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储能技术与应用,一. 能源概况,1.1 化石能源现状,1.2 新能源,1.3 储能的基本概念,1.1 化石能源现状,1.可再生清洁能源如风能、太阳能等所占比例不到3% 2.石油、煤和天然气占初级 能源消耗的85%左右 3.其余主要是火电和水电 据可靠资料报道，到2020年，我国能源的消费比例除了利用石油、煤和天然气以及水电外，风能的消费比例要占到10%，核能的消费要占到3%。,我国各种能源探明储量（以储采比表示）与世界比较 摘自“光伏技术和产业发展战略国际研讨会：机遇与挑战” 论文集 2004年4月8日， 北京 P8, 能源及环境的可持续发展面临挑战,石油如何满足？,石油如何满足？,我国石油储量不足世界的2%。 2007年我国原油对外依存度达到46.05%。 每年新增1000万辆汽车，石油需求新增2000万吨左右。 如何保证？,CO2大量排放带来的最直接危害温室效应！,从左图大气CO2浓度随年代的变化及其在全球的分布图可以看出： 很明显，近20年来，CO2的浓度上升迅速非常迅速，2010年将接近550ppm。 而且，主要分布在美国和中国所在的北半球高纬度60-80度处。,表3 全球各国CO2排放量比较排行,在北京、上海等大城市，空气污染的60%来自汽车排放 二氧化碳的全球排放量中，中国居第二,1.2 新能源,（1）太阳能,太阳能的转换和利用方式： 光热转换 接收或聚集太阳能使之转换为热能，然后用于生产和生活的一些方面，是光一热转换即太阳能光热利用的基本方式。 光电转换 利用光生伏打效应原理制成的太阳能电池，可将太阳的光能直接转换成为电能，称为光一电转换，即太阳能光电利用。 光化学转换 光一化学转换目前尚处于研究开发阶段，这种转换技术包括半导体电极产生电面电解水产生包、利用氢氧化钙或金属氢化物热分解储能等内容,（2）风能,风能是指太阳辐射造成地球各部分受热不均匀，引起各地温差和气压不同，导致空气运动而产生的能量。 利用风力机可将风能转换成电能、机械能和热能等。风能利用的主要形式有风力发电、风力提水、风力致热以及风帆助航等。,风能的缺点： 在一些地区、风力发电的经济性不足：许多地区的风力有间歇性，更糟糕的情况是如台湾等地在电力需求较高的夏季及白日、是风力较少的时间； 必须等待储能技术发展。,（3）生物质能,生物质能是蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物通过叶绿宏将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。 有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能，通常包括木材及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物等。,（4）地热,地热资源：是指在当前技术经济和地质环境条件下，地壳内能够科学、合理地开发出来的岩石中的热能量和地热流体中的热能量及其伴生的有用组分。 按赋存形式可分： 水热型(又分为干蒸汽型、湿蒸汽型和热水型)、地压型、干热岩型和岩浆型四大类； 按温度高低可分为： 高温型(150) 中温型(90149) 低温型(89)。 地热能的利用方式主要有地热发电和地热直接利用两大类。,1.3 能的定义,能是度量物质运动的一种物理量； 能量是物质运动的量化转换，简称“能”。,能量的存在形式： 机械能（风能、潮汐能） 内能（地热等） 电能 化学能 原子能 电磁能,宏观物体的机械运动机械能 （动能、位能和压力能）； 分子运动热能； 原子运动化学能； 带电粒子的定向运动电能； 光子运动光能,电磁能 Electro-magnetic energy ： 彼此相互联系的交变电场和磁场所具有的能量，是电场能和磁场能的总和。 由于电磁场对电荷有洛伦兹力作用，所以电磁能可以通过场对运动电荷作功而与其他形式能量（如热能、机械能等）相互转化，电磁能也能从空间一处传播到另一处,能量的单位,能量的单位： 焦J、尔格、千瓦时kWh、卡cal、电子伏（特）eV等 国际单位是焦耳J 1J=0.2388cal 原子物理和粒子物理中还常使用电子伏： 1 eV = 1.60210-19 J,
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