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能源科学探究

能源科学探究引言在21世纪的今天,能源科学成为了全球研究的热点。
随着人口增长和工业化进程的加速,对能源的需求日益增加,而传统能源的枯竭与环境污染问题也愈加严重。
因此,探索和开发新能源,提高能源利用效率,减少对环境的影响,已经成为科学研究的重要方向。
新能源的开发与利用太阳能太阳能是一种清洁、可再生的能源,它通过太阳能电池板转换为电能。
目前,太阳能技术已经取得显著进步,太阳能电池的转换效率不断提高,成本也在逐年下降。
未来,太阳能有望成为主要的能源供应方式之一。
风能风能是通过风力发电机将风的动能转换成电能的技术。
风能作为一种清洁能源,具有取之不尽、用之不竭的特点。
随着技术的发展,风力发电的成本逐渐降低,其应用范围也越来越广泛。
生物质能生物质能是指通过生物材料转换得到的能量,如木材、农作物残余物等。
生物质能的开发利用不仅可以减少对化石燃料的依赖,还可以有效处理农业废弃物,实现资源的循环利用。
能源效率的提升节能技术节能技术的研究和应用是提高能源使用效率的重要途径。
例如,LED照明技术比传统的白炽灯节能80%以上;高效电机和变频技术的应用也能大幅降低能耗。
智能电网智能电网技术能够实现电力系统的优化运行,提高电能的利用效率。
通过实时监控和数据分析,智能电网可以自动调节电力供应和需求,减少能源浪费。
结论与展望能源科学是一个多学科交叉的领域,涉及物理学、化学、生物学等多个学科的知识和技术。
未来,随着科技的进步和社会的发展,能源科学将会有更多的突破和创新。
我们期待着更加清洁、高效、可持续的能源解决方案,为人类的可持续发展贡献力量。
---本文探讨了能源科学的几个重要方面,包括新能源的开发与利用、能源效率的提升等,旨在提供一个关于能源科学发展的概览。
希望读者能从中获得启发,共同关注和推动能源科学的进步。
能源科学导论

第一章思考题1、分析能量的概念及其主要形式。
2、分析能源的概念。
3、简述什么是一次能源、二次能源、可再生能源、非再生能源?举例说明。
4、能源对环境的污染主要表现在哪些方面?5、地球变暖的原因到底是什么?6、解决温室效应的对策是什么?7、能源对人体健康有什么影响?8、什么是可持续发展?可持续发展的内涵是什么?9、我国能源可持续发展的对策是什么?有何具体方法?答案:1、分析能量的概念及其主要形式。
答:所谓能量,也就是“产生某种效果(变化)的能力”。
是一切物质运动、变化和相互作用的度量。
它反映了一个由诸多物质构成的系统同外界交换功和热的能力的大小。
机械能、热能、电能、辐射能、化学能、核能等。
2、分析能源的概念。
答:是指能够直接或经过转换而获取某种能量的自然资源。
包括煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能、地热能、核能等。
3、简述什么是一次能源、二次能源、可再生能源、非再生能源?举例说明。
答:一次能源,即自然界现实存在的,可供直接利用的能源,如煤、石油、天然气、风能、水能等;二次能源,即由一次能源直接或间接转换而来的能源,如电、蒸汽、焦炭、煤气、氢等,它们使用方便,易于利用,是高品质的能源。
可再生能源,即不会随它本身的转化或人类的利用而越来越少,如水能、风能、潮汐能、太阳能等;非再生能源,它随人类的利用而越来越少,如石油、煤、天然气、核燃料等。
4.能源对环境的污染主要表现在哪些方面?答:能源对环境的污染主要表现在导致温室效应、酸雨、臭氧层破坏、热污染、放射性污染等。
5.地球变暖的原因到底是什么?答:温室效应。
即空气中的二氧化碳和水蒸气等三原子气体都有相当大的辐射和吸收辐射的能力,这些气体的辐射和吸收有选择性,它们能让太阳的短波辐射自由地通过,同时却吸收地面发出的长波辐射。
太阳表面温度约为6000K,辐射能主要是短波;地球表面温度约为288K,辐射能主要为长波。
大部分太阳短波辐射可以通过大气层到达地面,使地球表面的温度升高;与此同时,由于二氧化碳等气体强烈地吸收地面的长波辐射,使散失到宇宙空间的热量减少,于是地面吸收的热量多,散失的热量少,导致地球气温升高。
能源概论

浅谈我国能源战略摘要:大家都知道,在我们的日常生活中,能源是非常重要的。
我国是一个人口大国,能源是非常多的,但是平均到每个人中的能源就不得不令人担忧。
所以我们必须得思考能源的战略问题,能源怎样利用才能够使我们每个人都能得到最大的利益,我想这是我们每个人都应该思考的问题,尤其是作为当代的大学生更应该承担起这个责任,为我国的能源危机找出有效的办法,为我们每个人创造出幸福美满的生活。
以下就是简单论述一下中国当前的能源战略。
关键词:能源,节能,煤,核能,煤基醇醚,可再生能源。
一:.提高能源的利用效率,厉行节能政策近年来,世界各国尤其是发达国家,都已经把提高能源的利用效率、节约能源作为其能源发展战略的重要目标。
如美国在1998年推出的《国家综合能源战略》中,就要求电力系统到2010年燃煤发电效率由目前的35%提高到60%以上,燃气发电效率由目前的50%上升到70%;到2010年,主要能源密集型工业部门的能源消费总量将比现在减少25%,交通领域将推出燃料利用率3倍于常规交通工具的新型私人交通工具等。
二:大力发展清洁能源自1997年京都环境会议以来,世界各国都以保障居民健康、改善区域及全球环境质量为目标,大力推广使用清洁能源。
如丹麦大力发展风能、美国政府对国内天然气生产实行扶持政策、挪威水力发电的高效能源系统、德国实行地下煤气化和煤的液化等。
三:积极开拓海外能源市场发达国家一直都在全球范围不断勘探、开发石油和天然气,加紧对世界油气资源的争夺和控制。
对任何国家来说,多渠道的能源都是保障能源安全的基本条件。
如美国出兵伊拉克,扶植成立新的亲美政权,主要目的之一就是力图控制其石油资源,以确立在世界石油资源争夺中的主导地位。
四:建立和加强能源战略储备有国际舆论认为,争夺最后的丰富油气资源很可能成为21世纪地缘政治的主题,未来战争的根源即在于石油争夺。
战略石油储备是石油消费国应付石油危机的最重要手段,所以,西方国家都把建立石油战略储备作为保障石油供应安全的首要战略。
能源资源科学概论第二章第三节 煤炭.ppt

中国煤炭资源分布面广,除上海市外,全国各 省、市、自治区都有不同数量的煤炭资源。
在全国2100多个县中,1200多个有预测储量, 已有煤矿进行开采的县就有1100多个,占60% 左右。
按省、市、自治区计算,山西、内蒙、陕西、新 疆、贵州和宁夏6省区最多,这6省的保有储量约占 全国的81.6%。
煤炭资源的分布区域: 华北地区最多,占全国保有储量的49.25%; 西北地区(30.39%); 西南地区(8.64%); 华东地区(5.7%); 中南地区(3.06%); 东北地区(2.97%)。
陕西风翔高庄、马 家庄、大邑丘龙等地 春秋战国时期的古墓 中。
西周国都丰镐遗址出土的炭精环
河南陕县出土的东汉炭精小羊 四川奉节出土的西汉炭精发饰
陕西西安出土的东汉 炭精耳珰
甘肃嘉峪关出土的晋 代煤精猪
四川昭化出土的南北朝炭精狮
新疆高昌故城出土的唐代煤精方盒(a) 盒内装的波斯萨珊王朝银币( b)
(1)泥炭
煤化最浅的可燃矿物,其含碳量约为55%~60 %,氧含量约为30%,在干燥情况下很容易燃烧。 另外泥炭中含有大量腐殖酸类物质,经过加工, 可以作农作物肥料和生长激素。
(2)褐煤
泥炭进一步煤化的产物,很容易燃烧,适宜于 作为发电燃料,也可用于气化,生成合成原料气 或城市煤气。
(3)烟煤
煤化较深的品种,其挥发分含量达10%~15%, 容易燃烧;燃烧时会发出较长的火焰和黑烟,故称 烟煤。是世界上储量最多,用途最广的煤种。陈供 燃烧外,还大量用于焦炭的冶炼、煤气化和化学工 业。
中国的炼焦用煤一般为中灰、中疏煤,低灰和 低硫煤很少。
真龙被困关门窑,
过街塔下好心焦。
血染煤石传圣旨,
快快还我大清朝。
能源科学导论

• 5)电站因不消耗燃料,没有有害气体、 粉尘和废渣排放。
• 3.水工建筑物
• 水能利用中的水工建筑物包括拦河 坝,泄水、进水、输水建筑物,发 电厂房和过坝设施等。
• 拦河坝是堤坝式水电站的主要水工 建筑物。
• 三峡大坝轴线长2309.74m,装有26台 70万千瓦的水轮发电机组,双线5级船 闸加升船机,无论单项、总体都是世界 建筑规模最大的水利工程。
• 4)世界上工程量最大的水利工程 。
• 主体建筑土石方挖填量为1.34亿立方米, 混凝土浇筑量2794万立方米,钢筋 46.30万吨,金结25.65万吨。
• 三峡工程泄洪闸最大泄洪能力为10.25 万立方米/秒。
• 8)世界级数最多、总水头最高的内河船 闸。
• 三峡工程双线5级船闸,总水头113m。
• 9)世界上规模最大、难度最高的升船机。
• 升船机有效尺寸为120×18×3.5m,最 大升程113 m,船箱带水中量达11800 吨,过船吨位 3000吨。
可开发的 可能开发的 占全国的
水电容量 水电年发电量 比重
[MW] [×108kw·h] [%]
7000
230
1.2
12000
380
2
18000
690
3.6
67000
2970
15.5
232,000
13050
7.8
42000
1910
9.9
378,000
19230
100
我国水能资源
我国水资源分布
全国主要河流可开发水能资源表
• 堤坝式水电站是在河道上修筑拦河大坝, 抬高上游水位,以集中落差,并形成水 库调节流量,然后建电厂。根据坝基地 形、地质条件的差别,坝和电厂相对布 置位置也不同,因此堤坝式水电厂又可 分为河床式和坝后式两种基本型式。
第一讲 能源概论

国家发展改革委员会
能源局(国家石油储备办公室)的主要职责:研究国内外 能源开发利用情况,提出能源发展战略和重大政策;拟定 能源发展规划,提出相关体制改革的建议;实施对石油、 天然气、煤炭、电力等能源的管理;管理国家石油储备; 提出能源节约和发展新能源的政策措施。 环境和资源综合利用司的主要职责:研究解决经济、社会 与环境、资源协调发展的重大问题;提出资源节约和综合 利用政策;编制资源节约和综合利用规划,参与编制环境 保护规划;组织协调环保产业有关工作,依法组织协调清 洁生产促进工作;组织协调相关重大示范工程和新产品、 新技术、新设备的推广应用。Βιβλιοθήκη 人均石油消耗人均天然气消耗量
六 能源资源概况与能源结构 化石燃料(煤、石油、天然气) 最主要的能源资源 储量分布极不平衡 给世界的政治、经济格局带来了重大影响
2005年末世界石油探明储量
世界石油探明储量分布1985, 1995, 2005
分地区石油产量
分地区石油消耗量
天然气探明储量(2005年底)
二、能源的意义
能源在现代工业中占有重要地位。任何机器进行生产, 都必需有足够的能源供应作保证。 能源和现代化农业的关系十分密切。在现代化的农业生 产各环节都要直接消耗能源;能源工业的发展水平将直 接影响农业生产的发展。 现代化的交通运输工具更离不了能源。 能源在国防建设中具有重要作用。实现国防现代化必需 依靠发达的能源工业。 人民日常生活和公用事业也要消耗大量能源。
问题:
环境污染严重, 进一步恶化
能源的开采、运输、加工、转化和利用过程是造成环 境污染最主要的因素。
能源与环境有何关系
第1章 能源概论
一、能源的定义
《科学技术百科全书》:能源是可从其获得热、光和动力之
能源的概论

能源未來發展趨勢
一、開發新技術的核能發電— 一、開發新技術的核能發電—核融合 二、開擴新能源,為未來能源尋找新入口 1.再生能源 1.再生能源 2.回收能源 2.回收能源 3.能源新利用 3.能源新利用
沉睡中的新能源甲烷冰
「甲烷冰」,即甲烷水合物(Methane 「甲烷冰」,即甲烷水合物(Methane Hydrates),它的學名為天然氣水合物。 Hydrates),它的學名為天然氣水合物。 「天然氣水合物」是一種由天然氣與水所 形成的像冰一樣的固體結晶,主要生成於 一定低溫、高壓下的海底數百公尺深處地 層或極區凍原。 當低溫、高壓若超出其生成的範圍時,便 會分解成水與天然氣,每一單位體積的天 然水合物約產生170單位體積的天然氣 然水合物約產生170單位體積的天然氣
正確的使用能源
節約能源可以解決以下問題: 減緩開發新電源的壓力。 降低能源使用成本,增加市場的競爭力。 促使廢物減量,減少環境污染,緩和地球 溫室效應。 降低進口能源的依存度。
節約能源的方法—油的節約節約能源的方法—油的節約-1 經常清潔或換新空氣濾清器。 定期維護燃燒系統(化油器或燃油噴射器),火 星塞經常清潔並定期更換。 按時換機油及機油濾清器,減少引擎內部磨擦。 選用適當油料,否則易造成引擎損害,也增加耗 油量。 油箱蓋應鎖緊,油不要加太滿,以免油料溢出。
節約能源的方法—油的節約節約能源的方法—油的節約-2 輪胎應保持適當胎壓,胎壓不足將較耗油; 胎壓過高則會降低輪胎抓地力,且易爆胎。 非必要東西勿堆置車內,減少車內裝飾, 以免增加車輪負載。 引擎發動後至起步之 時間儘量縮短,最好不要超過三分鐘。 經 常注意引擎散熱系統,使車保持正常溫度。
行駛時的省油九招(中國石油公司) 起步時評穩加進,低速檔時,不要猛踩油門。 適當換檔;使用低速檔時間不要太久,應在適造 時間內變換高速檔。 保持車速穩定,不要忽快忽慢。 行車時,請勿半踩離合器,並儘量避免空踩油門。 非必要時,避免急踩剎車,市區行駛時,請與前 車保持適當距離;遇到紅燈時,鬆開油門,讓車 子自然減速停止。
能源科学导论新能源分解PPT课件

秸秆发电厂
核能
核能(或称原子能)是通过转化其质量从原子核释放的能量。 原子核是由带正电的质子与不带电的中子组成的。一般情况下,核 子之间存在着强大的核力,要使原子核分裂或者重新组合相当困难。 但是,一旦原子核分裂成新的原子核与其它粒子了,或者原子核与 核子聚合成新的原子核与其它粒子了,都会产生巨大的能量,这种 能量就称为核能。核能主要包括核裂变,核聚变,核衰变三种。目 前正常运行的核电站都是属于裂变核电站。
我国近海波浪能丰富,沿海平均波高在1m左右,估计波浪能蕴藏量可达1.5 亿千瓦,可利用装机容量为3000~5000万千瓦,渤海湾、闽浙沿岸、珠江口外 海和南海诸岛波高常在1m以上,平均波能在5kw/m以上。
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潮汐发电
涨
退
潮
潮
时潮汐电站工作原理时
浙江温岭江厦潮汐电站全国第一、世界第三
太阳能的优点: (1)它没有矿物燃料产生的有害气体和废渣,因而不污染环 境。 (2)来源广泛,使用方便、安全。 (3)成本低廉,可以再生。
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太阳能的应用
①光热太阳能。如太阳灶、太阳供热系统。遍 及全国各地的屋顶太阳能热水器就是一种常 见的太阳供热系统。 我国是太阳能热水器 生产量与销售量最大的国家,发展潜力巨大。
太阳能热水器
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集热管原理
②光电太阳能,如太阳能电池,太阳能电站 等。
我国有着丰富的太阳能资源,年日 照时间平均可达2000小时以上。太阳每年 投射到我国广大国土上的能量,约有一亿 亿千瓦时,差不多相当于20,000亿吨标
准煤所具有的能量。我国很早就对太阳 能进行了开发利用,并取得了显著的 成果。
单晶硅太阳能电池
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1. 概论 ___________________________________________________________ 12. 能量与能源 _____________________________________________________ 22.1.能量______________________________________________________________ 22.1.1.能量 __________________________________________________________________ 22.1.2.能源 __________________________________________________________________ 32.1.3.能量的转换____________________________________________________________ 42.1.4.能量的评价____________________________________________________________ 52.2.能源在社会可持续发展中的作用______________________________________ 62.2.1.可持续发展的概念______________________________________________________ 62.2.2.能源更迭与社会发展____________________________________________________ 62.2.3.能源与国民经济________________________________________________________ 72.2.4.能源与人民生活________________________________________________________ 82.2.5.能源与环境____________________________________________________________ 82.3.能源形势_________________________________________________________ 142.3.1.世界能源资源概况_____________________________________________________ 142.3.2.世界能源消费及构成___________________________________________________ 142.3.3.世界性的能源问题_____________________________________________________ 152.3.4.中国的能源资源_______________________________________________________ 172.3.5.中国能源可持续发展的对策____________________________________________ 203. 能量的转换与储存 ______________________________________________ 213.1.能量的基本性质___________________________________________________ 213.1.1.能量的性质___________________________________________________________ 213.1.2.能量守恒与转换定律___________________________________________________ 223.1.3.能量贬值原理_________________________________________________________ 233.2.能量转换的主要燃料_______________________________________________ 253.2.1.煤炭 _________________________________________________________________ 253.2.1.1.煤的形成和分类 __________________________________________________ 253.2.1.2.煤的开采与加工 __________________________________________________ 263.2.1.3.煤的气化________________________________________________________ 273.2.1.4.水煤浆__________________________________________________________ 283.2.2.石油 _________________________________________________________________ 283.2.2.1.石油的形成与分类 ________________________________________________ 283.2.2.2.主要石油产品的种类与用途 ________________________________________ 293.2.2.3.油田开发________________________________________________________ 293.2.3.天然气_______________________________________________________________ 303.2.4.核燃料_______________________________________________________________ 303.2.4.1.核裂变的核燃料 __________________________________________________ 303.2.4.2.核聚变的核燃料 __________________________________________________ 31 3.3.机械能的获取_____________________________________________________ 313.3.1.热能的转换___________________________________________________________ 313.3.1.1.热机的效率______________________________________________________ 313.3.1.2.内燃机__________________________________________________________ 323.3.1.3.汽轮机__________________________________________________________ 333.3.1.4.燃气轮机________________________________________________________ 333.3.2.水能和风能的转换_____________________________________________________ 353.3.3.电能的转换___________________________________________________________ 35 3.4.电能的生产_______________________________________________________ 363.4.1.机械能的转换_________________________________________________________ 363.4.2.热能转换_____________________________________________________________ 363.4.3.磁流体发电___________________________________________________________ 363.4.4.化学能转换___________________________________________________________ 383.4.5.太阳能转换___________________________________________________________ 383.4.6.核能转换_____________________________________________________________ 38 3.5.能量的储存_______________________________________________________ 383.5.1.概述 _________________________________________________________________ 383.5.2.机械能的储存_________________________________________________________ 393.5.2.1.一般储能________________________________________________________ 393.5.2.2.抽水蓄能________________________________________________________ 393.5.3.电能的储存___________________________________________________________ 403.5.3.1.蓄电池__________________________________________________________ 403.5.3.2.静电场和感应电场 ________________________________________________ 403.5.4.热能的储存___________________________________________________________ 413.5.5.核能的储存___________________________________________________________ 42 3.6.热能的产生_______________________________________________________ 423.6.1.热能的获取___________________________________________________________ 423.6.2.燃烧的基础知识_______________________________________________________ 433.6.3.燃烧设备_____________________________________________________________ 444. 常规能源 ______________________________________________________ 46 4.1.煤炭_____________________________________________________________ 464.1.1.煤炭资源_____________________________________________________________ 464.1.2.煤炭生产_____________________________________________________________ 484.1.3.洁净煤技术___________________________________________________________ 49 4.2.石油_____________________________________________________________ 514.2.1.石油资源_____________________________________________________________ 514.2.2.石油生产与消费_______________________________________________________ 51 4.3.天然气___________________________________________________________ 524.3.1.天然气资源___________________________________________________________ 524.3.2.天然气生产___________________________________________________________ 524.3.3.天然气市场___________________________________________________________ 52 4.4.水能_____________________________________________________________ 534.4.1.水能资源_____________________________________________________________ 534.4.2.水能利用概况_________________________________________________________ 534.4.3.水能发电机组_________________________________________________________ 554.4.4.水电站运行和水库调度________________________________________________ 554.4.5.小水电_______________________________________________________________ 55 4.5.二次能源_________________________________________________________ 564.5.1.概述 _________________________________________________________________ 564.5.2.电 ___________________________________________________________________ 564.5.3.蒸汽 _________________________________________________________________ 574.5.4.热水 _________________________________________________________________ 574.5.5.焦炭 _________________________________________________________________ 584.5.5.1.焦炭定义________________________________________________________ 584.5.5.2.焦炭分布________________________________________________________ 584.5.5.3.焦炭用途________________________________________________________ 584.5.5.4.焦炭的物理性质 __________________________________________________ 594.5.5.5.焦炭的反应性及反应后的强度 ______________________________________ 594.5.5.6.焦炭的质量指标 __________________________________________________ 594.5.5.7.焦炭质量的评价 __________________________________________________ 604.5.5.8.焦炭价格影响因素分析 ____________________________________________ 614.5.5.9.中国焦炭产业现状 ________________________________________________ 624.5.5.10.国内焦炭出口现状 _______________________________________________ 634.5.5.11.国内焦炭产量 ___________________________________________________ 645. 新能源 ________________________________________________________ 64 5.1.核能_____________________________________________________________ 645.1.1.概述 _________________________________________________________________ 645.1.2.原子与原子核_________________________________________________________ 655.1.3.核能的来源___________________________________________________________ 655.1.4.反应堆_______________________________________________________________ 665.1.5.核电站_______________________________________________________________ 67 5.2.太阳能___________________________________________________________ 695.2.1.概述 _________________________________________________________________ 695.2.2.太阳辐射_____________________________________________________________ 705.2.3.太阳能热利用_________________________________________________________ 715.2.3.1.太阳能集热器____________________________________________________ 715.2.3.2.太阳能热水器____________________________________________________ 715.2.3.3.太阳房__________________________________________________________ 725.2.3.4.太阳能干燥______________________________________________________ 725.2.3.5.太阳能海水淡化 __________________________________________________ 725.2.3.6.太阳炉__________________________________________________________ 735.2.3.7.太阳灶__________________________________________________________ 735.2.3.8.太阳能制冷______________________________________________________ 735.2.3.9.太阳能动力发电 __________________________________________________ 741.概论构成客观世界的三大基础是物质、能量和信息。