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能源开发及综合利用目录1能源的概念及分类2世界及我国能源资源现状3能源利用方式4能源发展规划5能源项目评价6案例分析自然资源煤石油天然气太阳能风能水能地热能潮汐能加工后能量电力煤气焦炭蒸汽沼气氢能一、能源的概念及分类1.能源能源指能量资源或能源资源，是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质。机械能热能电能辐射能化学能核能能量资源能源资源•常规能源•新能源按使用类型分•一次能源•二次能源按获得的方法分•可再生能源•不可再生能源按能否再生分•燃料型能源•非燃料型能源按能否可燃分一、能源的概念及分类2.能源的分类•清洁能源•非清洁能源按对环境的污染情况分石油热效率高但资源量少天然气在化石燃料中CO2排放少易爆煤资源量多、投资少、经济效益好但CO2排放多一、能源的概念及分类3.各种能源的评价可再生能源循环再生成本问题核能不产生CO2、能量密度高辐射、放射性废料日本学者石油天然气煤炭核能可再生能源用途（便利性）发电、热源移动体利用易发电、热源移动体利用可发电、热源移动体利用难仅限发电主要用于发电资源量(可开采年数)41年67年164年85年－资源分布OPEC国约占总储量的78%以上原苏联、中东、其他国家各占总储量的约1/3与石油、天然气相比，地区分布偏差性较小全世界广泛分布极受自然条件左右经济性(发电成本单价日元/kWh)10.0～14.45.8～6.25.0～5.34.8～5.4水力8.2、光伏43、风力10～24、木质生物质6～189碳排放系数（t-C/TJ）18.6613.4724.7100一、能源的概念及分类3.各种能源的评价储藏量十分丰富，已证实的地下储藏量约为8.47万亿吨煤当量。煤的可靠储量尚可供人类使用接近200年。二、能源资源现状1.世界能源资源煤炭石油剩余探明储量1237.9千百万桶，可供人类使用40年左右。天然气已探明的储量为177.4兆立方米，尚可供人类使用60年左右。二、能源资源1.世界能源资源石油天然气煤炭储量（10亿桶）占比储量（万亿立方米）占比储量（亿吨）占比北美220.213.2%10.85.8%2450.928.5%美国35.02.1%8.54.5%2373.027.6%加拿大173.910.4%2.01.1%65.80.8%中南美洲328.419.7%7.64.1%125.11.5%欧洲及欧亚大陆140.88.4%58.431.2%3046.035.4%俄罗斯联邦87.25.2%32.917.6%1570.118.2%中东807.748.4%80.543.0%120.1%非洲130.37.8%14.57.7%3173.7%亚太地区41.52.5%15.58.2%2658.430.9%澳大利亚3.90.2%3.82.0%764.08.9%中国17.31.0%3.11.7%1145.013.3%印度5.70.3%1.30.7%606.07.0%世界1668.9100.0%187.3100.0%8,609100.0%世界石油、天然气和煤炭三种化石燃料储量情况能源资源总量比较丰富二、能源资源2.我国能源资源及特点能源资源赋存分布不均衡人均能源资源拥有量较低能源资源开发难度较大化石能源资源：煤炭占主导地位。已探明的石油、天然气资源储量相对不足，油页岩、煤层气等非常规化石能源储量潜力较大。可再生能源资源：水力资源理论蕴藏量折合年发电量为6.19万亿千瓦时，经济可开发年发电量约1.76万亿千瓦时，列世界首位（1）能源资源总量比较丰富•中国人口众多，人均能源资源拥有量在世界上处于较低水平；•煤炭和水力资源人均拥有量相当于世界平均水平的50%；•石油、天然气人均资源量仅为世界平均水平的1/15左右；•耕地资源不足世界人均水平的30%，制约了生物质能源的开发。（2）人均能源资源拥有量较低二、能源资源2.我国能源资源及特点能源资源分布广泛但不均衡。煤炭资源主要赋存在华北、西北地区，水力资源主要分布在西南地区，石油、天然气资源主要赋存在东、中、西部地区和海域。主要的能源消费地区集中在东南沿海经济发达地区。大规模、长距离的北煤南运、北油南运、西气东输、西电东送，是中国能源流向的显著特征和能源运输的基本格局。（3）能源资源赋存分布不均衡煤炭资源地质开采条件较差，大部分储量需要井工开采，极少量可供露天开采。石油天然气资源地质条件复杂，埋藏深，勘探开发技术要求较高。未开发的水力资源多集中在西南部的高山深谷，远离负荷中心，开发难度和成本较大。非常规能源资源勘探程度低，经济性较差，缺乏竞争力。（4）能源资源开发难度较大二、能源资源2.我国能源资源及特点二、能源资源3.我国能源开发存在难题(1)远离经济中心，开发利用成本高我国水能、风能甚至太阳能资源最丰富的地区往往地处中西部水电资源分布极不均衡，西多东少，需长距离的“西电东送”我国风电产能资源集中地与用电负荷集中地呈逆向分布全国约有100亿度风电电量由于被“弃风”限发而损失水电开发、建造大坝可能对环境和生态系统造成破坏在生产制造环节上也存在高能耗、高污染等不绿色问题(2)开发利用过程中存在浪费与不绿色现象(3)技术落后，核心技术依赖国外我国因技术落后，在全球产业分工中以加工组装为主，技术上依赖发达国家。如我国风电技术总体上落后国际先进水平5年以上，我国风电制造企业在获得国际先进技术过程中被迫支付高昂的技术转让费，并受制于苛刻的技术转让条件。绿色能源开发利用存在成本高、配套设施跟不上等问题，造成目前国内市场狭小，形成了所谓的“产能过剩”以及对国外市场的过度依赖问题，并因此遭遇国外“双反”调查。(4)内需市场小，依赖国外市场1.能量转换过程及转换设备或系统能源能源形态转换过程转换机械或系统(1)石油、煤炭、天然气等矿物燃料(2)氢和酒精等二次能源化学能热能化学能热能机械能化学能热能机械能电能化学能电能热能化学能电能炉子、燃烧器各种热力发动机热机、发电机，磁流体发电，EGD发电（压电效应）热力发电，热电子发电燃料电池三、能源的利用方式能源能源形态转换过程转换机械或系统(3)水力、风力、潮汐、海流、波浪(4)太阳能机械能机械能机械能机械能电能光能热能光能热能机械能电能光能热能电能光能电能光能化学能光能生物能电磁波电能水车、风车。水轮机——发电机，波力发电、风力发电、潮汐发电、海流发电热水器，采暖、制冷、光化学反应，太阳灶太阳热发动机太阳热发电热力发电，热电子发电光电池、光化学电池光化学反应（水分解）光合成1.能量转换过程及转换设备或系统三、能源的利用方式能源能源形态转换过程转换机械或系统(5)核能核分裂热能机械能电能核分裂热能核分裂热能电能核分裂电磁能电能核聚变热能机械能电能电能光（激光）热能电能热能聚变核发电，磁流体发电核能炼钢热力发电，热电子发电光电池核聚变发电1.能量转换过程及转换设备或系统三、能源的利用方式2.热能的产生燃料燃烧核能转换太阳能转换地热电能转换燃烧设备锅炉工业炉窑化学能热能三、能源的利用方式•3.电能的生产电能辐射能化学能差磁流体发电、热电偶温新技术三、能源的利用方式火力发电水力发电核能发电风力发电地热发电•4.机械能的产生热机转换内燃机—往复运动热机燃气轮机—外燃式热机蒸汽轮机—将蒸汽热能转换为机械功的热机电机转换交流电动机直流电动机三、能源的利用方式新能源规划•能源是社会发展的物质基础——人类文明的每一步都和能源的利益息息相关。•(1)原始采猎文明•(2)薪柴·马车·农业文明•(3)煤炭·蒸汽机·工业文明•(4)石油·内燃机·现代文明•(5)绿色能源·能源革命·未来文明四、能源与社会、经济、环境1.能源与社会发展•能源是经济的命脉，能源与经济增长是相互依赖、相互依存的。四、能源与社会、经济、环境2.能源与经济总之，经济增长必然具有对能源的内在需求，能源是经济增长的动力源泉，经济增长为能源发展创造条件。（1）经济增长对能源的需求•经济增长与能源总量需求是按相同方向变化的，并且在大多数时期基本上存在一定的比例关系。•经济增长与其对能源品种或结构扩大和更新的需求按相同方向变化。•经济增长对能源质量的需求也在不断提高。（2）能源在经济增长中的作用•(1)能源推动生产的发展和经济规模的扩大；•(2)能源推动技术进步；•(3)能源是提高人民生活水平的主要物质基础之一；能源的开发利用和不加限制地消耗大量的煤和石油等燃料，带来了严重的环境负面影响。四、能源与社会、经济、环境3.能源与环境造成环境问题的原因•酸雨•温室效应•臭氧层的破坏•热污染•放射性污染•能源开采和贮运•能源利用•事故和战争化石燃料燃烧产生的主要大气污染物污染物特征健康和环境影响总悬浮颗粒物(TSP)在一定时间内悬浮在大气中的小于100μm的固态或液态颗粒物；含有毒微量元素(镉、氟、汞、镍、铊等)和有机物,以及致癌物多环芳烃。微粒和超微粒毒性大,易吸入,对人体健康有很大危害,是导致慢性障碍性肺病的重要原因。SO2是形成酸雨的主要原因。导致人体呼吸道疾病,植物损伤,材料加速腐蚀。NOxNO和少量NO2，是酸雨的前奏。导致植物和材料损害,人体易患呼吸道感染。光化学烟雾(O3)是一种二次污染物，其中臭氧(O3)约占90%使肺功能受损;刺激眼、鼻、咽喉,产生恶心、头痛。铅90%以上来自汽车尾气。铅中毒引起昏迷、痉挛和死亡。CO是燃料不完全燃烧的产物。最大排放源是汽车。人吸入CO后与血液中的血红蛋白结合,减少脑和心脏供氧量。CO2是化石燃料燃烧的产物。温室气体的主要来源。废水排放烟气排放灰渣排放核污染由于自然的和社会的原因，能源的开采一般具有集中和强度大的特点，从开采到消费通常需要经过运输和贮存作为中介。在从开采到消费的各个环节中，矿物能源都已经造成严重的环境问题。能源开采和贮运的环境影响•开发利用和不加限制地消耗大量的煤和石油等燃料，也带来严重的负面影响，即极大地污染了人类赖以生存的环境，诱发温室效应、酸雨，引起疾病、农业减产等严重问题。•煤炭被称为“最肮脏”的能源。能源消耗空气品质、土地、水资源恶化二氧化碳地球温室效应、气候变暖二氧化硫酸雨核分裂能放射性废料、核能安全能源利用对环境的影响能源工业及化学工业都是事故易发的产业。同时，石油产地已成为现代国际社会争夺的战略重点之一，事故和战争所造成的矿物能源的环境问题引起了全世界各国的关注。事故和战争与矿物能源的环境影响四、能源与社会、经济、环境3.能源与环境•雨水pH值低于5.6便为酸雨•由于人类大量使用煤、石油等化石燃料，燃烧后产生的硫氧化物(SOx)或氮氧(NOx)化物，在大氧中经过反复的化学反应，形成硫酸或酸，或为云、雨雪、雾捕捉吸收，降到地面成为酸雨。酸雨•热污染是指日益现代化的工农业生产和人类生活中排放的各种废热所造成的环境污染。热污染可以污染大气和水。•火力发电厂、核电站和钢铁厂的冷却系统排出的热水以及石油、化工、造纸等工厂排出的生产性废水中均含有大量废热。•造成热污染最根本的原因是能源未能被最有效、最合理地利用。随着现代工业的发展和人口的不断增长，环境热污染将日趋严重。热污染温室效应解决对策•联合国气候变化框架公约（1992年）•稳定温室气体排放•《京都议定书》（1997年）•解决温室效应问题•清洁发展机制（2002年）•发达国家履行京都议定书所规定的一部分义务•《蒙特利尔议定书》（1987年）•解决臭氧层问题《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》1、降低煤炭消费比重。加快清洁能源供应，压减煤炭消费，到2020年，全国煤炭消费比重降至62%以内。削减京津冀鲁、长三角和珠三角等区域煤炭消费总量。到2020年，京津冀鲁四省市煤炭消费比2012年净削减1亿吨，长三角和珠三角地区煤炭消费总量负增长。2.提高天然气消费比重加强供气设施建设，扩大天然气进口，有序拓展天然气城镇燃气应用。到2020年，天然气在一次能源消费中的比重提高到10%以上。3.安全发展核电。国际最高安全标准、确保安全的前提下，适时在东部沿海地区启动新的核电项目建