未来能源结构

图5 2019年世界主要国家煤炭生产与消费
（二）世界能源现状
1. 世界能源消费构成 (2019年)
表1 2019年能源消耗量世界前10名(单位:标准煤)
美国 中国大陆 俄罗斯 日本 印度 加拿大 德国 法国 韩国 巴西
33.74亿吨 26.5亿吨 9.9亿吨 7.4亿吨 5.77亿吨 4.6亿吨 4.44亿吨 3.65亿吨 3.34亿吨 3.1亿吨
Energy for Future 未来我们使用什么能源
资源与环境学院 环境科学与工程系 张永芳
2019.5.18
2019—2009世界油价走势
复旦大学金融与资本市场研究中心主任 谢百三教授
2019年中国股市注定将以历史上最悲壮，最沉痛，跌 幅最大的熊市记入中外证券史册。这样的73%的跌幅， 只有日本、韩国、台湾（地区）货币升值，泡沫经济 被鲁莽捅破后的90年代，只有美国1929年经济大危机 后才有过。而这是发生在一个GDP以年均9.8%连续增 长30年的经济快速发展的中国。
能源之一。 • (3)巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于
130万亿吨煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能 源。 • (4)长久：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量 足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年。
（三）新能源开发与再生
A 太阳能缺点：
• (1)分散性：太阳辐射的总量大，但能流密度很低。 • (2)不稳定性：受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等
酸雨的危害
酸雨的危害
（二）世界能源现状
3. 能源使用与环境污染
• B 温室效应 （greenhouse effect）
地表受到大量的太阳短波辐射被加热，温度提高，再以长波形式向外辐射 能量。地表的长波辐射绝大部分被大气中的水蒸气和二氧化碳等气体吸收， 这样使地表和大气下层的温度增高。
（二）世界能源现状
自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响。
• (3)效率低和成本高：目前太阳能利用的发展水平，主要 受到经济性的制约，还不能与常规能源相竞争。
（三）新能源开发与再生
B 风能：
• 风能（wind energy)是地球表面大量空气流动所产生的 动能。
2019年世界风能利用一览
（三）新能源开发与再生
世界十大末日景观3
北极冰盖：北极冰山和冰盖正在消融。
世界十大末日景观4
马尔代夫群岛：海平面上升导致100年内变得无法居住。
世界十大末日景观5
威尼斯：海水回灌。
世界十大末日景观6
阿拉斯加：冰河萎缩，永冻土解冻。
世界十大末日景观7
大堡礁：到2050年，95%的活珊瑚礁将被杀死。
世界十大末日景观8
资料来源：BP 公司《BP Statistical Review of World energy 》june 2019，下同
（二）世界能源现状
1. 世界能源消费构成 (2019年)
石油：
The US consumes 25% of the world's energy with a share of global GDP at 22% and a share of the world population at 5%.
（二）世界能源现状
3. 能源使用与环境污染
• 目前人们解决能源衰竭问题的同时，必须考虑环境 污染问题。
• 未来要重点发展清洁能源和可再生能源。
能源——世界的原动力
（一）能源的定义及其重要性 （二）世界能源现状 （三）新能源开发与利用
（三）新能源开发与利用
各种替代能源的研究开发正如火如荼的进行！ 生物质能、太阳能、风能以及水电、核能等已 经得到了广泛应用。
（二）世界能源现状
2. 世界能源储量 (2019年)
C 天然气：
• 2019年世界天然气剩余探明可采储量为177.36万亿立方 米，比2019年增长0.6％。
• 世界天然气资源分布不均，中东地区和前苏联地区最为 丰富，天然气储量分别占世界总量的41.3％和38.7％。
• 按现有的开采水平，世界天然气证实储量可供开采60年。 其中中东地区天然气的可采年限最高，为205年，而北 美可采年限最低仅为10年。
D 按能源消耗后是否造成环境污染分类：
• 污染型能源（煤炭、石油等）和清洁型能源（水力、电 力、太阳能、风能等）。
E ……
几种新型能源New Energy:
（一）能源的定义及其重要性
3.能源的重要性
• 能源——世界的原动力
• 衣 树叶兽皮（棉麻毛丝）——涤纶锦纶维纶腈纶粘胶纤维 醋酸纤维
（一）能源的定义及其重要性
3. 能源使用与环境污染
• B 温室效应
全 球 二 氧 化 碳 排 放
“温室效应”增强的后果
全球变暖：冰川消退、海平面上升、土地荒漠化等等
世界十大末日景观
据英国《每日电讯报》报道，全球变暖催生了 一个“副产品”，也就是度假者和旅行社所说的 “末日游”，人们赶在珍贵的自然景观消失之前， 希望能够看上最后一眼。
迪拜的教育
在1977年以前，没有一所大学的迪拜鼓励年轻人到英、美等国 留学，学费和其他生活费用由政府提供。现在，迪拜已经有了综合 性大学和理工大学，而且还招收了不少女学生。为了让中学毕业的 学生继续接受教育，政府向中学毕业后上大学的人每个月提供高额 的奖金——政府生怕他们中学毕业后既不上学，又不工作。
INTERMISSION
（二）世界能源现状
3. 能源使用与环境污染
• 能源的大量使用在给人类带来文明和繁荣的同时, 也给人类的生存环境带来了严重的污染.
• 酸雨 • 光化学烟雾 • 热污染 • 温室效应 • 臭氧层破坏
（二）世界能源现状
3. 能源使用与环境污染
• A 酸雨（acid rain，pH<5.6的降水过程）
“末日游”最先是由美国人提出来的，美国游 客以这种新方式感受地球正面临的危险，他们率先 前往阿拉斯加州、巴塔哥尼亚、北极和南极正在融 化的冰河；太平洋正在下沉的岛屿和正在消失的大 堡礁等等。
世界十大末日景观1
南极洲：盖勒冰架和拉森冰架正以前所未有的速度消融。
世界十大末日景观2
乞力马扎罗山：“雪帽”将在15年内被摘掉。
• 海洋能(ocean energy)指依附在海水中的可再生能源，海 洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量，这些能量以 潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在于海洋 之中。
3.能源的重要性
• 能源——世界的原动力
• 衣 树叶兽皮（棉麻毛丝）——涤纶锦纶维纶腈纶粘胶纤维 醋酸纤维
食 茹毛饮血——珍馐美味
（一）能源的定义及其重要性
3.能源的重要性
• 能源——世界的原动力
• 衣 树叶兽皮（棉麻毛丝）——涤纶锦纶维纶腈纶粘胶纤维 醋酸纤维
食 茹毛饮血——珍馐美味 住 山洞树林茅草屋——高楼大厦 行 步行畜力——汽车火车轮船飞机
人均 11.1吨 人均 2.0吨 人均 7.0吨 人均 5.8吨 人均 0.52吨 人均 14.3吨 人均 5.4吨 人均 5.9吨 人均 6.6吨 人均 1.63吨
（二）世界能源现状
2. 世界能源储量 (2019年)
A 石油：
• 剩余探明储量为12379亿桶(1686亿吨) • 产量为8153. 3万桶/日(年产量约为40亿吨) （还可用42
（三）新能源开发与再生
A 太阳能：
• 狭义的太阳能(sun energy)限于太阳辐射能的光热、光 电和光化学的直接转换。广义上的太阳能是地球上许多 能量的来源，如风能，化学能，水的势能等。
加州太阳能发电厂
家用制冷、取暖、照明
（三）新能源开发与再生
A 太阳能优点：
• (1)普遍：太阳光普照大地，没有地域的限制。 • (2)无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的
• 中国是世界最大的煤炭消费国，消费量为21.82亿吨， 增长7.9％
图4 2019年世界主要国家煤炭生产与消费
（二）世界能源现状
1. 世界能源消费构成 (2019年)
天然气：
• 2019年世界10大天然气消费国依次为：美国、俄罗斯、 伊朗、加拿大、英国、日本、德国、意大利、沙特阿拉 伯和中国，合计消费量占世界总消费量的61％。
年）。
图6 2019年世界石油储量地区分布
（二）世界能源现状
2. 世界能源储量 (2019年)
A 石油：
表2 世界主要国家石油探明储量 单位：亿吨
奢华迪拜
奢华迪拜
奢华迪拜
迪拜的绿化
迪拜的人均绿地面积达到20平方米，迪拜的绿色绝对奢侈，每 棵树、每丛灌木旁都有“给水管”，清晨、黄昏，地上密布的黑色 胶管会向上成雾状喷洒淡化的海水。迪拜每棵树的培植成本超过 1000美元，每平方米的草坪的养活成本是每年3000美元，是名副其 实靠钱“喂大”的。
图2 2019年世界主要国家石油消费量
（二）世界能源现状
1. 世界能源消费构成 (2019年)
煤炭：
• 受世界高油价的影响，自2000年开始世界煤炭产量和消 费量持续增长，成为增长最快的能源。
图3 2000年以来世界煤炭生产与消费
（二）世界能源现状
1. 世界能源消费构成 (2019年)
煤炭：
• 中国为世界第一大煤炭生产国，煤炭产量为21.46亿吨, 增长7.0％。
能源——世界的原动力
（一）能源的定义及其重要性 （二）世界能源现状 （三）新能源开发与利用 （四）展望
（一）能源的定义及其重要性
1.能源的定义
• 能源是自然界中能为人类提供某种形式能量（如 热量、电能、光能和机械能等）的物质资源。
• 能源是指能够直接取得或者通过加工、转换而取 得能量的各种资源，包括煤炭、石油、天然气、 水能、核能、风能、太阳能、地热能、生物质能 等一次能源和电力、热力、成品油等二次能源， 以及其他新能源和可再生能源.