课件-节能基础知识资料

能源的基础知识能源定义 能源，能源，energy sources，能量的源泉，能量，能量的源泉，能量的载体。到目前为止，人类认识的能量主要有的载体。到目前为止，人类认识的能量主要有机械能、热能、电能、辐射能、化学能、核能。机械能、热能、电能、辐射能、化学能、核能。由于能量形式的多样性，能源也有多种形式，由于能量形式的多样性，能源也有多种形式，人们对于能源也常有不同的表述。人们对于能源也常有不同的表述。简明英汉百科辞典简明英汉百科辞典对能源一词的解对能源一词的解释为释为“能源是燃料、流水、阳光、风等可转变能源是燃料、流水、阳光、风等可转变为人类所需要的能量的资源为人类所需要的能量的资源 现代汉语辞典现代汉语辞典 中，对能源的注解中，对能源的注解是是“能产生能量的物质，如燃料、水力、风力能产生能量的物质，如燃料、水力、风力等等”能源分类能源分类 由于能源形式多由于能源形式多样，人，人们通常按其来源、形通常按其来源、形态、特性、特性、转换、利用程度等、利用程度等进行分行分类。不同的分。不同的分类方方法都是从不同的法都是从不同的侧重面反映了各种能源的特征。能重面反映了各种能源的特征。能源常源常见的分的分类方法有方法有3种：种：第一种是根据能否再生，将能源分第一种是根据能否再生，将能源分为可再生能源和非可再生能源和非再生能源再生能源第二种是按有无加工第二种是按有无加工转换，可将能源分，可将能源分为一次能源、一次能源、二次能源和二次能源和终端能源端能源第三种按被利用的程度分第三种按被利用的程度分为常常规能源和新能源能源和新能源其他分其他分类方法：方法：清清洁能源和非清能源和非清洁能源能源商品能源与非商品能源商品能源与非商品能源绿色能源与色能源与农村能源村能源能源能源储量、生量、生产及消及消费 一般而言，一般而言，对石油、煤炭、天然气的石油、煤炭、天然气的储量常有量常有地地质储量、探明量、探明储量、技量、技术可采量、可采量、经济可采可采量、剩余可采量数据量、剩余可采量数据。地地质储量的数据最大，是地量的数据最大，是地质范范围内可能存在内可能存在的的储量；量；探明探明储量是目前已量是目前已经探明的探明的储量，和地量，和地质储量量相比数据大大相比数据大大缩小；小；技技术可采量是在地可采量是在地质储量中凭目前的技量中凭目前的技术可以可以开采的量；开采的量；经济可采量是指可采量是指经济合理条件下可以开采量。合理条件下可以开采量。对于水能于水能储量主要有理量主要有理论蕴藏量、技藏量、技术可开可开发量、量、经济可开可开发量。量。世界石油总况 据据BP2006年报告的数据，到年报告的数据，到2005年底，世年底，世界石油探明储量界石油探明储量1636亿吨，比亿吨，比2004年底大年底大约增加了约增加了8亿吨。亿吨。其中中东地区为其中中东地区为1012亿亿吨，约占世界总量的吨，约占世界总量的62%，欧洲，欧洲+前苏联为前苏联为192亿吨，占世界的亿吨，占世界的11.7%，其他地区均不，其他地区均不足足10%。到。到2005年底世界的石油储采比为年底世界的石油储采比为40.6 世界石油总况我国能源系统特点能源能源资源源总量多，人均少，人均耗能及人均量多，人均少，人均耗能及人均电力都大大力都大大低于世界平均水平低于世界平均水平。能源能源资源、能源生源、能源生产与与经济布局不布局不协调，北煤南运、，北煤南运、西西电东送、西气送、西气东输将是将是长期的格局。期的格局。消消费结构不合理，能源构不合理，能源结构仍以煤构仍以煤为主，煤炭消耗占主，煤炭消耗占能源能源总消耗的消耗的 60%以上；而且第二以上；而且第二产业仍然是能源消仍然是能源消费的主要部分，的主要部分，这导致了能耗高、能源利用率低（只有致了能耗高、能源利用率低（只有大大约 32%，美国，美国50%以上）、能源浪以上）、能源浪费和和严重的重的环境境污染；染；电力峰谷差日益增加，能源供力峰谷差日益增加，能源供应系系统抗抗风险能力能力不足。不足。能源消耗中几乎全部依靠常能源消耗中几乎全部依靠常规能源，石油的消能源，石油的消费与与发达国家相比相差很大。达国家相比相差很大。煤炭生煤炭生产以地方和集体煤以地方和集体煤矿为主，原煤入主，原煤入选率低，大率低，大多数煤炭未多数煤炭未经洗洗选，高灰分、高硫分的煤直接加以使用，高灰分、高硫分的煤直接加以使用，而且而且掺杂含假含假严重，造成重，造成严重重污染。染。中国和世界能源中国和世界能源结构比构比较节能的定义节能的定义狭义定义：狭义定义：就是节约石油、天然气、电力、煤炭等能源就是节约石油、天然气、电力、煤炭等能源广义定义：广义定义：是节约一切需要消耗能量才能获得的物质，如自来是节约一切需要消耗能量才能获得的物质，如自来水、粮食、布料等水、粮食、布料等节能含义：节能含义：节能并不是不用能源，而是善用能用，巧用能源，节能并不是不用能源，而是善用能用，巧用能源，充分提高能源的使用效率，在维持目前的工作状态、充分提高能源的使用效率，在维持目前的工作状态、生活状态、环境状态的前提下，减少能量的使用。生活状态、环境状态的前提下，减少能量的使用。中中华人民共和国人民共和国节约能源法能源法第三条第三条对节能的定能的定义 节能是指加强用能管理，采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费，更加有效、合理地利用能源。节能的必要性及意义节能的必要性及意义不可再生能源总有枯竭不可再生能源总有枯竭 据据BP世界能源统计（世界能源统计（2006版）版）资料介绍，以目前探明储量计算，全资料介绍，以目前探明储量计算，全世界石油还可以开采世界石油还可以开采40.6年，天然气还年，天然气还可以开采可以开采65.1年，煤炭还可以开采年，煤炭还可以开采155年。年。即使以最乐观的态度，再过即使以最乐观的态度，再过200年，地球年，地球上可开采的矿石资源将消耗殆尽，到时上可开采的矿石资源将消耗殆尽，到时人类如何面对，将是一个关乎全人类生人类如何面对，将是一个关乎全人类生存的严峻问题存的严峻问题 。节能的必要性及意义节能的必要性及意义目前能源利用率低，目前能源利用率低，节能潜力巨大能潜力巨大目前，我国的能源整体利用率目前，我国的能源整体利用率约为30%左右，左右，节能的潜力非常巨大。如按中能的潜力非常巨大。如按中等等发达国家的能源利用效率来达国家的能源利用效率来计算，我国算，我国现在完全可以在能源消在完全可以在能源消费零增零增长的条件下的条件下实现经济增增长，逐步达到，逐步达到发达国家的达国家的经济发展水平，展水平，这是何等令人鼓舞的消息。是何等令人鼓舞的消息。我我国能源国能源总利用率利用率33%节能的必要性及意义节能的必要性及意义涉及国家涉及国家战略安全略安全问题经济发展，能源消展，能源消费量增加，石油量增加，石油对外外依存度提高，国依存度提高，国际因能源因能源问题引引发的各种的各种冲突日益增多。冲突日益增多。降低生降低生产成本，减少成本，减少废气气污染，染，实现可持可持续发展展 14节能的必要性及意义节能的必要性及意义 节约能源，提高能源利用率，可在相同能源，提高能源利用率，可在相同国民国民产值的情况，降低能源消耗的的情况，降低能源消耗的总量，量，减少二氧化碳的排放量，减少二氧化碳的排放量，对保保护地球地球环境，境，建立和建立和谐社会也具有社会也具有积极的社会意极的社会意义。节能工作是解决能源供需矛盾的重要途径，能工作是解决能源供需矛盾的重要途径，是从源是从源头治理治理环境境污染的有力措施染的有力措施,也是也是经济可持可持续发展的重要保展的重要保证。节能工作三个方面的积极意义节能工作三个方面的积极意义1、节能是解决能源供需矛盾的、节能是解决能源供需矛盾的 重要途径重要途径2、节能是从源头治理环境污染、节能是从源头治理环境污染 的有力措施的有力措施 3、节能降耗是经济可持续发展、节能降耗是经济可持续发展 的重要保证的重要保证 节能的内容节能的内容1、从节能的领域来看：包括工业节能、交通节能、建筑节能、农业节能及日常生活节能，而每一个领域又可以细分为多个领域。2、从节约能源的形式来看：包括节煤、节油、节气、节电，当然，节油也可以细分为节约柴油、节油汽油、节约煤油等；3、从广义节能的角度来看：几乎包含任何所有的物质，如节约用水、节约粮食、重复利用资源等4、从节能的方法措施领域来看：包括管理节能、技术节能、结构调整节能、EMC节能。节能的内容节能的内容5、从能源转换过程来看：节能的内容包括能源开采过程节能、能源加工、转换和贮运过程节能及能源终端利用过程节能6、从节能的时空位置来看：可以说是时时可节能、处处能可节能。总之，在任何地方、任何时间、任何事件上，只要我们注意到了节能这个问题，总可以找到需要我们节能的内容，正是时时、处处、事事可节能。1.3.2 节能有关的概念节能有关的概念1、标准当量能源 标准当量是以该物质的燃烧热值为基准。利用标准当量作为能源消耗的单位，一方面可以将不同的能源折算成某一种能源，同时又将该种能源的不同品种折算成理论上的标准能源，如标准煤当量，标准油当量，方便了人们的节能工作。1Kg 标准煤当量=7000大卡：1Kg 标准油当量=10000大卡1大卡=1000卡一般情况下：1卡=4.186焦耳工程中使用：1卡=4.1868焦耳在热力学中：1卡=4.184焦耳化工节能节能技术手册：1卡=4.1816焦耳，可简化为1卡=4.182焦耳Mtce：表示百万吨煤当量Mtoe：表示百万吨油当量tce：表示吨煤当量toe：表示吨油当量固体燃料固体燃料热值热值/103kJkg-1液体燃料液体燃料热值热值/103 kJkg-1气体燃料气体燃料热值热值/103 kJm-3木木 材材138原油原油4182天然气天然气3763泥泥 煤煤1589汽汽 油油4599焦炉煤气焦炉煤气1882褐褐 煤煤1882液化石油气液化石油气5018高炉煤气高炉煤气376烟烟 煤煤2718煤煤 油油4515发发生炉煤气生炉煤气585木木 炭炭2927重重 油油4391水煤气水煤气10.45焦焦 炭炭2843焦焦 油油3722油油 气气37.65焦焦 块块2634甲甲 苯苯4056丁丁烷烷气气126.45发热量量 发热量是指量是指单位重量（固体、液体）或体位重量（固体、液体）或体积（气体）物（气体）物质在完全燃在完全燃烧，且燃，且燃烧产物冷却到燃物冷却到燃烧前的温度前的温度时发出的出的热量，也称量，也称热值，单位位为KJ/Kg或或KJ/m3。在具体在具体应用上，用上，又将又将发热量分量分为高位高位发热量和低位量和低位发热量量。高位。高位发热量是量是指燃料完全燃指燃料完全燃烧，且燃，且燃烧产物中的水蒸气全部凝物中的水蒸气全部凝结成水成水时所放出的所放出的热量；量；低位低位发热量是燃料完全燃量是燃料完全燃烧，而燃，而燃烧产物物中的水蒸气仍以气中的水蒸气仍以气态存在存在时所放出的所放出的热量。量。能源效率能源效率 能源系能源系统的的总效率由三部分效率由三部分组成：开采效率，中成：开采效率，中间环节效效率和率和终端利用效率端利用效率。我国我国1992年能源系年能源系统的的总效率效率为9.3%，其中开采效率，其中开采效率仅为32，中，中间环节效率效率70，终端利用效率端利用效率41。通常将中通常将中间环节效率和效率和终端利用效率的乘端利用效率的乘积通常称通常称为“能源效率能源效率”。如。如1992年我国能源效率年我国能源效率为29%约比先比先进国国际水平低水平低10个百分点，个百分点，终端利用效率也低端利用效率也低10个百分点以上，个百分点以上，目前我国的能源效率目前我国的能源效率约为40%左右，相当于左右，相当于发达国家达国家1990年代的水平。年代的水平。能源系统总效率图名称名称折折标标准煤系数准煤系数/（kg标标煤煤kg-1）名称名称折折标标准煤系数准煤系数/（kg标标煤煤kg-1）原煤原煤0.7143柴油柴油1.4571洗精煤洗精煤0.9000液化石油气液化石油气1.7143洗中煤洗中煤0.2857油田天然气油田天然气1.3300 kg标标煤煤m-3煤泥煤泥0.28570.4286气田天然气气田天然气1.2143 kg标标煤煤m-3焦炭焦炭0.9714热热力力0.03412kg标标煤煤MJ-1原油原油1.4286电电力力0.4040kg标标煤煤kW-1h-1燃料油燃料油1.4286外外购购水水0.0857 kg标标煤煤t-1汽油汽油1.4714软软水水0.4857 kg标标煤煤t-1煤油煤油1.4714除氧水除氧水0.9714 kg标标煤煤t-14、能源折、能源折换系数系数 为了方便，将不同能源及物了方便，将不同能源及物质的消耗折算到某一的消耗折算到某一标准能源，准能源，如如标准煤、准煤、标准油，下表是一些常用能源及物准油，下表是一些常用能源及物质消耗的折算消耗的折算系数系数。各种能源和物质消耗折标准煤参考系数年份年份GDP2000年年可比价格可比价格（亿元）（亿元）GDP可比可比价价增长率增长率（%）一次能源一次能源消费量消费量（万吨标（万吨标煤）煤）一次能源一次能源消费增长消费增长率率（%）能源消费能源消费弹性系数弹性系数万元万元GDP能耗能耗吨标煤吨标煤/万万元元指数指数200099215.08.41385533.530.4201.39652001107449.98.31431993.350.4031.33271.0002002117227.89.11517976.000.6601.29490.9722003128950.610.017499015.281.5281.35701.0182004141974.610.120322716.141.5981.43141.0742005156030.19.92224689.470.9561.42581.070单位国民位国民产值能耗能耗 指每指每单位国民位国民产值所消耗的能量，所消耗的能量，一般用一般用“吨吨标煤煤/万元万元产值”作作单位位，不同年份，不同年份进行比行比较研究研究时，需将国民，需将国民产值进行折算，一般以某一年的不行折算，一般以某一年的不变价价进行折算。行折算。表 2000-2005期间能源消费弹性系数及产值能耗 是指表示用能是指表示用能产品能源效率等品能源效率等级等性能指等性能指标的一种的一种信息信息标识，属于，属于产品符合性品符合性标志的范畴。志的范畴。我国的能源我国的能源效率效率标识张贴是是强制性的制性的，采取由生，采取由生产者或者或进口商自口商自我声明、我声明、备案、使用后案、使用后监督管理的督管理的实施模式。施模式。能效能效标识按按产品耗能的程度由低到高，依次分成品耗能的程度由低到高，依次分成5级。等等级 1 表示表示产品达到国品达到国际先先进水平，即耗能最低；水平，即耗能最低；等等级 2 表示比表示比较节电；等等级 3 表示表示产品能源效率品能源效率为我国市我国市场的平均水平；的平均水平；等等级 4 表示表示产品能源效率低于我国市品能源效率低于我国市场平均水平；平均水平；低于低于5级的的产品不允品不允许上市上市销售售 能效指数能效指数能源效率能源效率标识9、当量、当量热值和等价和等价热值 当量当量热值又称理又称理论热值（或（或实际发热值）是指某）是指某种种能源一个度量能源一个度量单位本身所含位本身所含热量。量。等价等价热值是指加是指加工工转换产出的某种二次能源与相出的某种二次能源与相应投入的一次能源的投入的一次能源的当量，即当量，即获得一个度量得一个度量单位的某种二次能源所消耗的，位的某种二次能源所消耗的，以以热值表示的一次能源量，也就是消耗一个度量表示的一次能源量，也就是消耗一个度量单位位的某种二次能源，就等价于消耗了以的某种二次能源，就等价于消耗了以热值表示的一次表示的一次能源量。能源量。因此，等价因此，等价热值是个是个变动值。某能源介。某能源介质的的等价等价热值等于生等于生产该介介质投入的能源与投入的能源与该介介质的的产量量之比或之比或该介介质的当量的当量热值与与转化效率之比。如二次能化效率之比。如二次能源源电力力1kWh当量当量热值等于等于3600KJ，而等价，而等价热值则为11840KJ，也就是，也就是说热量量转化化为电的效率的效率为30.4%。等价热值=当量热值转化效率10、温室效、温室效应及温室气体及温室气体 指地球大气的温室效指地球大气的温室效应，可能，可能导致全球致全球变暖，引暖，引发全全球球环境境问题。由于包。由于包围地球的大气中，含有二氧化碳、地球的大气中，含有二氧化碳、氟利昂、甲氟利昂、甲烷、臭氧、一氧化二氮等微量温室气体，、臭氧、一氧化二氮等微量温室气体，它它们可以可以让大部分太阳大部分太阳辐射到达地面，而射到达地面，而强烈吸收地烈吸收地面放出的面放出的红外外辐射，只有很少一部分射，只有很少一部分热辐射散失到宇射散失到宇宙空宙空间中去，从而形成大气的温室效中去，从而形成大气的温室效应 温室气体共有温室气体共有30 余种，余种，京都京都议定定书 中中规定定的六种温室气体包括如下：的六种温室气体包括如下：二氧化碳（二氧化碳（C02)；甲；甲烷（CH4)；氧化；氧化亚氮氮（N2O)；氢氟碳化物（氟碳化物（HFCS)；全氟化碳（；全氟化碳（PFCS)；六氟化硫（；六氟化硫（SF6）。