化學(xué)與常規(guī)能源(已修改)
2025-01-06 08:17 本頁面
【正文】 化學(xué)與常規(guī)能源 主講：王瑞琪 3/5/2023 1 化學(xué)與常規(guī)能源 主要內(nèi)容 ? 柴薪 (生物質(zhì)能 )—— 第一代主體能源 ? 煤 —— 最主要的固體燃料 ? 石油和天然氣 ? 化學(xué)電池 ? 能源利用的化學(xué)本質(zhì) 3/5/2023 2 化學(xué)與常規(guī)能源 什么是能源？ ? 能源是提供能量的自然資源。 ? 能量是一切運(yùn)動的源泉。沒有能量就沒有生命運(yùn)動，生命運(yùn)動的停止意味著生命的死亡；沒有能量就沒有化學(xué)反應(yīng)，所有形式的生命都不能維持。 ? 能源是宇宙的推動力，是系統(tǒng)作功能力的量化特性，能源可以是動能、位能、熱能。能源的 形式有很多 (例如熱力、電力等 )，而且一種能源形式可以轉(zhuǎn)化成另一種形式。 3/5/2023 3 化學(xué)與常規(guī)能源 %%%%%石油 煤炭 天然氣 水電 核能能源結(jié)構(gòu)： 石油仍居主導(dǎo)地位，占能源消費(fèi)總量的 ％，煤炭次之，占 ％，天然氣發(fā)展較快，已占 ％，有三足鼎立之勢。 而水電與核能則相對勢微，分別僅占 ％和 ％。 3/5/2023 4 化學(xué)與常規(guī)能源 目前，我國能源利用效率為 33%，比發(fā)達(dá)國家低 10個百分點(diǎn)；單位產(chǎn)值能耗是世界平均水平的 2倍多，比美國、歐盟、日本、印度分別高、 、 43%；我國 8個行業(yè)（石化、電力、鋼鐵、有色、建材、化工、輕工、紡織）主要產(chǎn)品單位能耗平均比國際先進(jìn)水平高 40%；燃煤工業(yè)鍋爐平均運(yùn)行效率比國際先進(jìn)水平低 1520%；機(jī)動車百公里油耗比歐洲高 25%，比日本高 20%。 能源利用效率 3/5/2023 5 化學(xué)與常規(guī)能源 能源的分類 ? 能源 按其來源不同 可以分類四類： 1. 太陽能 ：除太陽輻射能以外，還包括煤、石油、天然氣等化石燃料，以及生物質(zhì)能、水能、風(fēng)能、海洋能等間接來自太陽能的能源。 2. 地?zé)崮?：如地下熱水、地下蒸氣、干熱巖體。 3. 核裂變資源和核聚變資源 ：如鈾、釷等核裂變和氘、氚、鋰等核聚變資源。 4. 月球、太陽等星體對地球的引力為主產(chǎn)生的能源 ：如以月球引力為主產(chǎn)生的潮汐能。 3/5/2023 6 化學(xué)與常規(guī)能源 ? 按能源工作者的分類 1. 一次能源：可從自然界取得而不改變其基本形態(tài)的能源。 ? 常規(guī)能源：已被人們廣泛應(yīng)用的能源，如水能、煤、石油、核裂變材料等 ? 新 能 源：采用新的先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)而被廣泛應(yīng)用的能源，如太陽能、風(fēng)能、核聚變材料 2. 二次能源：由一次能源加工或轉(zhuǎn)換而轉(zhuǎn)變了形態(tài)的能源稱為二次能源。 ? 煤制品 ? 石油制品 ? 電能、沼氣、蒸汽等。 能源的分類 3/5/2023 7 化學(xué)與常規(guī)能源 一次能源 二次能源 再生能源 非再生能源 太陽能、水力、風(fēng)力、生物質(zhì)能、波浪能、潮汐能、海洋溫差能、地?zé)? 原煤、原油、天然氣、油頁巖、核能 電力、蒸汽、煤氣、汽油、柴油、重油、液化石油氣、酒精、沼氣、氫氣和焦炭 能源的分類 3/5/2023 8 化學(xué)與常規(guī)能源 直接利用太陽能 光合作用 空氣、地表吸熱 煤炭 食物中的化學(xué)能 空氣變熱形成風(fēng) 水蒸氣形成雨雪 3/5/2023 9 化學(xué)與常規(guī)能源 Ⅰ .柴薪 (生物質(zhì)能 ) —— 第一代主體能源 ?柴薪是人類第一代主體能源 ?柴薪也可稱為生物質(zhì)能 ,它是光合作用的產(chǎn)物 ,是太陽能的間接利用 植物的葉綠體通過光合作用，利用太陽的能量，將 CO2和 H2O合成為有機(jī)物并放出 O2,在燃燒時，這些有機(jī)物又與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)變?yōu)?CO2和 H2O,同時釋放出能量。 3/5/2023 10 化學(xué)與常規(guī)能源 水 + 二氧化碳 有機(jī)體 + 氧 植物 太陽能 ? 生物質(zhì)能 是太陽能以化學(xué)能形式貯存在生物中的一種能量形式，一種以生物質(zhì)為載體的能量，它直接或間接地來源于植物的光合作用，在各種可再生能源中，生物質(zhì)是獨(dú)特的，它是貯存的太陽能，更是一種唯一可再生的碳源。 ? 生物質(zhì)資源數(shù)量龐大，形式繁多，其中包括柴薪，農(nóng)林作物，尤其是為了生產(chǎn)能源而種植的能源作物，農(nóng)業(yè)和林業(yè)殘剩物，食品加工和林產(chǎn)品加工的下腳料，城市固體廢棄物，生活污水和水生植物等等（中國生物質(zhì)資源主要是農(nóng)業(yè)廢棄物及農(nóng)林產(chǎn)品加工業(yè)廢棄物、薪柴、人畜糞便、城鎮(zhèn)生活垃圾等四個方面）。 3/5/2023 11 化學(xué)與常規(guī)能源 生物能具備下列優(yōu)點(diǎn)： * 提供低硫燃料； * 提供廉價能源 (於某些條件下 )； * 將有機(jī)物轉(zhuǎn)化成燃料可減少環(huán)境公害 (例如，垃圾燃料 )； * 與其他非傳統(tǒng)性能源相比較，技術(shù)上的難題較少。 其缺點(diǎn)有 : *小規(guī)模利用； *植物僅能
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