太阳能 生物质能和氢能利用课件(精品)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,太阳能 生物质能和氢能的利用,环境污染现状,你想到了什么？,难道我们要如此生活？,再看看我们现有的资源吧！,石油,40,年,天然气,50,年,煤 碳,240,年,开发环保新能源势在必行！,太阳能,生物质能,氢能,太阳能,太阳能就是太阳辐射能。在太阳里，每时每刻都进行着激裂的核裂变和核聚变反应，从而产生大量的热。太阳表面的温度达,6000,左右，内部温度高达数百万度。由于太阳的温度很高，它不断地向宇宙空间辐射能量，包括可见光，不可见光和各种微粒，总称为太阳辐射。地球上除核能以外的一切能源，无论是煤炭、石油、天然气、水力或风力都来自太阳，全球人类目前每年能源消费的总和只相当于太阳在,40,分钟内照射到地球表面的能量。太阳能随处可得，不必远距离输送，而且是洁净的能源。,地球上的能流图,可见能量来源于太阳,。,太阳能的利用方式,光,热,光,电,光,化学能,光,生物质能,光,热,例：太阳能热水系统 太阳灶 太阳炉,太阳炉,太阳灶,光,电,1.,光,热,电,例：太阳能集热器 太阳能集热器,(solar collector),在太阳能热系统中，接受太阳辐射并向传热工质传递热量的装置。按传热工质可分为液体集热器和空气集热器。按采光方式可分为聚光型和聚光型集热器两种。另外还有一种真空集热器,:,一个好的太阳能集热器应该能用,20,30,年。自从大约,1980,年以来所制作的集热器更应维持,40,50,年且很少进行维修。,2.,光,电,从太阳能获得电力，需通过大阳电池进行光电变换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下特点：无枯竭危险；绝对干净（无公害）；不受资源分布地域的限制；可在用电处就近发电；能源质量高；使用者从感情上容易接受；获取能源花费的时间短。不足之处是：照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。,例：太阳能电池,目前，太阳电地主要有单晶硅、多晶硅、非晶态硅三种。单晶硅太阳电池变换效率最高，已达,20,以上，但价格也最贵。非晶态硅太阳电池变换效率最低，但价格最便宜，今后最有希望用于一般发电的将是这种电池。一旦它的大面积组件光电变换效率达到,10,，每瓦发电设备价格降到,1,2,美元时，便足以同现在的发电方式竞争。估计本世纪末便可达到这一水平。,光,化学能,6H,2,O+6CO,2,C,6,H,12,O,6,+6O,2,光,叶绿素,（,C,6,H,10,O,5,),n,+nH,2,O,nC,6,H,12,O,6,催化剂,C,6,H,12,O,6,+6O,2,6H,2,0 +6CO,2,光,生物质能,植物通过光合作用转化。,利 弊：,优点：,(1),普遍：太阳光普照大地，无论,陆地,或,海洋,，无论,高山,或,岛屿,，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。,(2),无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。,(3),巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于,130,万亿,t,标煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。,(4),长久：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。,缺点：,(1),分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。平均说来，北回归线附近，夏季在天气较为晴朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最大，在垂直于太阳光方向,1,平方米面积上接收到的太阳能平均有,1000W,左右；若按全年日夜平均，则只有,200W,左右。而在冬季大致只有一半，阴天一般只有,1,5,左右，这样的能流密度是很低的。在利用太阳能时，想要得到一定的转换功率，往往需要面积相当大的一套收集和转换设备，造价较高。,(2),不稳定性：由于受到,昼夜,、,季节,、,地理纬度,和,海拔,高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，所以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。,(3),效率低和成本高：目前太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约。,生物质能,生物质,是指通过,光合作用,而形成的各种,有机体,，包括所有的动植物和,微生物,。而所谓生物质能（,biomass energy,），就是太阳能以,化学能,形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的,能量,。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的,固态,、,液态,和,气态,燃料，取之不尽、用之不竭，是一种,可再生能源,，同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是,太阳能,的一种表现形式。目前，很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。,生物质能的特点,可再生性生物质属,可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与,风能,、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用；,2),低污染性生物质的,硫,含量、,氮,含量低、燃烧过程中生成的,SOX,、,NOX,较少；生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而对大气的,二氧化碳,净排放量近似于零，可有效地减轻,温室效应,；,3),广泛分布性 缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能；,4),生物质燃料总量十分丰富。生物质能是世界第四大能源,仅次于,煤炭,、,石油,和,天然气,。根据生物学家估算,地球陆地每年生产,1000,1250,亿吨生物质,;,海洋年生产,500,亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的,10,倍。我国可开发为能源的生物质资源到,2010,年可达,3,亿吨。随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广,生物质资源还将越来越多。,生物质能的利用方式,1,、直接燃烧,2,、生物化学转换,3,、热化学转换,直接燃烧,（,C,6,H,10,O,5,),n,+6n CO,2,6n CO,2,+5n H,2,O,点燃,用纤维素（,C,6,H,10,O,5,）,n,代表植物枝叶的主要成分,:,直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等,直接当薪柴使用，效率低，影响生态环境。,生物化学转换,a,、利用植物的秸杆、枝叶、杂草等制取沼气,b,、用含糖类、淀粉（,C,6,H,10,O,5,）,n,较多的农作物（如玉米、高粱）为原料，制取乙醇。,（,C,6,H,10,O,5,),n,+nH,2,O,nC,6,H,12,O,6,催化剂,C,6,H,12,O,6,2C,2,H,5,OH+2CO,2,点燃,热化学转换,复杂的化学反应,生物质,可燃性气体,脂肪燃料快艇,生物质能的新利用，脂肪燃料快艇,新西兰业余航海家和环境保护家皮特,贝修恩宣布，他将驾驶以脂肪为动力的快艇“地球竞赛”号，进行一次环球航行。据悉，贝休恩将于,2008,年,3,月,1,日从西班牙的瓦伦西亚出发，开始全长约,4.5,万公里的环球航行。贝休恩表示，他打算挑战英国船只“有线和无线冒险”号于,1998,年创造的,75,天环球航行的世界纪录。脂肪当燃料“地球竞赛”号被称为世界上最快的生态船，造价,240,万美元，融合多项高科技。“地球竞赛”号长约,23.8,米，形似一只展翅欲飞的天鹅。船身有三层外壳保护，内有两个功能先进的发动机，最高时速可达每小时,40,节（约,74,公里），即使航行在巨浪中，速度也不会减慢。虽然动物脂肪种类丰富，但贝修恩计划只利用人类脂肪转化成的生物燃料作为“地球竞赛号”的动力来源，百分之百采用生物燃料完成一次环游世界的环保之旅。为了能募集到足够的脂肪生物燃料，贝修恩身先士卒，主动躺到了手术台上。然而整形医生尽管做了很大努力，从他体内抽出的脂肪也只够制造,100,毫升的生物燃料。他的两名助手抽出的,10,升脂肪能够制成,7,升生物燃料，可供“地球竞赛”号航行,15,公里。而皮特进行“绿色”环游世界之旅，以打破英国“有线和无线冒险者”号于,1998,年创造的,75,天环游世界的纪录，总共需要,7,万升的生物燃料，也就是说，皮特需要胖子志愿者们捐赠出大约,7,万公斤的脂肪。,氢能,氢能,【hydrogen energy】,通过氢气和氧气反应所产生的能量。氢能是氢的化学能，氢在地球上主要以化合态的形式出现，是宇宙中分布最广泛的物质，它构成了宇宙质量的,75%,。由于氢气必须从水、化石燃料等含氢物质中制得，因此是,二次能源,。工业上生产氢的方式很多，常见的有水电解制氢、煤炭气化制氢、重油及天然气水蒸气催化转化制氢等。,氢是宇宙中分布最广泛的物质，它构成了宇宙质量的,75%,，因此氢能被称为人类的终极能源。水是氢的大“仓库”，如把海水中的氢全部提取出来，将是地球上所有化石燃料热量的,9000,倍。氢的燃烧效率非常高，只要在汽油中加入,4%,的氢气，就可使内燃机节油,40%,。目前，氢能技术在美国、日本、欧盟等国家和地区已进入系统实施阶段。美国政府已明确提出氢计划，宣布今后,4,年政府将拨款,17,亿美元支持氢能开发。美国计划到,2040,年美国每天将减少使用,1100,万桶石油，这个数字正是现在美国每天的石油进口量。,氢能主要优点：,燃烧热值高。,二 每千克氢燃烧后的热量，约为油的,3,倍，酒精的,3.9,倍，焦炭的,4.5,倍。,燃烧的产物是水，是世界上最干净的能源。,四 资源丰富，氢气可 以由水制取，而水是地球上最为丰富的资源。,氢气的贮存和运输问题,碳纳米管储氢材料,光能,电能,化学能,太阳能,热能,电能,光能,生物质能,氢能,总结,太阳能,生物质能和氢能的利用,太阳能,含义：太阳内部连续不断的核聚变所释放的能量。,生物质能,氢能,利用太阳能需要解决的问题：太阳能采集 转换 贮存 运输,太阳能的利用方式：光,-,热 光,-,电 光,-,化学能,来源：来源于植物及其加工产品所贮存的能量,利用的实质：就是生物质发生化学变化释放能量或生成新的能源物质,利用方式：直接燃烧 生物化学转换 热化学转换,优点：生产原料广 热值高 易燃烧 无污染,利用方式,和氧化剂反应放出的热量,和氧化剂在催化剂作用下的电化学反应直接获取电脑,氢的热核反应释放出的核能,需克服的问题：降低生产能耗 氢气的储存与运输,谢谢观看！,