3-能源可持续发展讲解课件

能源-可持续发展-(采用历史数据说明有关问题)能量与能源能量与能源能量能量宇宙宇宙间一切运一切运动着的物体，都着的物体，都有能量的存在和有能量的存在和转化，人化，人类一切活一切活动都都与能量及其使用与能量及其使用紧密相关。密相关。所所谓能量，也就是能量，也就是“产生某种效果（生某种效果（变 化）的能力化）的能力”。反。反过来来说，产生某种效生某种效果（果（变化）必然要伴随能量的消耗和化）必然要伴随能量的消耗和转换。人类所认识的六种能量形式人类所认识的六种能量形式 机械能机械能 热能能 电能能 辐射能射能 化学能化学能 核能核能机械能机械能包括固体和流体的包括固体和流体的动能、能、势能、能、弹性能性能及表面及表面张力能等。力能等。动能和能和势能能统称称为宏宏观机械能机械能人人类认识最早的能量。最早的能量。热能热能构成物体的微构成物体的微观分子运分子运动的的动能表能表现为热能。它的宏能。它的宏观表表现是温度的高低，反是温度的高低，反映了分子运映了分子运动的的强度。度。地球上最大的地球上最大的热能能资源源应为地地热能。能。电能电能它和它和电子流子流动与与积累有关，通常由累有关，通常由电池池中的化学能中的化学能转化而来，或通化而来，或通过发电机由机由机械能机械能转换得到。得到。反之，反之，电能也可以通能也可以通过电动机机转化化为机机械能械能电做功。做功。在自然界中，在自然界中，还有雷有雷电等等电能。能。辐射能辐射能即物体以即物体以电磁波形式磁波形式发射的能量。如太射的能量。如太阳能，太阳是最大的阳能，太阳是最大的辐射源。射源。化学能化学能它是物它是物质结构能的一种，即原子核外构能的一种，即原子核外进行化学行化学变化化时放出的能量。放出的能量。按化学按化学热力学定力学定义，物，物质或物系在化学或物系在化学反反应过程中以程中以热能形式能形式释放的内能，称放的内能，称为化学能。化学能。利用最普遍的化学能是燃利用最普遍的化学能是燃烧碳和碳和氢。核能核能它是它是蕴藏在原子核内部的物藏在原子核内部的物质结构能。构能。释放巨大核能的核反放巨大核能的核反应有两种：有两种：核裂核裂变反反应核聚核聚变反反应能源及能源的分类能源及能源的分类所所谓能源，是指能能源，是指能够直接或直接或经过转换而而获取某种能量的自然取某种能量的自然资源。源。自然自然资源：煤、石油、天然气、太阳能、源：煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能、地能、水能、地热能、核能等。能、核能等。为了便于运了便于运输和使用，和使用，经上述上述资源加工源加工可得到一些更符合使用要求的能量来源，可得到一些更符合使用要求的能量来源，如煤气、如煤气、电力、焦炭、蒸汽、沼气、力、焦炭、蒸汽、沼气、氢能等。能等。能量及能源的分类能量及能源的分类由于可被人由于可被人类利用的能源多种多利用的能源多种多样，因此有以下，因此有以下6种不同的分种不同的分类方法：方法：按地球上的能量来源分按地球上的能量来源分按被利用的程度分按被利用的程度分按按获得的方法分得的方法分按能否再生分按能否再生分按能源本身的性按能源本身的性质分分按按对环境的境的污染情况分染情况分按地球上的能量来源分按地球上的能量来源分来自于地球本身，如核能、地来自于地球本身，如核能、地热能等；能等；来自于球外天体，如宇宙射来自于球外天体，如宇宙射线及太阳能，及太阳能，以及由太阳引起的水能、以及由太阳引起的水能、风能、波浪能、能、波浪能、海洋温差能、生物海洋温差能、生物质能、光合作用等；能、光合作用等；来自于地球和其他星体的相互作用，如来自于地球和其他星体的相互作用，如潮汐能。潮汐能。按被利用的程度分按被利用的程度分常常规能源能源，如煤炭、石油、天然气、薪，如煤炭、石油、天然气、薪柴燃料、水能等；柴燃料、水能等；新能源新能源，如太阳能、地，如太阳能、地热能、潮汐能、能、潮汐能、生物生物质能等，另外能等，另外还有核能。有核能。按获得的方法分按获得的方法分一次能源一次能源，即可供直接利用的能源，如，即可供直接利用的能源，如煤、石油、天然气、煤、石油、天然气、风能、水能等；能、水能等；二次能源二次能源，即由一次能源直接或，即由一次能源直接或间接接转换而来的能源，如而来的能源，如电、蒸汽、焦炭、煤、蒸汽、焦炭、煤气、气、氢等，它等，它们使用方便，易于利用，使用方便，易于利用，是高品是高品质的能源。的能源。按能否再生分按能否再生分可再生能源可再生能源，即不会随它本身的，即不会随它本身的转化或化或人人类的利用而越来越少，如水能、的利用而越来越少，如水能、风能、能、潮汐能、太阳能等；潮汐能、太阳能等；非再生能源非再生能源，它随人，它随人类的利用而越来越的利用而越来越少，如石油、煤、天然气、核燃料等。少，如石油、煤、天然气、核燃料等。按能源本身的性质分按能源本身的性质分含能体能源含能体能源（燃料能源），如石油、煤、（燃料能源），如石油、煤、天然气、地天然气、地热、氢等，它等，它们可以直接可以直接储存；存；过程性能源程性能源（非燃料能源），它（非燃料能源），它们无法无法直接直接储存，如存，如风能、水能、海流、潮汐、能、水能、海流、潮汐、波浪、火山爆波浪、火山爆发、雷、雷电、电磁能和一般磁能和一般热能等。能等。按对环境的污染分按对环境的污染分清清洁能源能源，即，即对环境无境无污染或染或污染很小染很小的能源，如太阳能、水能、海洋能等；的能源，如太阳能、水能、海洋能等；非清非清洁能源能源，即，即对环境境污染染较大的能源，大的能源，如煤、石油等。如煤、石油等。能量的转换能量的转换 广广义地地说，能量，能量转换应包含三包含三项内容：内容：能量的能量的形形态转换，即通常所，即通常所谓的能量的能量 转换；能量的能量的空空间转换，即能量的，即能量的传输；能量的能量的时间转换，即能量的，即能量的储存。存。能源的评价能源的评价能源多种多能源多种多样，各有，各有优缺点，缺点，为了正了正 确确选择和使用能源，必和使用能源，必须对各种能源各种能源 进行正确的行正确的评价。价。能源的评价能源的评价通常包括以下通常包括以下7个方面：个方面：储量量储能的可能性与供能的能的可能性与供能的连续性性能流密度能流密度开开发费用和利用能源的用和利用能源的设备费用用运运输费用与用与损耗耗品位品位问题污染染问题能源更迭与社会发展能源更迭与社会发展人人类利用能源的利用能源的历史，也就是人史，也就是人类认识和征服自然的和征服自然的历史。史。(1)火的火的发现和利用和利用 (2)畜力、畜力、风力、水力等自然力、水力等自然动力的利用力的利用 (3)化石燃料的开化石燃料的开发和和热的利用的利用 (4)电的的发现及开及开发利用利用 (5)原子核能的原子核能的发现及开及开发利用利用能源更迭与社会发展能源更迭与社会发展人人类社会已社会已经历了三个能源了三个能源时期：期：薪柴薪柴时期；期；煤炭煤炭时期；期；石油石油时期。期。薪柴时期薪柴时期主要以薪柴等生物主要以薪柴等生物质燃料燃料为主要能源的主要能源的 时代，生代，生产和生活水平极低，社会和生活水平极低，社会发展展 缓慢。慢。煤炭时期煤炭时期18世世纪，以煤炭取代薪柴作，以煤炭取代薪柴作为主要能源，主要能源，蒸汽机成蒸汽机成为生生产的主要的主要动力，工力，工业迅速迅速发展，展，劳动生生产力增力增长很大。很大。19世世纪，电力成力成为工工矿企企业的主要的主要动力，力，成成为生生产和生活照明的主要来源。但和生活照明的主要来源。但这时的的电力工力工业主要是依靠煤炭作主要是依靠煤炭作为主要主要燃料。燃料。石油时期石油时期石油石油资源的源的发展，开始了能源利用的新展，开始了能源利用的新时期。近期。近30年来，世界上年来，世界上许多国家依靠多国家依靠石油和天然气，石油和天然气，创造了人造了人类历史上空前史上空前的物的物资文明。文明。进入入21世世纪，核能将成，核能将成为世界能源的主世界能源的主角，清角，清洁能源的能源的时代也将随之到来。代也将随之到来。能源与国民经济能源与国民经济能源是能源是发展社会生展社会生产和提高人民生活和提高人民生活 水平的重要物水平的重要物质基基础，是推，是推动国民国民经 济发展的展的强大大动力。力。能源是国民能源是国民经济的基的基础产业。在我国一。在我国一次能源次能源结构中，煤炭构中，煤炭约占占 70%，这种种主体地位在未来主体地位在未来50年内不会年内不会发生根本性生根本性的改的改变。煤炭是我国的基煤炭是我国的基础能源，在国家能源保能源，在国家能源保障体系中具有不可替代的地位。障体系中具有不可替代的地位。世界能源消费结构的特点世界能源消费结构的特点半个世半个世纪来，世界煤炭消来，世界煤炭消费比例一直呈比例一直呈下降的下降的趋势，70年代起石油已在世界能年代起石油已在世界能源消源消费中占第一位。中占第一位。水能和核能的利用，主要表水能和核能的利用，主要表现在水在水电及及核核电的比例上。的比例上。电能是能是现代化所必代化所必须的的高高级二次能源。二次能源。煤：煤：34.86%水电：水电：2.29%石油：石油：33.7%天然气：天然气：20.75%核能：核能：6.54%生物能：生物能：11.8%1850年能源总耗年能源总耗:500 Mtoes1992年能源总耗年能源总耗:9350 Mtoes1996年能源总耗年能源总耗:9502.1 Mtoes世界能源消费构成世界能源消费构成世界能源消费结构的特点世界能源消费结构的特点表示能源消表示能源消费程度的指程度的指标有两个：有两个：绝对绝对指指指指标标称年消称年消费量，通常用万量，通常用万t标准煤准煤/年表示。年表示。相相相相对对指指指指标标称称为人均能耗，用人均能耗，用t标准煤准煤/（人（人年）表示。年）表示。国民国民经济人均人均产值反映了一个国家的工反映了一个国家的工业 发展水平，通常展水平，通常认为人均人均产值达到达到1000美美 元元/（人（人年）年）时即达到小康水平。即达到小康水平。19941994年年世界化石燃料探明可采储量世界化石燃料探明可采储量 世界煤炭探明可采储量世界煤炭探明可采储量 经济增长与能源消费经济增长与能源消费 969696969696年年年年年年世世世世世世界界界界界界各各各各各各国国国国国国一一一一一一次次次次次次能能能能能能消消消消消消费费费费费费量量量量量量统统统统统统计计计计计计源源源源源源 世世世世世世界界界界界界主主主主主主要要要要要要国国国国国国家家家家家家能能能能能能源源源源源源和和和和和和经经经经经经济济济济济济发发发发发发展展展展展展近近近近近近况况况况况况 化石燃料消耗远景预测化石燃料消耗远景预测世界性能源问题世界性能源问题能源的危机能源的危机石油的危机石油的危机能源消能源消费的的费用迅速增加用迅速增加能源能源资源源的勘探、开采越来越的勘探、开采越来越难，投入，投入资金多、金多、建建设周期周期长、科技含量高、科技含量高能源能源资源短缺源短缺能源能源对环境的境的污染染我国的能源资源我国的能源资源截止至截止至1996年，已探明的年，已探明的煤炭煤炭可采可采储量量为1145亿t，居世界第，居世界第3位位石油石油可采可采储量量为33亿t，居世界第，居世界第11位位天然气天然气可采可采储量量为17万万亿kW，居世界，居世界第第19位位水能水能居世界第居世界第1位，位，经济可开可开发装机容量装机容量为2.9亿kW铀储量量可供可供4000万万kW核核电站运行站运行30年年我国的能源结构以煤为主我国的能源结构以煤为主 我国能源利用水平低下我国能源利用水平低下我国能源的消费（加图我国能源的消费（加图3）我我国国能能源源生生产产在在世世界界上上的的排排位位我我国国能能源源消消费费在在世世界界上上的的排排位位我国耗能水平在世界上的排位我国耗能水平在世界上的排位我国的人均能耗我国的人均能耗单位国民生位国民生产总值能耗，我国是日本的能耗，我国是日本的5倍倍，德国的，德国的3.6倍倍，美国的，美国的2.6倍倍，比印度，比印度还要多要多1倍倍多。多。与美国相比，我国的人均能耗不及美国与美国相比，我国的人均能耗不及美国的的1/12，而，而单位能耗的位能耗的产值只有它的只有它的1/5，换言之，我言之，我们人均在能源人均在能源资源的享受源的享受方面，只有美国的方面，只有美国的1/60。我国人均用能将不断提高我国人均用能将不断提高目前我国人均用能目前我国人均用能还处于相于相对低的水平，低的水平，约1000kgce/人年人年，比起美国的人均用能，比起美国的人均用能11000kgce/人年人年，日本、，日本、德国、俄德国、俄罗斯等国的斯等国的5000-6000kgce/人年人年，尚有很大差距。尚有很大差距。(consumed energy)我国人均用能将不断提高我国人均用能将不断提高随着社会和技随着社会和技术的的发展以及人展以及人们对生活生活水平不断提高的企盼，人均用能肯定要水平不断提高的企盼，人均用能肯定要不断增加。不断增加。按不同机构所作的按不同机构所作的预测，在，在2030-2050期期间，我国人均用能将，我国人均用能将为2500-3000kgce/人人年年，这是不以人的主是不以人的主观意志和行政命令意志和行政命令为转移的。移的。中国是全球人均能源保有量最低的国家之一，但人均能中国是全球人均能源保有量最低的国家之一，但人均能源消源消费量居世界第二，中国的量居世界第二，中国的经济总量排名世界第三，量排名世界第三，但但电力消耗却力消耗却紧次于美国；次于美国；能源的能源的紧缺成缺成为中国乃至中国乃至世界各国家世界各国家发展的主要展的主要问题，解决能源，解决能源紧缺的缺的问题成成为各国首当其冲的任各国首当其冲的任务。化石能源的。化石能源的资源的有限性和开源的有限性和开发利用利用带来的来的环境境问题严重制重制约着着经济和社会的可持和社会的可持续发展。可再生能源展。可再生能源资源丰富、分布广泛、源丰富、分布广泛、环境影响小、可境影响小、可持持续利用。加快可再生能源的开利用。加快可再生能源的开发利用是解决我国能源利用是解决我国能源和和环境境问题的重要途径和措施。中国和世界常的重要途径和措施。中国和世界常规能使用能使用及及规划划见下下图源源我国是耗能大国，建筑能耗占全社会总能耗的我国是耗能大国，建筑能耗占全社会总能耗的我国是耗能大国，建筑能耗占全社会总能耗的我国是耗能大国，建筑能耗占全社会总能耗的25%25%，其中建筑采暖、空调、，其中建筑采暖、空调、，其中建筑采暖、空调、，其中建筑采暖、空调、照明占照明占照明占照明占14%14%，建筑建造能耗为，建筑建造能耗为，建筑建造能耗为，建筑建造能耗为11%11%，今后比例还可能有所上升，因此，今后比例还可能有所上升，因此，今后比例还可能有所上升，因此，今后比例还可能有所上升，因此，我国政府在我国政府在我国政府在我国政府在“十一五十一五十一五十一五”规划纲要规划纲要规划纲要规划纲要(草案草案草案草案)中，明确提出我国将建设资源节约中，明确提出我国将建设资源节约中，明确提出我国将建设资源节约中，明确提出我国将建设资源节约型、环境友好型社会。规划纲要中提出，到型、环境友好型社会。规划纲要中提出，到型、环境友好型社会。规划纲要中提出，到型、环境友好型社会。规划纲要中提出，到20102010年，年，年，年，GDPGDP单位能耗要降低单位能耗要降低单位能耗要降低单位能耗要降低20%20%，为此，可再生能源，特别是太阳能的有效利用，将对我国的能源结，为此，可再生能源，特别是太阳能的有效利用，将对我国的能源结，为此，可再生能源，特别是太阳能的有效利用，将对我国的能源结，为此，可再生能源，特别是太阳能的有效利用，将对我国的能源结构产生深远的影响。节能的构产生深远的影响。节能的构产生深远的影响。节能的构产生深远的影响。节能的65%65%主要由建筑围护系统承担主要由建筑围护系统承担主要由建筑围护系统承担主要由建筑围护系统承担,因此，通过建因此，通过建因此，通过建因此，通过建筑一体化设计，更广泛的推广使用光电幕墙有着重要的意义。筑一体化设计，更广泛的推广使用光电幕墙有着重要的意义。筑一体化设计，更广泛的推广使用光电幕墙有着重要的意义。筑一体化设计，更广泛的推广使用光电幕墙有着重要的意义。我国能源工业面临的问题我国能源工业面临的问题人均能源人均能源拥有量低、有量低、储备量低；量低；能源生能源生产和消和消费结构依然以煤构依然以煤为主；主；能源能源资源分布不均匀；源分布不均匀；能源利用效率低；能源利用效率低；农村商品能源短缺；村商品能源短缺；我国能源工业面临的问题我国能源工业面临的问题环境境污染染严重；重；人均能耗水平低；人均能耗水平低；能源建能源建设周期周期长，耗能多；，耗能多；能源价格未能反映其能源价格未能反映其经济成本和能源成本和能源资源的源的 稀缺性；稀缺性；能源工能源工业装装备落后。落后。以建材工业为例以建材工业为例能源消耗大：耗能源消耗大：耗标煤煤2.32.3亿吨（占吨（占总能源消耗能源消耗的的1515以上）；以上）；资源消耗大：每年粘土源消耗大：每年粘土烧砖60006000亿块，毁损良田良田1010万万万万亩亩；污染染严重：排放重：排放CO2占占总排放排放3535；技技术落后、落后、劳动生生产率低：率低：发达国家的达国家的1/101/101/151/15；产品品质量与档次不高：高量与档次不高：高标号水泥、号水泥、优质浮法浮法玻璃以及深加工玻璃的比例偏低，高档玻璃以及深加工玻璃的比例偏低，高档产品依品依赖进口。口。中国能源可持续发展的对策中国能源可持续发展的对策三个手段：三个手段：加加强政府的宏政府的宏观决策和行政管理决策和行政管理 运用市运用市场机制的机制的调节作用作用 利用利用经济增增长的机遇的机遇解决我国能源问题，解决我国能源问题，应采取的措施应采取的措施1、努力改善能源、努力改善能源结构；构；2、提高能源利用率；、提高能源利用率；3、加速、加速实施施洁净煤技煤技术；4、合理利用石油和天然气；、合理利用石油和天然气；5、加快、加快电力力发展速度；展速度；解决我国能源问题，解决我国能源问题，应采取的措施应采取的措施6、积极开极开发利用新能源；利用新能源；7、建立合理的、建立合理的农村能源村能源结构，扭构，扭转农村村严 严重缺能局面；重缺能局面；8、改善城市民用能源、改善城市民用能源结构，提高居民生活构，提高居民生活 活活质量；量；9、重、重视能源的能源的环境保境保护。节约能源！节约能源！保护环境！保护环境！让能源可持续发展！让能源可持续发展！