化学与能源一化学与常规能源

《化学与能源一化学与常规能源》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、化学与常规能源主讲：陈渊第二部分化学与能源（一）8/24/20211化学与常规能源主要内容柴薪(生物质能)——第一代主体能源煤——最主要的固体燃料石油和天然气化学电池能源利用的化学本质8/24/20212化学与常规能源什么是能源？能源是提供能量的自然资源。能量是一切运动的源泉。没有能量就没有生命运动，生命运动的停止意味着生命的死亡；没有能量就没有化学反应，所有形式的生命都不能维持。能源是宇宙的推动力，是系统作功能力的量化特性，能源可以是动能、位能、热能。能源的形式有很多(例如热力、电力等)，而且一种能源形式可以转化成另一种形式。8

2、/24/20213化学与常规能源能源结构：石油仍居主导地位，占能源消费总量的36.8％，煤炭次之，占27.2％，天然气发展较快，已占23.7％，有三足鼎立之势。而水电与核能则相对势微，分别仅占6.2％和6.1％。8/24/20214化学与常规能源目前，我国能源利用效率为33%，比发达国家低10个百分点；单位产值能耗是世界平均水平的2倍多，比美国、欧盟、日本、印度分别高2.5倍、4.9倍、8.7倍和43%；我国8个行业（石化、电力、钢铁、有色、建材、化工、轻工、纺织）主要产品单位能耗平均比国际先进水平高40%；燃煤工业锅炉平均运行效

3、率比国际先进水平低15-20%；机动车百公里油耗比欧洲高25%，比日本高20%。能源利用效率8/24/20215化学与常规能源能源的分类能源按其来源不同可以分类四类：太阳能：除太阳辐射能以外，还包括煤、石油、天然气等化石燃料，以及生物质能、水能、风能、海洋能等间接来自太阳能的能源。地热能：如地下热水、地下蒸气、干热岩体。核裂变资源和核聚变资源：如铀、钍等核裂变和氘、氚、锂等核聚变资源。月球、太阳等星体对地球的引力为主产生的能源：如以月球引力为主产生的潮汐能。8/24/20216化学与常规能源按能源工作者的分类一次能源：可从自然界取

4、得而不改变其基本形态的能源。常规能源：已被人们广泛应用的能源，如水能、煤、石油、核裂变材料等新能源：采用新的先进的科学技术而被广泛应用的能源，如太阳能、风能、核聚变材料二次能源：由一次能源加工或转换而转变了形态的能源称为二次能源。煤制品石油制品电能、沼气、蒸汽等。能源的分类8/24/20217化学与常规能源一次能源二次能源再生能源非再生能源太阳能、水力、风力、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热原煤、原油、天然气、油页岩、核能电力、蒸汽、煤气、汽油、柴油、重油、液化石油气、酒精、沼气、氢气和焦炭能源的分类8/24/20218

5、化学与常规能源直接利用太阳能光合作用空气、地表吸热煤炭食物中的化学能空气变热形成风水蒸气形成雨雪8/24/20219化学与常规能源Ⅰ.柴薪(生物质能)——第一代主体能源柴薪是人类第一代主体能源柴薪也可称为生物质能,它是光合作用的产物,是太阳能的间接利用植物的叶绿体通过光合作用，利用太阳的能量，将CO2和H2O合成为有机物并放出O2,在燃烧时，这些有机物又与氧气发生化学反应变为CO2和H2O,同时释放出能量。8/24/202110化学与常规能源水+二氧化碳----->有机体+氧植物太阳能生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种

6、能量形式，一种以生物质为载体的能量，它直接或间接地来源于植物的光合作用，在各种可再生能源中，生物质是独特的，它是贮存的太阳能，更是一种唯一可再生的碳源。生物质资源数量庞大，形式繁多，其中包括柴薪，农林作物，尤其是为了生产能源而种植的能源作物，农业和林业残剩物，食品加工和林产品加工的下脚料，城市固体废弃物，生活污水和水生植物等等（中国生物质资源主要是农业废弃物及农林产品加工业废弃物、薪柴、人畜粪便、城镇生活垃圾等四个方面）。8/24/202111化学与常规能源生物能具备下列优点：*提供低硫燃料；  *提供廉价能源(于某些条件下)；

7、  *将有机物转化成燃料可减少环境公害(例如，垃圾燃料)；  *与其他非传统性能源相比较，技术上的难题较少。其缺点有:*小规模利用；  *植物仅能将极少量的太阳能转化成有机物；  *单位土地面的有机物能量偏低；  *缺乏适合栽种植物的土地；  *有机物的水分偏多(50%～95%)。生物能的优缺点8/24/202112化学与常规能源据统计：世界每年约产出1.7×1011吨干生物量，利用量仅为1.3×108吨，不足总量的1%；生物质向人类提供了世界能源消费总量的15%,仅次于石油、煤碳和天然气（生物能是第四大能源）；我国利

8、用的生物质能约为2.6×108吨标准煤，占农村能源消费的70%左右。8/24/202113化学与常规能源传统能源使用的新方式柴薪的传统使用方法是直接燃烧，其热利用率很低，为15%左右，即使用新式节柴灶，也最多能提高到25%左右，而且直接燃烧还会造成