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第1章绪论能量与能源物质——构成世界，是客观存在的。能量——物质的属性，是一切物质运动的动力（不能创造、不能消灭）。信息——客观事物和主观认识相结合的产物。能量与能源构成客观世界的三大基础：物质、能量、信息能量：指物质运动的量化转换，简称“能”。能量与能源定义1、能量与能源定义能源：即能量的来源，指能够提供某种形式能量的自然资源及其转化物。1、能量与能源定义能量与能源定义（1）机械能——包括固体和流体的动能、势能、弹性能及表面张力能等。到目前为止，人类所认识的能量形式：能量与能源定义（2）热能——构成物体的微观原子及分子振动与运动的动能。到目前为止，人类所认识的能量形式：能量与能源（3）化学能——原子核外进行化学反应时放出的能量。利用最普遍的化学能是燃烧碳和氢。到目前为止，人类所认识的能量形式：能量与能源（4）辐射能——物质以电磁波形式发射的能量。（例如:太阳能）能量与能源到目前为止，人类所认识的能量形式：（5）核能——蕴藏在原子核内部的粒子间相互作用而释放的能。（核裂变、核聚变）能量与能源到目前为止，人类所认识的能量形式：（6）电能——电子流动和积累有关的能量。（由化学能或者机械能等转化而来）能量与能源到目前为止，人类所认识的能量形式：能源消费结构如图1、图2所示石油36%天然气24%煤炭28%核能6%水电6%2010年世界能源消费结构能源消费结构2011年世界能源消费量煤炭水电可再生天然气石油能源消费结构能量与能源2能源分类（1）按认识能源的历史：常规能源、新能源常规能源：也叫传统能源，是指在一定的历史时期和科学技术水平下，已经大规模生产和广泛利用的能源。能量与能源新能源：又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式。（古老的能源采用先进的方法加以利用；用新发展的技术开发的能源）（太阳能、风能、海洋能、地热能、生物质能等）2能源分类能量与能源（2）按照对环境的污染影响：清洁能源、非清洁能源清洁能源：对环境无污染或污染很小的能源。非清洁能源：对环境污染较大的能源。2能源分类（3）按能否循环利用：可再生能源、非再生能源能量与能源2能源分类（4）按获得的方法：一次能源、二次能源能量与能源2能源分类能量与能源2能源常见分类：如下表认识能源的历史常规能源煤、石油、天然气、水能和核能新能源太阳能、海洋能、地热能、生物质能等对环境的影响清洁能源太阳能、水能、风能、天然气非清洁能源煤、石油等能否循环利用可再生能源太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能等不可再生能源煤、原油、天然气、油页岩、核能等产生的方式一次能源原油、原煤、天然气、生物质能、水能、核能、太阳能、地热能、潮汐能等二次能源煤气、焦碳、汽油、煤油、电力等能量与能源能源是人类文明的先决条件！人类社会一切活动都离不开能源。能源消耗的水平是人类生活水平和生活质量的重要尺度。下一讲：常用能源概述常用能源概述我国能源供求面临的五大挑战：挑战之一：人均资源量少挑战之二：人均能源消费量低挑战之三：单位产值的能耗高挑战之四：以煤为主的能源消费结构挑战之五：能源安全受到威胁我国人口基数大我国能源利用效率低、能源利用对环境污染严重如何保障能源安全?1.煤炭--古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。常用能源煤炭是工业的粮食，是传统的能源，也是重要的燃料和化工原料。中国是世界上煤炭产量最多、增长速度最快的国家。常用能源（一）18世纪人类对煤炭资源需求旺盛。煤炭工业发展历史（二）1881年，美国人爱迪生建成世界上第一个发电站，成功使用发电机和电灯，人类社会进入“电气化时代”。煤炭工业发展历史63%5%32%薪柴煤炭其他1910年，世界能源消费结构罗伯特·W.谢勒发电厂煤炭工业发展历史煤炭工业发展历史石油——又称原油，是一种粘稠的、深褐色液体。石油工业发展历史石油主要被用作燃油和汽油，燃料油和汽油在2012年组成世界上最重要的能源。石油工业发展历史石油发展历史公元前10世纪之前，古埃及、古巴比伦和印度等文明古国已经采集天然沥青,用于建筑、防腐、粘合等用途。现代石油业的起点1859年在宾夕法尼亚打出西方第一口石油井1860年仅有6.7万吨，1918年飙升到5000万吨20世纪70年代：整个欧洲全部耗能中煤的比例减少到22％，石油上升到60％。日本能源消费中石油占70％。石油发展历史中国也是世界上最早发现和利用石油的国家之一。世界油气资源分布中国石油资源和主要油田分布其它能源天然气—存于地下岩石储集层中以烃为主体的混合气体的统称。其它能源铀—我国铀储量可供4000万kW核电厂运行30年。能源现状1、能源资源十分充足2、消费格局大幅调整3、能源争夺日趋激烈4、能源利用绿色高效5、能源科技突飞猛进世界能源基本形势1、世界常规石油、天然气资源丰富。2、世界非常规油气资源潜力巨大。国际能源形势石油资源主要分布在中东、前苏联、北美和非洲地区。天然气资源主要分布在前苏联、中东、北美地区。油气资源分布1、战略性2、紧缺性3、金融性4、不可替代性5、分布不均衡性6、消费不均衡性7、供需不稳定性石油特征全球天然气储量产量稳定增长天然气储量产量“当打破国际原油价格纪录成为一种常态的时候，因清洁、高效、被誉为‘21世纪能源’的天然气，终将以其消费呈爆炸性的增长逐渐成为21世纪能源利用的主角。天然气——二十一世纪能源主角——股神巴菲特煤炭储量产量资料来源：BP2009铀资源分布油页岩资源潜力能源消费供需格局全球主要地区一次能源消费情况能源消费格局石油供需格局总体呈现“三进三出”油气供需格局天然气贸易逐年上升。油气供需格局各国核电占本国总电力比例各国核电石油储量产量稳定增长，储量仍可保持30年净增长空间。石油发展趋势非常规石油是常规石油的重要补充世界非常规石油产量预测（万亿立方英尺）石油发展趋势煤炭消费比重略微上升煤炭发展趋势煤炭在世界能源消耗中的份额（%），按部门分类核能发电增长迅速核能发展趋势全球核电装机容量可再生能源比重逐步上升可再生能源发展趋势一次能源需求预测能源需求预测全球一次能源需求仍将持续稳定增长，化石能源仍是一次能源构成的主体未来20年，全球能源结构中，石油比重持续下降，煤炭比重缓慢下降，天然气比重持续上升，化石能源形成“三分天下”的格局。能源结构发展趋势油气供应集中度越来越高发展趋势中、印等发展中国家需求大增发展趋势能源价格呈振荡上升趋势发展趋势低碳能源被关注发展趋势世界各国能源政策各国调整能源政策能源政策能源政策调整方向特点：促进能源供应多元化、突出节能和提高能效。能源结构世界各国能源的战略规划1、美国能源独立世界各国能源的战略规划1、美国控制油气通道控制全球海上通道，美国能源部列出六大“世界石油运输咽喉”。1、美国能源科技大力推动科技研究和创新1、美国发展趋势美国能源战略正出现重大转折,将从高度依赖进口转向进口和自产并重1、美国能源结构2009年俄罗斯能源消费量6.35亿吨油当量，占世界总量的5.69%2、俄罗斯石油生产消费净出口2009年，俄罗斯石油产量4.94亿吨，占世界总量的12.9%，其中74.72%用于出口2、俄罗斯北极战略规划北极拥有原油储量900亿桶，天然气储藏47万亿立方米；具有强大的潜在通航能力；2、俄罗斯能源外交1、合作战略2、控制战略3、牵制战略4、抗衡兼合作战略2、俄罗斯新能源战略主要目标：从常规的石油天然气、煤炭等能源转向非常规的核能、太阳能和风能等2、俄罗斯2020年前能源目标目标：通过最有效地生产和利用能源资源，充分发挥能源部门的科技和经济潜力，保证国家对能源资源的需求，实现国民经济稳定增长的目标，不断提高居民生活质量。2、俄罗斯2020年前能源目标措施：加大油气、煤炭和核能的开采、产量和出口量；增加立法，保证能源安全；加强运输基础设施的建设。2、俄罗斯2030年前能源目标目标：2030年前，俄罗斯石油年出口将达3.7亿吨，天然气出口约3700亿立方米；俄的石油天然气年产量相应要超过5亿吨和9000亿立方米。措施：重视新能源的发展，提高能源效率，发展能源保护技术；加快能源出口向东偏移；加大能源投资。2、俄罗斯发展趋势油气资源仍是未来经济工作的重心；以能源作为“战略武器”；打造“石油卢布”体系；“天然气欧佩克”2、俄罗斯能源政策欧洲国家能源政策能源安全经济效率低碳战略鼓励可再生能源注重能源科技的发展注重可持续发展欧盟能源结构2009年欧盟一次能源消费占世界总量的14.53%石油生产、消费2009年欧盟生产石油0.99亿吨，消费6.71亿吨，其中消费的85.29%来源于进口欧盟天然气生产、消费2009年欧盟天然气生产0.17万亿立方米，消费0.46万亿立方米，消费的62.77%来自进口欧盟煤炭生产、消费2009年欧盟煤炭探明储量259.7亿吨，占世界总探明储量的3.6%。2009年生产1.58亿吨油当量，消费2.61亿吨油当量，消费的39.37%来源于进口欧盟核电消费2009年欧盟核能消费0.895万亿千瓦时，比2008年下降4.5%，占世界核能消费的33.2%欧盟水电消费2009年欧盟水电消费0.33万亿千瓦时，比2008年上涨1.4%，占世界水电消费的10%欧盟新能源战略新能源战略拟定了未来5个优先领域：提高能效；完善统一能源市场和基础设施建设；推动技术研发和创新；对外用一个声音说话和为消费者提供安全、可靠、用得起的能源。欧盟中国能源发展状况我国能源发展状况能源利用是一个涉及民生、家国福祉的基础工程，同时也是国家资源、经济程度和科技发展状况的集中体现。我国能源发展状况能源利用涉及的问题：能源结构能源效率能源环境能源安全我国能源发展状况能源结构我国能源结构中煤炭占约2/3，电力消耗所占比例太小，国家电气化程度不高。能源效率能源效率是能源装置设计的重要评价指标之一。我国能源发展状况我国能源发展状况能源与环境我国能源环境问题核心：大量直接燃烧煤炭造成大气污染、农村过度消耗生物质能引起生态破坏和日益严重的汽车尾气污染。我国能源发展状况能源安全能源是国民经济的直接支撑，是人类赖以生存的基础。我国能源发展状况能源安全能源可靠供应的保障石油和天然气的供应问题我国能源发展状况能源安全预计：2010年——2020年后世界石油产量将逐步下降，出现供不应求局面，世界油气资源的争夺将愈演愈烈。我国：人均石油探明剩余可采储量仅为世界平均值的1/10，从1993年，我国就已成为石油净进口国。我国能源发展状况能源现实我国是一个能源贫乏的国家我国能源发展状况能源现实天然气探明储量居世界第十九位但我国人口占世界第一位！能源资源的人均占有率只相当于世界人均占有率的51%我国能源发展状况能源现实我国是一个能源贫乏的国家两个不利因素1、以煤炭为主，油气资源不足。2、地理分布不理想我国能源发展状况能源现实我国能源发展现状我国能源发展状况我国能源供应形势我国能源总消费量已经超过13亿吨标准煤，占世界总消费量的1/10，居世界第二位但人均消费量只占世界平均水平的42%中国农村生活能源消费中，传统的生物质能占60%以上中国电力工业现状电力工业发展经历的四个阶段起步阶段发展阶段突破阶段腾飞阶段电源结构正在逐步趋向合理火电结构调整取得实质性进展电力结构不断调整优化电力工业装备和技术跻身世界先进水平火电水电核电中国电力工业现状实现了政企分开，颁布实施了《电力法》，确立了电力企业的法人主体地位。电力工业的管理水平取得突破中国电力工业现状电力工业的管理水平取得突破2002年，按照国务院5号文件，电力行业实施厂网分开，组建了两家电网公司、五家发电集团公司和四家辅业集团公司。中国电力工业现状目前，中国人均装机仅0.6kW，人均用电量仅197kWh，与工业化国家相比还存在较大差距，电力工业仍存在较大发展空间。中国电力工业现状电源结构有待进一步优化大力开发水电，优化发展煤电，积极推进核电建设，适度发展天然气发电，鼓励新能源和可再生能源发电。中国电力工业现状我国电力工业发展方向火力发电技术发展的主要方向继续实行大电站、大机组、高参数、环保节水的技术路线。我国电力工业发展方向水力发电技术