新能源技术培训课件

新能源技术06一月2025汽车排长队等加油06一月20253、目前世界的化石能源岌岌可危：截止到2003年底，全球剩余的石油已探明的可开采量为1565.8亿吨，如果，以后没有发现新的蕴藏量可观的油田的话，估计到2040年，最多到2050年就要用完；而天然气估计可以用到2050年，加上可能再发现的天然气田,最

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多用到2090年；煤炭的情况好一些，估计可以再用200年甚至300年。综上所述，到本世纪末，除煤炭外,

其它的化石能源就要开采殆尽！

“能源危机”之说绝不是危言耸听！06一月20254、与此同时，化石能源的碳排放带来的环境污染也日趋严重，减排任务相当艰巨！2009年12月18日在哥本哈根召开的世界气候会议的主要议题是，工业化国家减少温室气体的排放目标与帮助发展中国家适应气候的变迁。由于欧美等发达国家的消极态度，最后没有达成实质性协议。可见，世界性的减排、低碳之路任重而道远！06一月2025

大气污染，触目惊心！

一、能源的概述能源能的形式：——凡是能够提供某种形式能量的物质，或是物质的运动，统称为能源。机械能、声能、光能、电能、磁能、化学能、生物能…世界能源结构的演变柴草时期（从火的发现——18世纪中叶）煤炭时期（18世纪中叶——20世纪中叶）石油时期（20世纪中叶至今）

能源问题世界能源消耗仍以化石燃料为主，而化石燃料储量有限。（见教材表3-3）而随着世界人口的不断增加，能源紧缺的时期将会提前来。能源

分类一次能源二次能源第三类能源第二类能源新能源常规能源可再生能源非可再生能源按照能源转换和传递方式分类按照能源的性质分类按照利用能源的技术状况分类按照能源的形成和来源分类第一类能源

二、能源的分类按照能源转换和传递方式分类一次能源如:煤、石油、天然气、水能、风能、生物能、沼气、太阳能、核能、潮汐能、地热能……二次能源如:汽油、煤气、焦炭、蒸汽、电能、氢能、酒精、热水……按照能源的性质分类非可再生能源：如:煤、石油、天然气、核能…可再生能源：如：太阳能、生物能、水能、风能、地热能、潮汐能、波浪能…按照利用能源的技术状况分类常规能源可再生能源——水能、生物能非可再生能源——煤炭、石油、天然气新能源可再生能源——太阳能、风能、地热能、潮汐能、波浪能非可再生能源——核能按照能源的形成和来源分类第一类能源：来自地球以外天体的能量太阳能、风能、水能、波浪能、煤、石油、天然气、生物能第二类能源：来自地球本身的能量

核能、地热、温泉第三类能源：来自天体间的引力能潮汐能三、新能源核能太阳能地热能风能海洋能生物能氢能1、核能

原子核结构发生变化时释放出的能量——统称为核能，也称为原子能。[视频]瓶子里的巨人n+U→Sr+Xe+2n+能量10235

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0中子铀锶氙中子1千克铀核发生裂变时，放出的能量相当于燃烧2700吨标准煤。核电站中使用的主要是铀核裂变。⑴核能产生的原理重核裂变轻核聚变两个较轻原子核，聚合成一个较重的原子核+能量氘氚氦中子原子核聚变时，放出的能量比核裂变时还要大。但氢弹中的核聚变目前人们还无法控制。科学家们正在研究可控制的核聚变，以造福人类。聚变的概念和原理核反应方程：氘氚氦中子⑵链式反应

浓缩铀慢中子铀块的体积必须足够大(临界体积)产生链式反应的条件：

铀与原子能原子弹爆炸世界第一颗氢弹——麦克“麦克”爆炸成功

我国第一颗氢弹爆炸生成的蘑菇云⑶核反应堆

核反应堆是可控的链式反应装置，它能使核能平稳释放。核反应堆主要由核燃料、减速剂、控制调节系统、冷却系统和防护层组成。

[视频]核能与核技术核燃料：天然铀或浓缩铀制成的铀棒

减速剂：使快中子变成慢中子，通常用石墨、重水或普通水

控制棒：调节中子的数量，从而控制反应速度，通常用镉棒冷却剂：保证反应堆在一定温度下运行，通常用水、液态金属钠、空气等流体⑷核电站1954年，前苏联建成世界上第一座核电站；现在世界上有30多个国家的400多座核电站在运行，占世界总电力的20%左右；中国核电建设已有20年的历史，截至目前中国共有核电站8座，共有15台机组，其中已建成运行的9台，正在建造的两台，已报送国务院并得到批准近期将开工的4台。[视频]崛起的新能源－－核电压水堆核电站工作原理大亚湾核电站全景图秦山核电站全景电站反应堆换料电站反应堆控制棒秦山核电站主控制室一般来说，如果防范措施得当，核电站是很安全的。历史上曾发生过两次核电站核泄露事故：一次是1979年3月18日，美国三里岛核电站堆芯熔毁；另一次是1986年4月26日，前苏联切尔诺贝利核电站4号反应堆发生爆炸。核电站的安全性核能利用的前景核电站最先使用的是铀-235，以后扩展到铀-238、钍-232，它们在地壳中蕴藏量巨大，如果全部利用可供人类用上几千年。海水中含有大量的氘，因此科学家正在研究解决从海水中提取氘作为核动力，使海水中的全部核能释放出来，足够人类用上百亿年。所以说核能是一种理想的新能源。核聚变能源开发2、太阳能地球上可以直接接受并利用的太阳辐射能。

[视频]太阳能介绍太阳能特点太阳能取之不尽，用之不竭；太阳能在转换过程中不会产生危及环境的污染；太阳能资源遍及全球，可以分散地、区域性地开采。我国约有2/3的地区可以较好利用太阳能资源；太阳能能流密度低、其强度受各种因素（季节、地点、气候等）的影响不能维持常量。直接利用太阳辐射能的方式光—热转换光—电转换光—化学转换06一月2025二、解决能源危机的办法

解决能源危机的办法：新能源的开发利用（开源）与节能（节流）

1、新能源的开发利用

（1）太阳能的开发利用

太阳是一个十分巨大的能源,

它送到地球的光功率就有

06一月202512万TW（1TW（太瓦）=1MMW=1000000000000W）。与此相比，现在人类社会的总能耗约13TW，全世界发电装机容量不到4TW，都比太阳送到地球的光功率小得多。地球上的所有石油资源相应的能量．只相当太阳在一天半时间内供应给地球的光能。况且太阳的寿命至少是50亿年，对人类而言，太阳能是取

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之不尽用之不竭的；

太阳能的利用主要有两种：

①光热太阳能如太阳灶、太阳供热系统。遍及全国各地的屋顶太阳能热水器就是一种常见的太阳供热系统。我国是太阳能热水器生产量与销售量最大的国家；但从房屋的热水器安装率来说，以色列已达到

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80%，日本为11%，台湾也达到2.7%，...，我国仅在千分之几左右，可见，在我国太阳能热水器的推广应用潜力仍很大。06一月2025屋顶上的太阳能热水器06一月2025②光电太阳能

如太阳能电池、太阳能热电站。利用太阳热能发电目前已成为全球风险投资的一个重点领域，其原理是通过聚光装置把太阳光线聚集在装有某种液体的管道或容器。借助太阳热能，液体被加热到一定温度，产生蒸汽然后驱动涡轮机发电，热能转化为电能。这种发电方式被人06一月2025

们称为太阳能热发电。

由于太阳能热发电需要充足的太阳直接辐射才能保持一定的发电能力,

因此沙漠是最理想的建厂选址地区。假若，在非洲的撒哈拉大沙漠1%的地面上铺设硅太阳能电池，就可以

得到比现在全球所消耗的能源总量

还要多得多！

06一月2025西班牙的太阳能电站06一月2025

上海鲜花港太阳能电站06一月2025

与传统的电厂相比，太阳能热电厂具有两大优势：

（1）整个发电过程清洁，没有任何碳排放；（2）利用的是太阳能，无需任何燃料成本。

太阳能热发电还有一大特色，那就是其热能储存成本要比电池储存电能的成本低得多。举例来说，06一月2025

一个普通的保温瓶和一台笔记本电脑的电池所存储的能量相当，但显然电池的成本要高得多。能够将太阳热能储存，就意味着太阳能热电厂可以克服传统电厂发电可能中断的弊端。

从1984到1990年，美国在加州莫哈夫沙漠地区相继建成九个槽式太阳能热电站。其发电功率分别为14MW、6×30MW和2×80MW。这组总

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功率354MW的电站建成后，一直向加州电网供电至今，累计供电12TWh，其中新装置的电效率已达30%。

葡萄牙在阿马雷莱雅地区建造的一座太阳能光伏电站近日投入使用，其总装机容量达46兆瓦是目前世界上最大的太阳能光伏电站。发电能力能满足３万多户葡萄牙家庭的日常用电需求。06一月2025

葡萄牙阿马雷莱雅太阳能光伏电站光—热转换太阳能发电太阳能高温炉冶炼高温材料太阳能节能建筑太阳能海水谈化太阳池太阳能发电太阳能高温炉冶炼太阳炉的焦点

利用新型太阳炉的高温熔化15mm的钢板

利用新型太阳炉熔化钨板

太阳能节能建筑太阳能海水谈化06一月2025航天器上的太阳能电板06一月2025上海世博会主体建筑屋顶上的太阳能装置06一月2025

太阳能路灯光—电转换太阳能电池

太阳能光伏电站

深圳园博园太阳能光伏并网电站

06一月2025优点太阳能发电被称为是理想的发电方式，只要有阳光，太阳能电池板上就能产生电流，直接把光能转换成电能没有传动部件，没有噪声，不经过任何中间步骤，所以发电过程中不会产生任何污染或者废弃物06一月2025存在的问题（主要是成本）一盏太阳能庭院灯，大概要4000元，而一盏太阳能路灯，就要10000多元。一套3千瓦的太阳能发电系统，一次性投资高达18万元，按照目前的电价，这笔钱可以使用100多年。06一月2025应用现状95%的出口在欧洲和美国今年德国世界杯足球赛的其中一个赛场，凯泽斯劳滕足球场，其屋顶是一个1兆瓦的太阳能光伏电站，这是目前世界最大的足球场太阳能屋顶发电工程，也是德国世界杯一个重要的绿色环保项目，这些太阳能电池板就是由中国公司提供的。06一月2025国内光伏发电的市场发展比较迟缓，我们的产业目前靠国际市场拉动。2005年全世界总的太阳能电池生产量是1800兆瓦，中国这一年，生产了145.7兆瓦，大概是8%的样子.但是在国内的销售只有5兆瓦左右，所占比例不到4%，其余96%的太阳能电池出口到了国外市场。这就出现了一个产业和市场分离的现象。06一月2025更严峻的问题是,根据德国的产业政策，到2007年底，德国所需的光伏电池和组件将有90%左右来自本国企业，引发本轮爆发式增长的市场大门将向中国企业逐渐关闭。06一月2025德国太阳能发电的补贴价格是每度电不低于45.7欧分，安装在屋顶的太阳能电价则高于54欧分，太阳能发电的补贴价格超过普通电价10多倍。这样投资光伏电站，上网以后，大概在8到10年能够收回投资，而太阳能电池的使用时间至少在25年以上，那么剩下的时间就是完全赚钱了。国外经验:补贴06一月20252004年，德国的太阳能发电总装量达到了363兆瓦，2005年的安装量达到了870兆瓦，占世界装机总量的40%，成为世界上太阳能光伏发电发展最快的国家。按欧盟的规划，2010年之前，太阳能发电装机将达到3000兆瓦，然而照目前的速度，将远远突破这个目标。06一月2025小结太阳能电池既不必消耗现有的矿物能源，又不污染环境，一看就知道是中国迫切需要的好东西。但是，拥有世界先进技术的中国太阳能电池企业，却墙里开花墙外香，遭遇到了守着金饭碗讨饭吃的尴尬。太阳能电池遭遇的尴尬表面上看因为它的成本过高，但这个理由经不起仔细推敲，欧洲人比我们还会打算盘，区别在于我们和欧洲人计算回报的方式不一样：我们在计算回报时只考虑了太阳能电池节省了多少电钱，但欧洲人把修复环境的代价也计算到了收益里面。3、地热能

是来自地球深处的可再生热能。它来源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地下水的深处循环和来自极深处的岩浆侵入到地壳后，把热量从地下深处带至近表层。在有些地方，热能随自然涌出的热蒸汽和水而到达地面，这种热能的储量相当大。据估计，每年从地球内部传到地面的热能相当于100PW·h。地热发电

西藏的羊八井地热电站的供电量已占拉萨市电网供电量的40％以上，而且利用热发电的排放水还建立了50000M2的农业温室，使之成为拉萨市的主要蔬菜生产基地。羊八井地热电站5、海洋能海洋能(oceanenergy)是指依附在海水中的可再生能源，包括：潮汐能、波浪能、海洋温差能、海洋盐差能和海流能等，更广义的海洋能源还包括海洋上空的风能、海洋表面的太阳能以及海洋生物质能等。海洋能理论上可再生的总量为766亿千瓦。海洋能开发利用的方式主要是发电，其中潮汐发电和小型波浪发电技术已经实用化。◎海洋能的来源我对海洋能的认识来源于月球、太阳引力；太阳辐射；06一月2025◎海洋能的种类我对海洋能的认识

海洋包括：潮汐能、波浪能、海洋温差能、海洋盐差能和海流能等。

06一月2025◎海洋能的利用现状我对海洋能的认识

1、潮汐能（1）潮汐发电是海洋能中技术最成熟和利用规模最大的一种。中国总装机容量为5．64兆瓦；（2）中国是世界上建造潮汐电站最多的国家06一月2025

（4）海洋能的开发利用

海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能和海水温差能。海洋潮汐能来源于月亮与太阳对地球海水的的吸引力以及地球的自转引起海水会周期性地作有节奏的垂直涨落的现象。据统计，全球海洋潮汐能的储藏量在27亿千瓦左右，每年的发电量可达

33480亿

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千瓦；目前，法国、英国、美国、加拿大、俄罗斯和阿根廷等国度已经建造了潮汐发电站。海洋波浪能、海流能也可以用来发电，目前相对地说容量不大。我国也在浙江的江厦与广东的汕尾建立了潮汐电站。06一月2025◎海洋能的利用现状我对海洋能的认识

2、波浪能（1）“八五”期间，5千瓦后弯管漂浮式波力发电装置和8千瓦摆式波浪电站，均试发电成功。（2）“九五”期间，广东汕尾市遮浪研建1OO千瓦岸式振荡水柱电站天津国家海洋局海洋技术所研建的1OO千瓦摆式波力电站，已在1999年9月在青岛即墨大官岛试运行成功。06一月2025◎海洋能的利用现状我对海洋能的认识

3、海洋温差能

1985利用“雾滴提升循环”方法进行研究建造了两座容量分别为1O瓦和6O瓦的试验台。06一月2025◎海洋能的利用现状我对海洋能的认识

4、海流能的研究进展。（1）世界上从事海流能开发的主要有美国、英国、加拿大、日本、意大利和中国等。（2）7O年代末，何世钧建造了一个试验装置并得到了6．3千瓦的电力输出。（3）8O年代初，哈尔滨工程大学一种直叶片的新型海流透平，获得较高的效率，并于1984年完成6O瓦模型的实验室研究，之后开发出千瓦级装置在河流中进行试验。06一月2025◎海洋能的利用现状我对海洋能的认识

4、海流能的研究进展。（4）9O年代以来，中国开始计划建造海流能示范应用电站，在“八五”、“九五’”科技攻关中均对海流能进行连续支持。（5）目前，哈尔滨工程大学正在研建75千瓦的潮流电站。意大利与中国合作在舟山地区开展了联合海流能资源调查，计划开发14O千瓦的示范电站。06一月2025◎海洋能的利用现状我对海洋能的认识

5、盐差能的研究进展。

中国西安冶金建筑学院于1985年对水压塔系统进行了试验研究。06一月2025◎海洋能的发展预测我对海洋能的认识（1）海洋被认为是地球上最后的资源宝库，也被称作为能量之海。（2）21世纪海洋将在为人类提供生存空间、食品、矿物、能源及水资源等方面发挥重要作用，而海洋能源也将扮演重要角色。（3）潮汐能作为成熟的技术将得到更大规模的利用。06一月2025◎海洋能的发展预测我对海洋能的认识（4）波浪能将逐步发展成为行业；（5）海洋温差能将得到更进一步的发展，可作为战略能源储备。并建立海上独立生存空间和工业基地；（6）潮流能也将在局部地区得到规模化应用。

盐差发电原理图温差发电原理图加拿大安娜波利斯潮汐电站海流能发电示意图06一月2025

葡萄牙的“海蛇”海浪发电站06一月2025

由英国安装的世界首台潮汐发电机6、生物能以生物质为载体的能量。生物界一切有生命的可以生长的有机物质，包括动植物和微生物。所有生物质都有一定的能量，而作为能源利用的主要是农林业的副产品及其加工残余物，也包括人畜分粪便和有机废弃物。生物质能为人类提供了基本燃料。

林业废弃物下角料农业废弃物能源作物06一月2025

生物物质发电

丹麦是世界上第一个研究开发生物质发电的国家。1973年的石油危机促使需要依靠大量石油进口的丹麦进行生物质发电的研发工作。在政府大力扶持下，很快地在1987年丹麦建立了世界上第一个秸秆生物燃烧发电厂。到目前为止，丹麦已经有130多家秸秆发电厂。我国是个农业大国，有着丰富的秸秆。06一月2025生物能生物能源可分两种：一是生物柴油，是用油菜籽、向日葵、油棕榈、大豆、蓖麻等油料作物加工的动力柴油一种是酒精燃料，是从甘蔗、玉米、薯类作物或农作物秸秆中提炼、加工的燃料乙醇。06一月2025它们可替代石油和煤炭等矿物能源，在使用过程中对环境造成的污染比较小，被称为清洁的可再生能源。06一月2025现状分析德国生物柴油消费量在2004年已达110万吨，成为全球使用生物柴油最多的国家。巴西利用甘蔗生产燃料乙醇，已建成完整的燃料乙醇产业链。目前，巴西每年消费燃料乙醇110亿升，生物能源在能源消费结构中的比重已超过40％。我国近年来相继建成了一些年产量超万吨的生物柴油厂，预计到2010年，我国生物柴油需求量将达到2000万吨。06一月2025实例1.玉米目前国家要求吉林省每年有170亿斤的粮食储备，三年一轮换，但吉林省八十年代末的粮食年产量就已经超过了400亿斤。储粮本身需要钱,吉林省最多一年需要补贴45亿元在粮食方面。过去的二十年来，吉林人一直在探寻解决连年玉米丰收后，粮食的出路。

06一月2025在国际上，由于玉米加工成燃料乙醇作为替代能源的技术已经成熟，而吉林有着稳定的玉米产量，于是吉林燃料乙醇项目应运而生。在吉林加油站你会注意到，在汽油的标号前会一个大写的字母E字，这是燃料乙醇汽油的标志，这里的乙醇汽油，就是在普通的汽油中参加10％的燃料乙醇，而生产燃料乙醇的燃料就是玉米。

06一月2025生产燃料乙醇能够大量使用陈化粮，陈化粮是指在存放了三年以上的变质粮食。吉林燃料乙醇集团仅用了两年的时间，就已经消耗了吉林省内所有的陈化粮，把它们变成了紧缺的能源。现在，该集团已经开始用国储轮换粮和新粮作原料。06一月20252.甜高粱

近日从中科院近代物理研究所了解到，甜高粱燃料乙醇联产产业化研发已取得实质性进展。近代物理利用重离子辐照技术对甜高粱进行了品种改良，使一些品种的含糖量最高达到24%以上，亩产量达10吨以上。甘肃目前可利用的边际性土地有1000多万亩，每年可产近亿吨甜高粱和数百万吨燃料乙醇，有望成为我国生物能源的一个重要产区,为实现“我国发展生物能源不影响粮食安全”的目标做出重大贡献。

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国家发改委大力支持发展生物质发电项目。河北晋州的秸秆发电项已经上马，其他省也紧紧跟上。不久的将来，我国生物质发电项目将会在全国遍地开花。还有利用牛粪产生沼气发电也大有前途。

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河北晋州的秸秆发电厂06一月2025

广西隆安的生物质发电厂06一月2025

沼气发电厂7、氢能氢是宇宙中最丰富的元素之一，但是在地球上单质氢的含量微乎其微。氢能属于二次能源，只能由其他能源进行转化而得到。其主要优点有：燃烧热值高，每千克氢燃烧后的热量，约为汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。燃烧的产物是水，是世界上最干净的能源。氢的来源化石燃料制氢生物制氢电解水制氢氢的利用宇航推进超亚音速飞机燃料电池车船动力06一月20253、风能

全球的风能约为2.74×109MW，其中可利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。四大优点是：蕴量巨大；可以再生；分布广泛；没有污染。三大弱点是：密度低；不稳定；地区差异大。[视频]风能·未来06一月2025独立运行方式并网运行方式[视频]风力发电06一月2025

郑和下西洋06一月2025风能的开发利用

风能是利用空气强烈的流动而形成的动能。严格说来，他是间接形式的太阳能，占到达地面太阳能的2%左右。虽然百分比不大，但绝对量可观，相当于10300亿吨煤蕴藏的能量。06一月2025

风能的利用分两种：

①风能的动力利用

利用风力作为动力，直接带动各类机械系统。例如，风帆；

②风能的发电利用利用风力带动发电机发电。例如,

风力发电机。

风力发电机的优点是明显的：成本低，污染少；但是缺点也是明显

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的：风力不稳定，受季节性影响大，储存与传输难等。

目前我国风能开发利用的现状：

我国的风力资源丰富，风力电厂主要分布在新疆、内蒙等地，例如，闻名全球的新疆的达坂城风力发电厂。到2008年底止，我国风电的总装机容量接近1300万千瓦，已经超过核电，为全球第四、亚洲第一。预计到2020年，我国的风电的总装机容量接近

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1300万千瓦，已经超过核电，为全球第四、亚洲第一。预计到2020年，我国的风电装机总容量将超过一亿千瓦。江苏省在沿海地区（例如如东、启东与响水等县市）大力发展风电事业，而且在淮安等地有专门生产风力发电机的企业。06一月2025新疆达坂城风力电站之一06一月2025

新疆大阪城风力电站夜景06一月2025风力发电从风力发电的技术状况以及实际运行情况表明，它是一种安全可靠的发电方式，随着大型机组的技术成熟和产品商品化的进程，风力发电成本降低，已经具备了和其他发电手段相竞争的能力。2005年，我国政府将2020年风电的发展目标从原来的2000万千瓦提高到3000万千瓦；2006年1月1日生效的《可再生能源法》亦为中国发展可再生能源，包括建立一套风电价格机制以促进风电发展提供了