术及新能源和可再生能源利用技术。加强管理，减少损失浪费，提高能源利用效率。

3．坚持发挥市场机制作用与政府宏观调控相结合。以市场为导向，以北京节能公司企业为主体，通过深化改革，创新机制，充分发挥市场配置资源的基础性作用。政府通过制定和实施法规标准，加强政策导向和信息引导，营造有利于节能的体制环境、政策环境和市场环境，建立符合市场经济体制要求的企业自觉节能的机制，推动全社会节能。

4．坚持依法管理与政策激励相结合。增量要严格市场准入，加强执法监督检查，辅以政策支持，从源头控制高耗能企业、高耗能建筑和低效设备（产品）的发展。存量要深入挖潜，在严格执法的前提下，通过政策激励和信息引导，加快结构调整和技术进步。

5．坚持突出重点、分类指导、全面推进。对年耗能万吨标准煤以上重点用能单位要严格依法管理，明确目标措施，公布能耗状况，强化监督检查；对中小企业在严格依法管理的同时，要注重政策引导和提供服务。交通节能的重点是新增机动车，要建立和实施机动车燃油经济性标准及配套政策和制度。建筑节能的重点是严格执行节能设计标准，加强政策导向。商用和民用节能的重点是提高用能设备能效标准，严格市场准入，运用市场机制，引导和鼓励用户和消费者购买节能型产品。

6．坚持全社会共同参与。节能涉及各行各业、千家万户，需要全社会共同努力，积极参与。企业和消费者是节能的主体，要改变不合理的生产方式和消费方式，依法履行节能责任；政府通过制定法规、政策和标准，引导、规范用能行为，为企业和消费者提供服务，并带头节能；中介机构要发挥政府和企业、企业和企业之间的桥梁和纽带作用。简述我国的能源形势。在21世纪前50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5．6万亿吨，其中已探明储量为1万亿吨，占世界总储量的11%，（石油占2.4%，天然气占1.2%）。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70%以上，2001年全国开采量近13亿吨。

专家预测，在本世纪前30年内，煤炭在我国一次能源构成中仍将占主体地位。煤炭是我国最安全、最经济、最可靠的能源。我国煤炭资源总量远远超过石油和天然气资源；随着高新技术的推广应用，煤炭生产成本正在并将继续降低；洁净煤技术已取得重大突破，这都将使煤炭成为廉价、洁净、可靠的能源。

目前，世界石油价格居高不下，煤炭的成本优势更加明显。据预测，到2020年我国石油供需缺口将更大，全靠进口不仅动用大笔外汇，而且受制于人，加大了能源安全供应的隐患。因此，以煤炭液化生产的液体燃料和用水煤浆替代石油将是必然的趋势。从这个意义上讲，煤炭在未来我国国民经济中的地位将更为重要。1人均能源不足2一次能源分布不均3我国是世界上少数几个以煤为主要一次能源的国家，是世界最大煤炭生产国与消费国4发点用能源占一次能源比重低5能源利用率低第一，中国已成为世界重要的能源生产大国。2011年，中国一次能源生产总量达到31.8亿吨标准煤，居世界第一，其中，原煤产量35.2亿吨，原油2.03亿吨，天然气1027亿立方米，分别居世界第一、第五和第六。电力装机容量已突破11亿千瓦。能源自给率始终保持在90%左右，中国主要依靠自己的力量，保障了13亿人口的能源需求。[2]第二，节约能源、提高能效有明显进步。过去的6年，中国单位国内生产总值能源消耗累计下降21%，相当于减排二氧化碳15.3亿吨。在电力、钢铁、水泥、化工等高耗能行业，加快技术进步，淘汰落后产能，推动产业升级和节能减排。目前，中国30万千瓦及以上火电机组比重达到70%以上，火电每千瓦时发电标准煤耗下降到308克，达到世界发达国家水平。[2]第三，可再生能源和新能源发展迅速。中国水电装机已超过2.5亿千瓦，居世界第一。核电投运机组15台，装机规模1250万千瓦；在建核电机组26台，在建规模居世界第一。风电并网装机超过5500万千瓦，成为世界风电大国。太阳能发电增长强劲，今年底装机容量将突破700万千瓦。[2]第四，能源科技装备水平不断提高。建成了完善的油气勘探开发技术体系，复杂区块勘探开发、提高油气田采收率等技术处于国际领先地位，具备千万吨炼油和百万吨乙烯装置设计和制造能力。采煤机械化程度达到60%以上，井下600万吨综采成套装备全面推广。百万千瓦超超临界燃煤机组、80万千瓦水轮机组实现自主设计和制造。风电和太阳能光伏发电形成了完整的研发和制造产业链。[2]第五，能源普遍服务水平明显提高。2011年，中国人均一次能源消费量达到2.6吨标准煤，人均用电量达到3500千瓦时。过去10年，我们通过加强农村地区电网改造，提高了农村居民用电可靠性，同时还解决了3500多万无电人口的用电问题。能量有几种存在方式？能量共同特点有几种？试分别简述。（1）机械能机械能是与物体宏观机械运动或空间状态相关的能量，前者称为动能，后者称为势能。（2）热能是一种最基本的形式,是绝大多数的一次能源都是首先经过热能形式而被利用的，其它形式的能量均可转变成热能。构成物质的微观分子运动的动能和势能总和称为热能。这种能量的宏观表现是温度的高低，它反映了分子运动的激烈程度。（3）电能电能是和电子流动与积累有关的一种能量，通常由电池中的化学能转换而来，或是通过发电机由机械能转换得到；反之，电能也可以通过电动机转换为机械能，从而显示出电做功的本领。（4）辐射能辐射能是物体以电磁波形式发射的能量。（5）化学能化学能是物质结构能的一种，即原子核外进行化学变化时放出的能量。按化学热力学定义，物质或物系在化学反应过程中以热能形式释放的内能称为化学能。人们普遍利用的化学能是煤燃烧和氢（6）核能核能是蕴藏在原子核内部的物质结构能。轻质量的原子核（氘、氚等）和重质量的原子核（铀等）核子之间的结合力比中等质量原子核的结合力小，这两类原子核在一定的条件下可以通过核聚变和核裂变转变为在自然界更稳定的中等质量原子核，同时释放出巨大的结合能。这种结合能就是核能。通过质量亏损来说明核聚变和核裂变。能量的性质：（1）状态性能量取决于物质所处的状态，物质的状态不同，所具有的能量也不同。通过状态参数来描述（2）可加性不同物质所具有的能量可以相加。一个体系所获得的总能量为输入该体系多种能量之和。（3）传递性能量可以从一个地方传递到另一个地方，也可以从一种物质传递到另一种物质。（4）转换性不同形式的能量之间可以相互转换。研究能量转换方式和规律的科学是热力学，其核心的任务是如何提高能量转换的效率。（5）做功性利用能量做功是能量利用的基本手段和主要目的。各种能量转换为机械能的本领不同，转化的程度不一样。能量可分为高品质能和低品质能。（7） 贬值性能量有损失。相关知识点：能量在空间上的转移，即能量的传输。能量在时间上的转移，即能量的储存。能量的转换必须遵守能量守恒定律。输入的能量-输出的能量=储存能量的变化最普遍的能量形式是：电能、热能和机械能。能量的传递：能量传递的实质实际上就是能量利用的实质。能量传递过程的特点：能量传递是有条件的，即在有能量密度差的条件下，能量总是从能量密度大的物质或能量集中的地方，向能量密度小的物质或地方传递；总是从集中到分散并逐步达到平衡。势差：温差、电位差、压差、化学势差。能量传递遵循一定的规律，即能量传递的速率正比于传递的动力而反比于传递的阻力。传递速率=传递动力/传递阻力能量的传递包括转移与转换两种形式。转移是某种形态的能量从一地转移到另一地，从一物转移到另一物；转换则是能量由一种形态变为另一形态。在体系边界面上的能量交换通常以两种方法进行：传热——由温差引起的能量交换，这是能量传递的微观形式；做功——由非温差引起的能量交换，这是能量传递的宏观形式。通过能量交换而实现的能量传递，即传热和做功，其具体方式为：传热的三种基本方式是热传导、热对流和热辐射；做功（这里指机械功）的三种基本方式是容积功、转动轴功和流动功（推动功）。能量传递的途径主要有两条：由物质交换和质量输运而携带的能量称为携带能；在体系边界面上的能量交换称为交换能。能量传递的结果主要体现在两方面，即能量使用过程中所起的作用以及能量传递的最终去向。能量传递的最终去向通常只有两条：或转移到产品，或散失于环境，包括直接损失和用于过程后再进入环境这两种情况。约20亿年前的“天然反应堆”如何解释？如何看待世界核能的利用？在20亿年前，奥克洛矿区既有足够数量的丰度为3.88%的铀-235，又有充沛的水，只要铀、水和二氧化硅均匀分布，并满足一定的比例关系，便可产生铀核的自持链式裂变反应。这就是“天然反应堆”核能发电最大的优势就是我们所认识的，能量巨大。它以少量的核子燃料即可产生大量的能量。低浓缩铀1吨具有相当于约5万吨的重油之能量。除此之外，核能发电的优势还有以下几点：1、污染低。核能发电的方式是：利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电。核能发电不会排放巨量的污染物质到大气中，不会造成空气污染。尤其是同火电站相比，核能发电不会产生地球温室效应的"罪魁祸首"--二氧化碳。核电站设置了层层屏障，基本上不排放污染环境的物质，就是放射性污染也比烧煤电站少得多。2、从燃料资源上而言，地球有望供应。世界上有比较丰富的核资源，核燃料有铀、钍氘、锂、硼等等，全球铀的储量约为417万吨。地球上可供开发的核燃料资源、可提供的能量是矿石燃料的十多万倍。3、运输方便、成本低。核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便。例如，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。核能发电弊1、核废料处理需严谨。使用过的核燃料，虽然所占体积不大，但因具有放射性，因此必须慎重处理。一旦处理不当，就很可能对环境生命产生致命的影响。核废料的放射性不能用一般的物理、化学和生物方法消除，只能靠放射性核素自身的衰变而减少。核废料放出的射线通过物质时，发生电离和激发作用，对生物体会引起辐射损伤。目前，国际上处理高放射性核废料的方式主要有"再处理"和"直接处置"两种。"再处理"主要是从核废料中回收可进行再利用的核原料;"直接处置"是指将高放射性废料进行地下埋藏，一般经过冷却、干式储存、最终处置三个阶段。美国就一直采取地下掩埋的措施来处理核废料。在内华达州北部的丝兰山脉，已有1.1万个30―80吨的处理罐被埋在地下几百米深处的隧道里。2、热污染。核能发电热效率较低，因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境裏，故核能电厂的热污染较严重。3、核能发电被认为存在风险。核裂变必须由人通过一定装置进行控制。一旦失去控制，裂变能不仅不能用于发电，还会酿成灾害。全球已经发生了数起核泄露事故，对生态及民众造成了巨大伤害。有些环保人士就认为，和其他可再生能源相比，核能并不是一种安全的能源。4、核武器扩散总的来说核能发展有利有弊且利远远大于弊能源对推动社会和经济发展有何作用？能源与国民经济能源是国民经济的重要基础，是现代化生产的主要动力来源。现代工业和现代农业都离不开能源动力。能源是发展社会生产和提高人民生活水平的重要物质基础，是推动国民经济发展的强大动力。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。世界各国经济发展的历史表明能源消费与国民经济之间存在着明显的关系。世界各国经济发展的实践证明，在经济正常发展的情况下，能源消耗总量和能源消耗增长速度与国民经济生产总值和国民经济生产总值增长率成正比例关系。

能源消耗弹性系数=能源消耗的年增长率/国民经济年增长率

这个数值越大，国民经济产值每增加1%，能源消耗的增长率越高；这个数值越小，则能源消耗增长率越低。

能源弹性系数的大小与国民经济结构、能源利用效率、生产产品的质量、原材料消耗、运输以及人民生活需要等因素有关。

世界经济和能源发展的历史显示，处于工业化初期的国家，经济的增长主要依靠能源密集型工业的发展，能源效率也较低，因此能源弹性系数多大于1。

能源是国民经济的命脉,能源是国家重要的战略资源，在国民经济和社会发展中发挥着十分重要的促进和保障作用。列宁曾说过“煤是工业的粮食。石油是工业的血液。”邓小平

1982年曾经指出“我们整个经济发展的战略能源、交通是重点农业也是重点。”可见伟人都十分重视能源的战略作用。能源是推动经济社会发展必不可少的助动力,是重要的战略资源,是国民经济的基础产业,对国民经济持续、快速、健康地发展和人民生活的改善,发挥着十分重要的促进与保障作用。

可以毫不夸张的说21世纪谁掌控了能源谁就掌握了发展的主动权。一般在同一时期中能源消费量增长较快的国家其国民经济的发展速度也比较快反之能源消费量增长较慢的国家其国民经济发展速度也比较慢。2008后，再一次能源消费总量中，煤炭所占比重由1990年的76.2%下降到2009年的67.7%，石油所占比重有16.6%上升到22.7%，天然气、水电、核电、风电等所占比重由72.2%上升到9.6%。根据以上内容谈谈我国的能源现状及措施。一、我国能源现状

1、能源总量丰富，人均拥有量较低。我国是个能源生产大国，2006年能源生产总量为221，056万吨标准煤，与上年相比增长7.37%。其中原煤生产总量占76.7%，仍居主导地位，水电、核电、风电所占比重与2005年相比都有一定程度的提高。虽然能源总量丰富，但人均能源拥有量较低，煤炭和水力资源的人均拥有量只有世界平均水平的50%，而石油、天然气人均拥有量仅为世界平均水平的1/15左右。

2、能源分布地域差异明显。我国的煤炭资源主要分布在华北、西北地区，水力资源主要分布在西南地区，石油、天然气资源则主要分布在东、中、西部地区和海域，而我国的能源消费却主要集中在东部的沿海经济发达地区。能源分布与消费的地区差异严重影响能源的合理配置和有效利用。为此，大规模、远距离的西气东输、西电东送、南水北调成为能源运输的基本格局。

3、能源结构有待进一步调整。改革开放以来，经过几十年的不懈努力，我国的能源结构得到一定程度的优化，形成了以煤炭为主体、电力为中心、石油天、然气和可再生能源全面发展的能源供应格局，建成了较为完善的能源供应体系。而要真正满足国家经济可持续发展的需要，还需进一步优化能源结构，如何实现这一目标是经济发展中亟待解决的问题。

4、能源与资源、环境和社会发展的矛盾日益突出。随着我国经济发展水平的提高，能源的可持续发展问题受到政府和社会各界的普遍关注。在有关政策指导下，我国在实施能源可持续发展方面取得了显著的成绩。但与世界发达国家相比较，还存在许多问题：由于人口众多，即使能源总量较大，人均拥有量与世界发达国家相比也还存在很大差距；能源浪费严重，公众节能减排意识不强；能源开发利用技术不高、能源生产安全形势严峻等。

二、我国能源面临的挑战

1、能源的可持续供应存在巨大压力。随着我国经济的不断发展，能源的消耗将不断加大。从经济发展趋势来看，我国工业已进入重化阶段，按世界各国发展的历史规律来看，重化工业阶段的形成主要是因为居民消费水平提高、消费结构升级、城镇化进程加快、基础设施建设加剧等中长期因素。重工业化的快速发展将使能源消耗迅速增长的阶段不可逾越。据预测，到2020年我国的城市化率将由目前的不到45%提升到60%左右的水平，即城镇化水平每年提高一个百分点，每年将增加至少1，300万城镇人口。当前，城镇人口年均能源消耗量是农村人口的3.5倍，随着城镇人口的不断增加以及人均能源消费的增加，对能源的供给产生巨大压力。

2、经济发展对能源依赖度较大，提高能源利用效率的任务十分艰巨。改革开放以来，由于国家大力加强能源的利用效率，减少能源的过度浪费，我国的单位GDP能耗总体呈现下降趋势。但是，我国的经济增长大部分依靠重工业的快速发展，虽然单位能耗下降，但消耗总量依然巨大，与国际先进水平相比，还存在很大差距。据统计，我国的工业部门每年多用能源约2.3亿吨标准煤。如何提高能源利用效率、缓解能源供给的紧张局面，是实现经济可持续发展中所要解决的首要问题。

3、能源结构不够合理。我国能源供给中，产量较多的是煤炭资源，石油供给严重不足。一方面随着国家城镇化进程的加快，居民人均汽车拥有量呈现增长趋势，加之城镇居民生活消耗能量远高于农村居民，必将扩大石油等能源及相关产品的供给；另一方面石油资源匮乏，增产、增储难度加大，这种趋势要求高度重视国内石油供应保障的安全性，以免由于国际市场石油价格的异常波动而严重影响国家经济安全问题。

4、环境承载能力面临严峻的挑战。以煤炭为主的能源结构导致了我国大气污染物，如烟尘、二氧化硫、二氧化碳的巨大排放量。部分企业为减少成本支出，随意排放污染物，或对污染物没有进行严格的处理。严重的环境污染，不但造成了高昂的经济成本和环境成本，还对居民的健康产生了巨大的威胁和明显的损害。工厂生产环境恶劣，员工患职业病的现象屡见不鲜。国内外有关研究机构的研究成果显示，大气污染造成的经济损失占GDP的3%～7%。从国际经验及我国的经济发展潜力来看，在保持经济增长和能源发展的同时，明显减少环境污染，满足小康社会对环境质量的要求，不是不可能，但面临着十分严峻的挑战。

5、能源开发技术亟须加强。我国的发电技术远落后于世界先进水平，与食品产业不同，能源开发技术不易被复制，而且一种能源成为主流能源之后，它的生命力至少有几十年、上百年。能源研发的特殊性及其供需的不平衡性对能源开发技术提出了更新、更高的要求。

三、能源危机的应对措施

1、完善节能法律法规，实施节能激励机制，强化能源危机意识。出台相关政策惩罚有法不依、执法不严行为，努力营造共同节能的良好环境。在财税政策上加大对节能制造、节能设备研制开发的支持力度，建立有效的节能激励机制。与此同时，主动宣传我国能源使用现状及面临的严峻形势，强化全社会的能源危机意识，动员各行业和国民关注能源问题，为节能减排贡献自己的力量。

2、推进产业结构调整，努力提高能源利用效率。我国能源利用效率低下的主要原因是能源结构的不合理、装备及开发技术落后、能源管理水平较低以及粗放型的经济增长方式。因此，国家应加快产业结构的优化升级，大力发展高新技术产业和服务业，严格限制高耗能、高耗材、高耗水产业发展，淘汰落后产能，促进经济发展方式的根本性转变，加快构建节能型产业体系。调整产业结构，全面提高能源效率，是解决能源发展主要矛盾的根本性举措，是贯彻科学发展观、构建和谐社会的内在要求。

3、加大研发投入，寻求可再生能源和新能源，减少由于石油供需矛盾引发的安全隐患。石油是战略资源，当一个国家不断增大石油进口规模时，不但面临经济发展问题，而且涉及到政治及国家的安全问题。在当今国际市场环境中，国家间的石油争夺战愈演愈烈，最大限度地储备石油资源是许多国家和地区的战略目标。当前世界政治格局复杂，各种势力之间存在很多不确定性，石油问题很可能会成为引起突发事件的导火线，我国必须加大石油储备量，同时加大核电和可再生能源开发力度，避免产生石油短缺威胁。

4、大力开发西部能源。西部地区蕴藏着丰富的煤炭、水利、石油、天然气资源，具有明显的比较优势和良好的开发前景。西气东输、西电东送等具有战略意义的重点工程，在加快西部经济发展的同时也促进了能源的合理有效配置。总之，开发西部能源、发展可再生能源，是解决能源供需矛盾和实现可持续发展的战略选择。

5、加强国际合作，推进能源技术进步。应树立和落实互利合作、多元发展、协同保障的新能源安全观，统筹国内发展和对外开放，积极参与世界石油、天然气等资源的合作与开发，特别是加强与能源出口大国以及消费大国之间的合作与交流；应意识到科学技术是能源发展的动力源泉，积极引进国际先进的能源技术，加强能源科技人才培养，努力建立以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系，促进油气资源的开发，实现能源供给的全球化和多元化，同时为能源的可持续发展提供技术支持。简述能量的储存形式？机械能——以动能、势能形式储存。热能——以潜热、显热形式储存。电能——感应场能或静电场能。化学能、核能——自身即为储能形式§ 衡量储能材料及储能装置性能优劣的主要指标有：储能密度；储存过程能量的损耗；储能和取能的速率；储存装置的经济性；寿命以及对环境的影响。§ 在实际应用中涉及到的储能问题主要是机械能、电能和热能。§ 机械能以动能或势能的形式储存。§ 动能通常可以储存于旋转的飞轮中。§ 势能存储的装置有弹簧、扭力杆和重力装置、压缩空气和抽水蓄能站等§ 电能的储存§ 常见的电能储存形式是蓄电池。§ 蓄电池是将电能转换为化学能，在使用时再将化学能转换为电能。§ 大规模电能的储存是抽水蓄能发电。§ 电能还可以储存于静电场和感应电场中。§ 热能的储存就是把一个时期暂时不用的多余热量通过某种方式收集并储存起来，等到需要时再提取使用。§ 从储存的时间分为：随时储存、短期储存和长期储存三种情况。§ 按储存方法可分为：显热储存、潜热储存和化学储能三大类。§ 显热储存§ 是通过蓄热材料温度升高来达到蓄热的目的。蓄热材料的比热容越大，密度越大，所蓄的热量也越多。§ 水是一种理想的蓄热材料，也有用岩石床作为蓄热材料。§ 潜热储存§ 是利用蓄热材料发生相变而储热。由于相变的潜热比显热大得多，因此潜热储存有更高的储能密度。§ 通常的潜热储存都是利用固体－液体相变蓄热。§ 水也可作为潜热储存材料，而且应用广泛。§ 化学能储存§ 化学能储存是利用某些物质在可逆反应中的吸热和放热过程来达到热能的储存和提取。§ 化学储热是一种高能量密度的储存方法，但尚难以实用化。§ 工业上将水和碳在高温下反应制得水煤气，其主要成分为CO和H2。简述石油的分类方法及石油产品的分类。石油的分类：1按石油的密度分类：根据密度的大小，相应的将石油分为轻质石油、中质石油、重质石油和特重质石油2按石油的硫含量分类：硫含量低于0.5%的为低硫石油；含量为0.5%-2.0%的为含硫石油；含量大于2.0%的称为高硫石油。3按蜡含量分类：蜡含量为0.5%-2.5%的为低蜡石油；含量为2.5%-10%的为含蜡石油；大于10%的为高蜡石油。原油中的蜡通常被认为是一种讨厌的东西。4石油产品的分类按石油产品的用途和特性，可将石油产品分成14大类，即溶剂油、燃料油、润滑油、电器用油、液压油、真空油脂、防锈油脂、工艺用油、润滑脂、蜡及其制品、沥青、油焦、石油添加剂和石油化学品。石油的相关知识石油只是有机物在地球演化过程中的一种中间产物。石油主要是由烷烃、环烷烃、芳香烃等烃类化合物组成。由于石油是一种由多种化合物组成的复杂的混合物，因此其成分随产地的不同而变化很大。太阳能有哪些热利用形式。（1） 太阳能热动力发电一直是太阳能热利用的主要研究方向，根据太阳能热动力发电系统中所采用的集热器的型式不同，该系统可以分为分散型和集中型两大类。分散型发电系统是将抛物面聚光器配置成很多组，然后把这些集热器串联和并联起来，以满足所需的供热温度。集中型发电系统也称为塔式接受器系统，它由平面镜、跟踪机构、支架等组成定日镜阵列，这些定日镜始终对准太阳，把入射光反射到位于场地中心附近的高塔顶端的接受器上。为了降低塔式太阳能热动力系统的投资，发展了一种太阳坑发电技术。它是在地面挖一个球形大坑，坑壁贴上许多小反射镜，使大坑成一个巨大的凹面半球镜，它将太阳能聚焦到接受器，以获得高温蒸汽。试验证实太阳坑发电的方案是可行的。由于其技术简单，成本低，有巨大的市场潜力。（2） 太阳能海水淡化太阳能海水淡化装置中最简单的是池式太阳能蒸馏器。还有另一类多效太阳能蒸馏器。它是一种间接太阳能蒸馏器，主要由吸收太阳能的集热器和海水蒸发器组成，并利用集热器中的热水将蒸发器中的海水加热蒸发。在干旱的沙漠地带，将咸水淡化和太阳能温室结合起来非常有前途（3） 太阳能光利用最成功的是用光－电转换原理制成的太阳电池（又称光电池）。光—电直接转换方式该方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染；太阳能电池可以大中小并举，大到百万千瓦的中型电站，小到只供一户用的太阳能电池组，这是其它电源无法比拟的。或者说太阳电池是利用半导体内部的光电效应，当太阳光照射到一种称为“P－N结”的半导体上时，波长极短的光很容易被半导体内部吸收，并去碰撞硅原子中的“价电子”使“价电子”获得能量变成自由电子而逸出晶格，从而产生电子流动。太阳能汽车、太阳能游艇、太阳能自行车、太阳能飞机、太空太阳站薄膜太阳能电池板适于永久性的室外应用，主要是在薄膜太阳能电池板上加一层透明的可应对各种恶劣环境的封层。地热资源有哪些类型。（1）热水型。它是反映以水为主体的对流水热系统。这种地热能分布较广，约占已探明的热资源的10%；其温度范围也很广，从接近于室温到高达390℃。

（2）蒸汽型。是指以蒸汽为主体的对流水热系统，以生产温度较高的过热蒸汽为主，其中夹杂有少量的不凝结气体和少量的水(有的不含水)。这类地热能比较容易开发利用，但储量不多，仅占已探明的地热资源总量的0.5%左右。

（3）地压型。是指在高压下由深部地层提取含有可溶性甲烷(沼气)的高盐分热水。它的温度约为150～260℃；其储量较大，约占已探明的地热资源的20%。地压型地热能的开发利用目前尚处于研究探索阶段。

（4）干热岩型。是反映地层深处广泛存在的不含水分（或含有少量蒸汽）的岩石。它的温度约为150～650℃；其储量更大，约占已探明的地热资源总量的30%。

（5）熔岩型。是埋藏部位最深的一种完全熔化的热熔岩(即岩浆)，其温度高达650～1

200℃。熔岩储存的热能比其他几种都多，约占已探明的地热资源总量的40%。不过在开采这种地热能时，需要在火山地区打几千米深的钻孔，所冒的风险很大，因此这种地热能目前尚未得到实际开发利用。

地热能的利用可分为地热发电和直接利

用两大类。

在工业上，地热能可用于加热、干燥、制冷、脱水加工、提取化学元素、海水淡化等方面。

在农业生产上，地热能可用于温室育苗、栽培作物、养殖禽畜和鱼类等。例如，地处高纬度的冰岛不仅以地热温室种植蔬菜、水果、花卉和香蕉，近年来又栽培了咖啡、橡胶等热带经济作物。在浴用医疗方面，人们早就用地热矿泉水医治皮肤病和关节炎等，不少国家还设有专供沐浴医疗用的温泉。

地热发电系统主要有四种：

地热蒸汽发电系统：利用地热蒸汽推动汽轮机运转，产生电能。本系统技术成熟、运行安全可靠，是地热发电的主要形式。西藏羊八井地热电站采用的便是这种形式。

双循环发电系统：也称有机工质朗肯循环系统。它以低沸点有机物为工质，使工质在流动系统中从地热流体中获得热量，并产生有机质蒸汽，进而推动汽轮机旋转，带动发电机发电。

全流发电系统：本系统将地热井口的全部流体，包括所有的蒸汽、热水、不凝气体及化学物质等，不经处理直接送进全流动力机械中膨胀做功，其后排放或收集到凝汽器中。这种形式可以充分利用地热流体的全部能量，但技术上有一定的难度，尚在攻关。

干热岩发电系统：利用地下干热岩体发电的设想，是美国人莫顿和史密斯于1970年提出的。

利用地热能来进行发电其好处很多：

•建造电站的投资少，通常低于水电站；

•发电成本比火电、核电及水电都低；

•发电设备的利用时间较长；

•地热能比较干净，不会污染环境；

•发电用过的蒸汽和热水，