8能源资源

第八章能源资源第八章能源资源能源资源的概念、特性和分类†能源资源的概念„简称能源，是指一切能够提供某种形式能量的物质或物质的运动，例如阳光、风、流水、地热、潮汐、木材、矿石燃料等。†能源的一般特性„多样性‡主要有六种形式：辐射能、运动能、生物能、化学能、原子能、传导能；‡地球上的能量主要来自太阳，但只有1%被吸收利用。‡世界所利用的能源中90%是化石燃料。能源资源的概念、特性和分类†能源的一般特性„转化性‡人类使用的往往是次生能源（如电能），需要将原生的能源进行转化；‡化石燃料转化为电能往往要通过从化学能到热能、机械能，再到电能的转化过程。‡能源的转化效率体现在：„第一效率＝有效热/燃料热值（化学能转化为有效能的程度）„热效率＝机械功/有效热（热能转化为机械能的程度）„第二效率＝电能/燃料热值（整个发电过程的效率）能源资源的概念、特性和分类能源资源的概念、特性和分类†能源的一般特性„双重性‡能源利用既促进经济发展又造成环境污染。‡各种不同的能源资源有各自的优势和缺点。„品质差异性‡贮存式能源主要通过热值评价其品质。‡流动性能源主要通过能流密度，即单位时间空间内能接受到或转化的能量大小评价其品质。‡不同能源资源的品质（单位资源量所含能量）和能源转化效率有很大差异。能源资源的概念、特性和分类†能源的分类„按使用状况分类：‡常规能源：当前被广泛使用的能源。再按性质分类：„燃料能源：煤炭、石油、天然气等；„非燃料能源：水能、电能等；‡非常规能源（新能源）：当前尚未广泛使用，但已经或即将被利用或可能加强利用的能源。再按性质分类：„燃料能源：核燃料等；„非燃料能源：风能、地热能、潮汐能等；能源资源的概念、特性和分类†能源的分类„按成因分类：‡一次能源：天然形成，以天然形式存在的能源。再按来源分：„来自地球以外的太阳能。„来自地下的地热、核燃料和化石燃料。„来自海洋的潮汐能、波浪能、海流能和温差能。„来自地面的水能和高山冰雪储能以及动植物储能。‡二次能源：由一次能源经人为加工转化的能源。„按再生性分类：‡再生能源‡非再生能源（可采储量、潜在储量）第八章能源资源各类能源资源的概况及作用†石油与天然气„石油资源主要分布在地质构造稳定区与活动带的过渡带，尤其是靠近活动地带的稳定基底；沿古地中海区（包括地中海南侧的北部），印度河流域，孟加拉国至印度尼西亚，墨西哥湾以及大陆板块两侧的大陆架区。„中东国家的储量占全球的65％以上。„天然气中40%与石油伴生。各类能源资源的概况及作用†石油与天然气名次国家和地区石油探明储量108t名次国家和地区石油产量108t1沙特阿拉伯353.821俄罗斯4.4752加拿大243.882沙特阿拉伯4.3753伊朗171.593美国2.74伊拉克156.864伊朗1.975科威特135.045中国1.7476阿联酋133.406墨西哥1.7057委内瑞拉105.347挪威1.478俄罗斯81.848加拿大1.229利比亚53.209阿联酋1.17710尼日利亚48.0910尼日利亚1.17511美国29.8611委内瑞拉1.10512中国24.8912伊拉克1.03513卡塔尔20.7413科威特1.025其他国家184.24其他国家10.318世界合计1742.79世界合计35.497各类能源资源的概况及作用†石油与天然气名次国家和地区天然气探明储量1012m3名次国家和地区天然气探明储量1012m31俄罗斯47.5447尼日利亚4.9812伊朗26.6028阿尔及利亚4.5423卡塔尔25.7539委内瑞拉4.2734沙特阿拉伯6.63610伊拉克3.1135阿联酋6.00211印度尼西亚2.5556美国5.35012马来西亚2.122其他国家31.464世界合计170.937各类能源资源的概况及作用†石油与天然气„截至到2006年，我国累计原油地质资源量约765×108t，探明储量约246.8×108t，探明率为32%，待带探明的石油资源量约为518×108t。按现有的技术条件，全国原油剩余可采储量约为40×108t，居世界第十位。区域资源量/1012m3探明储量/1012m3陆上东部区域4.390.43陆上中部区11.540.72陆上西部区14.240.58海域区13.870.27南部地区3.280.0016全国总计47.321.99中国天然气资源（2000）各类能源资源的概况及作用†煤炭资源†储量非常大，占全球化学能能源储量的78.9%。†2006年底，世界煤炭探明可采储量为9090.64亿t，其中无烟煤和烟煤占52.67%；褐煤和次烟煤占47.33%。†主要分布在北纬30-70°之间，约占世界煤炭资源总量的70%；欧洲和欧亚大陆、亚太地区、北美洲的煤炭储量较为集中，非洲、中南美洲、中东的储量很少。各类能源资源的概况及作用†煤炭资源各类能源资源的概况及作用†煤炭资源„中国煤炭资源总量约5.57万亿t，居世界第一。2003年末查明煤炭资源储量10210.56亿t，其中查明资源量6868.53亿，可采储量达2040亿t，居世界第二。但人均占有的资源量仅为世界平均值的一半左右。„中国煤炭资源分布广泛，含煤面积约60多万km2，约占国土面积的6%，主要分布在北部和中西部，其中，秦岭-大别山以北的煤炭资源量约占全国的90%，且集中分布在山西、陕西和内蒙古。各类能源资源的概况及作用†水能资源„水能利用的优点：‡可以再生而且干净卫生。‡可以进行综合开发。‡具有一次能源和二次能源同时完成的生产过程。‡成本低、启动快。‡廉价。„主要分布在：‡亚非拉的赤道地带。‡东亚与南亚的山麓迎风地带。‡中纬度地区大陆西岸。各类能源资源的概况及作用†水能资源„中国水能资源丰富，总量位居世界首位，水能资源理论蕴藏量为6.89亿kW，技术可开发装机容量为4.93亿kW，经济可开发装机容量为3.95亿kW，均居世界首位。„中国水能资源分布西多东少。时间分布不均，需要建设水库实行调节。„中国水能资源集中分布于大江大河，便于实行基地性集中开发。各类能源资源的概况及作用†核能„除上述能源外昀成熟、昀重要的能源„廉价而丰富，是可以大规模、长时期开发利用的昀有发展前途的能源之一。„核燃料分为裂变核燃料和聚变核燃料，一般是指主要是裂变核燃料，以铀235作为燃料。„美国、南非、澳大利亚、加拿大等国储量丰富。各类能源资源的概况及作用†核能2006年世界核能消费量排行排名国家地区消费量（百万吨油当量）比重（%）1美国187.529.52法国102.116.13日本68.610.84德国37.96.05俄罗斯35.45.66韩国33.75.37加拿大22.33.58乌克兰20.43.29英国17.02.710瑞典15.42.411西班牙13.62.112中国12.31.913比利时和卢森堡11.01.714中国台湾地区9.01.415瑞士6.31.0截至2007年3月全球运行中和在建的核反应堆国家运行中的反应堆在建的反应堆数量MW(e)数量MW(e)比利时75801－－巴西21901－－加拿大1812584－－中国10758754220法国5963363－－德国1720339－‐－印度16348373112日本55475931866韩国2016810－－俄罗斯312174354525乌克兰151310721900英国1910822－－美国10398145－－其他9344923109628总计4353682013024251各类能源资源的概况及作用†生物质能„生物质能是指蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。„生物质能是可再生能源，通常包括木材及森林工业废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物以及动物粪便。„世界能耗中，生物质能约占14％，在不发达地区占60％以上。„全世界约25亿人的生活能源的90％以上是生物质能。„生物质能的优点是燃烧容易，污染少，灰分较低；缺点是热值及热效率低，体积大而不易运输。直接燃烧生物质的热效率仅为10-30％。各类能源资源的概况及作用†太阳能、风能„特点在于：‡能量大，而且用之不尽、取之不竭。‡分布广泛、分散使用、就地可取、不需运输。‡不污染和破坏生态环境。‡周而复始、可以再生。‡能量密度低，能量不稳定。各类能源资源的概况及作用†海洋能„主要指海洋本身所蕴含的能量。„量大、可再生、无需燃料、不造成污染、不占用陆地空间。‡潮汐能：因引起潮汐海水涨落及潮水流动所产生的能量。‡波浪能：海洋表面波浪所具有的动能和势能，是一种在风的作用下产生的，并以位能和动能的形式由短周期波储存的机械能。‡海水温差能：是指涵养表层海水和深层海水之间水温差的热能。‡盐差能：是指海水和淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间的化学电位差能，是以化学能形态出现的海洋能。‡海流能：指海水流动的动能，主要是指海底水道和海峡中较为稳定的流动以及由于潮汐导致的有规律的海水流动所产生的能量，是另一种以动能形态出现的海洋能。各类能源资源的概况及作用†地热能„由地层岩石中放射性元素衰变而产生，通过过热蒸汽和温泉的形式释放出来。分为蒸汽型、热水型、干热岩型等。„一般把高于150℃的称为高温地热，主要用于发电，低于此温度的叫中低温地热，通常用于采暖、加温、养殖、医疗等。„世界地热资源主要分布于以下5个地热带：‡环太平洋地热带。‡地中海、喜马拉雅地热带。‡大西洋中脊地热带。‡红海、亚丁湾、东非裂谷地热带。‡其他地热区。除板块边界形成的地热带外，在板块内部靠近边界的部位，在一定的地质条件下也有高热流区，可以蕴藏一些中低温地热。各类能源资源的概况及作用†能源在社会经济发展中的作用„能源是推动社会发展的原动力。‡柴草时期„火的发现至18世纪产业革命，以树枝杂草为主要能源。‡煤炭能源时期„18世纪60年代英国开始的产业革命，使能源结构发生第一次革命性变化从生物质能转向了矿物能源，既由木炭转向了煤炭。至今煤炭仍是人类昀重要的能源之一。‡石油天然气能源时期„20世纪50年代开始，以石油、天然气为主要能源。各类能源资源的概况及作用†能源在社会经济发展中的作用„能源消费直接影响国民经济的增长。‡能源消费弹性系数是指能源消费增长速度与GDP增长速度的比值。‡世界各国由于经济发展水平与所处工业化阶段不同，能源弹性系数出现起伏，但总的趋势是逐渐下降。目前世界能源消费弹性系数总体上在0.5以下的水平上。‡从2002-2004年，中国经济增长均超过9%，2002年后能源消费弹性系数均大于1，这表明中国仍处于工业发展中期。各类能源资源的概况及作用†能源在社会经济发展中的作用„能源是社会经济发展的重要物质基础。‡能源在农业中的形式是肥料和农药、农业机械驱动、动物饲料加工、卫生设施、建筑物取暖和制冷、抽水灌溉，美国约有3%的能源总消费量用在农庄。‡工业发展的历史就是不断扩大能源利用的历史。钢铁工业是昀大的工业能源消费者，能源消耗量约占世界总消费量的7%，我国占10%。第八章能源资源能源利用现状及其对环境的影响†能源利用现状„石油生产与消费‡2006年世界石油供需基本处于平衡状态，石油产量85.3百万桶/日，消费量84.38百万桶/日，产量略大于消费量。‡区域性供需严重失衡。52%的石油产量来自中东、独联体和非洲地区，但这3个地区的石油消费量却只占15%。相反，亚太、北美和欧洲的石油产量只占33%，而消费量却占80%。石油产地与消费地的明显分离，导致世界石油贸易量的不断增加。‡2006年世界石油消费量主要集中在北美(占30.11%)、亚太(占28.78%)和欧洲(占18.31%)地区。2006年世界前三大石油消费国为美国(占24.1%)、中国(占9.0%)和日本(占6.0%)。其中，美国和日本消费量较为稳定，而中国正处于需求上升期。能源利用现状及其对环境的影响†能源利用现状„天然气生产与消费‡2005年世界天然气生产量达到2.94万亿m3，比2004年2增加747亿m3。其中，非洲生产有增长，占世界比例的6.6%。‡2005年世界天然气消费2.