能源经济学基础知识

单位及其转换关系
1.国际单位制（SI） 2.其他单位的换算 3.近似热当量 4.电力及其能量
1.国际单位制（SI）
国际单位制已被国际上确认，但在能源统计领域中还 没有得到尽快普及使用。能量的单位叫做焦耳，简写 为焦（J）；功率的单位叫作瓦特，简写为瓦（W）， 等于1焦耳/秒。其倍数由前缀表示，见表1。 英国物理学家焦耳（James P. Joule,1840) 提出以 热量单位估算功的方法，定义：1牛顿的力使物体移动 1米所做的功。 1Kwh=3.6x106ws =3.6X106焦或36MJ
影响世界未来能源系统的因素
未来几十年能源系统的变化将受很多因素的影响,主要有: 1.人口增长 2.经济增长 3.能源系统的惯性 能源系统的变化是逐步的,预计未来几十年世界能 源系统仍以油,天然气和煤为主要能源。 4.能源资源 各种能源资源的储量和生产成本将是影响未来能 源系统的关键因素。
⑴化石资源 未来30年化石资源将是足够的，问题可能出现在30年后， 除非在中东以外再发现若干个巨大油田。如果石油资源仍过分集 中在中东，则问题仍是石油贸易过分依赖中东将会影响世界能源 市场。 ⑵水力资源 ⑶核资源 ⑷新能源与可再生资源 主要指太阳能、风能、地热和生物质能等。 5.环境影响 所有的能源资源的利用都会带来环境问题。二氧化碳浓度的 增加已造成地球表面温度升高和气候变化。温室气体中它的作用 最大，约为50%。 6.提高能源利用效率 7.投资 主要指合理利用资金。
表1
国际单位制常用的前缀
前缀 Exa Peta Tera Mega Kilo
符号 E P T M K
乘方 10 18 10 15 10 9 10 6 10 3
例子 EJ （艾焦） PJ （拍焦） GJ （吉焦） MW（兆瓦） KW（千瓦）
2.其他单位的换算
1千瓦小时 （KWh） 等于3.6×106瓦秒，或 3.6×106焦， 或3.6（兆焦）。能量单位间的转换关系，见表2 其它不常用的转换关系： 1热量单位=105英制热量单位=1.055×108焦 1卡=4.186焦 1马力小时=2.685×106焦 1电伏=1.6×10-19焦 功率是表示做功的速度。功率间的转换关系见表3
4.电磁能，主要是指由电压与电荷移动 量的乘积所具有的电能。 5.辐射能。 能的形态在转换时,能的总量保持不变. 遵循能量守恒定律。而且在转换时还具有方向 性。 转换效率的不同，体现了各种形态的能量有质 的差异性。 量的守恒性和质的差异性是能量转换的 两重性。
能源的定义和分类
能源指人类取得能量的来源，包括已开采出来 可供使用的自然资源与经过加工或转换的能量的来源。 能源可按如下分类： 1.可再生能源与不可再生能源 2.常规能源与非常规能源 3.商品能源与非商品能源 4.一次能源与二次能源
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如，铀矿是一种燃料，据估计1克U235 相当于2t石油。但制备1克U235需要 200克铀矿，若把矿渣包括在内，则所 需资源量1吨左右，在加上在铀矿的采 掘、加工、原子堆内部的反应以及放射 能的处理等过程中产生的大量熵，以及 为铲除这些污秽又需要的额外的石换系数
焦耳（J） 1
3.6×106 1.055×103
千瓦小时（KWh） 英制热量单位（Btu） 0.278 ×10-6 1 0.293 ×10-3 0.948×10-3 3.412×103 1
1 1 1
J KWh Btu
表3
功率转换系数
由\对
瓦（W） 1 0.746×103 0.293
马力（hp） 1.341×10-3 1 0.393×103
英制热量单位/小时（Btu/h） 3.41
1 1 1
W hP Btu/h
2.54×103 1
3.近似热当量
在能源经济中，使用的许多单位都是以近似热当量为依据的，这 样，一吨煤当量作为标准，在联合国能源统计资料中被使用。而它的确 切含义是7000×106卡，近似于29.3吉焦（GJ）。然而选择它作为热当 量并没有标准的规定，并且总综合误差还因其他方面的原因而有所变 化，例如，在美国的统计资料中，1吨煤当量相当于26.4吉焦（GJ）。 同样，广泛使用的吨油当量在一些资料和报告中也有差异，热值含义有 时高一点，有时低一点，有时不确定。无论什么燃料，1吨油当量意味着 它的热值在42—45吉焦（GJ）左右。尽管在国际单位制被广泛使用的今 天，能源经济学家也在努力促进它的实施，但是，这些单位的非单值性 是如此普遍，所以他们还必须学会习惯地应用它们。
二 次
电力、煤炭、沼气、汽油、柴油、煤油、重油等油制品、蒸汽、热水、压缩空气、氢能等
能源的基本概念
能的形态和性质
能是物质运动的量度,是物质运动状态的一个单值函数。能 有不同的运动形态，主要有以下五种： 1.储存能，是指那些在自然状态下比较稳定地存在的能 量。 2.不规则能，是指由于分子、原子等粒子不规则运动所产 生的能量。 3.机械能，是指物体宏观动能、位能、振动能等。
表4 近似热当量
煤 =29.3吉焦（联合国公约） =26.4吉焦（英国公约） =16吉焦 =7.3桶原油 =6吉焦 =1×106桶/日油当量 =50×106吨油/年 1000立方米 =38.2吉焦 1000立方英尺 =1.08吉焦 含量为2%的一吨天然铀理论上可以产生1.6 ×106吉 焦的热量，相当于55，000吨煤当量 含量为80%的一吨天然铀理论上可以产生63×106吉 焦的热量，相当于2.2 ×106吨煤当量 1千瓦小时（Kwh） =3.6兆焦 1吨煤 1吨煤 1吨褐煤 1吨原油 1桶原油 1mbdoe
能源分类表
可再生能源 一 次 能 源 非 常 规 能 源 新能源 常 规 能 源 商品能源 传统能源
水力（大型）、核能 生物质能（粪便等）、 太阳能、地热 水力（水车等） 风力（风力机等） 畜力 生物质能（燃料等） 太阳能（光电池） 水力（小水电） 风力（风力机等） 海洋能 地热
不可再生能源
化石燃料（煤、油、天然气） 核能
能源经济学基础知识
能源经济学定义：
能源经济学是研究分析能源在开发利用过程中的各 种经济现象及其演变规律的一门科学。 1971年，英国的罗马尼亚籍教授、经济学家乔治 斯库·罗根出版发表《熵的定律和经济过程》，他 指出：历来的经济学家们都认为，只要付出费用就 能充分满足物质欲望，这是因为他们忘却了所谓费 用，在本质上并非货币，而是由低熵形成的它不能 不受到自然规律的限制。