1、2文明社會文明社會新材料新材料能源能源信息技術(shù)信息技術(shù)生物技術(shù)生物技術(shù) 能源、新材料、生物技術(shù)和信息技術(shù)是文明社會的四能源、新材料、生物技術(shù)和信息技術(shù)是文明社會的四大支柱。大支柱。 能源是推動社會發(fā)展和經(jīng)濟進步的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。能源是推動社會發(fā)展和經(jīng)濟進步的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。3能源的分類能源的分類一次能源一次能源是指自然界中以原有形式存在的、未經(jīng)加工轉(zhuǎn)換的能量資是指自然界中以原有形式存在的、未經(jīng)加工轉(zhuǎn)換的能量資源。又稱天然能源。源。又稱天然能源。一次能源包括化石燃料（如原煤、石油、原油、天然氣等）、核燃一次能源包括化石燃料（如原煤、石油、原油、天然氣等）、核燃料、生物質(zhì)能、水能、風能、太陽能、地熱能

2、、海洋能、潮汐能料、生物質(zhì)能、水能、風能、太陽能、地熱能、海洋能、潮汐能等。一次能源又分為可再生能源和不可再生能源，前者指能夠重等。一次能源又分為可再生能源和不可再生能源，前者指能夠重復產(chǎn)生的天然能源，如太陽能、風能、水能、生物質(zhì)能等，這些復產(chǎn)生的天然能源，如太陽能、風能、水能、生物質(zhì)能等，這些能源均來自太陽，可以重復產(chǎn)生；后者用一點少一點，主要是各能源均來自太陽，可以重復產(chǎn)生；后者用一點少一點，主要是各類化石燃料、核燃料。類化石燃料、核燃料。20世紀世紀70年代出現(xiàn)能源危機以來，各國都年代出現(xiàn)能源危機以來，各國都重視非再生能源的節(jié)約，并加速對再生能源的研究與開發(fā)。重視非再生能源的節(jié)約，并加速

3、對再生能源的研究與開發(fā)。歸納起來就是：歸納起來就是：（1）來自地球以外天體的能量；）來自地球以外天體的能量；（2）地球本身蘊藏的能量；）地球本身蘊藏的能量；（3）地球與天體相互作用產(chǎn)生的能量。）地球與天體相互作用產(chǎn)生的能量。45678二次能源二次能源是指由一次能源經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換以后得到的能源，是指由一次能源經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換以后得到的能源，包括電能、汽油、柴油、液化石油氣和氫能等。二次包括電能、汽油、柴油、液化石油氣和氫能等。二次能源又可以分為能源又可以分為“過程性能源過程性能源”和和“含能體能源含能體能源”，電能就是應用最廣的過程性能源，而汽油和柴油是目電能就是應用最廣的過程性能源，而汽油和柴油是目

4、前應用最廣的含能體能源。前應用最廣的含能體能源。二次能源和一次能源不同，它不是直接取自自然界，只能二次能源和一次能源不同，它不是直接取自自然界，只能由一次能源加工轉(zhuǎn)換以后得到，因此嚴格的說它不是由一次能源加工轉(zhuǎn)換以后得到，因此嚴格的說它不是“能源能源”，而應稱之為，而應稱之為“二次能二次能”。 91011能源消耗結(jié)構(gòu)能源消耗結(jié)構(gòu)12 全世界一次能源消耗總量全世界一次能源消耗總量1998年年140.50億噸標準煤。億噸標準煤。預計預計2020年將達到年將達到200250億噸標準煤。億噸標準煤。 維持生存所必需的能源消費量：維持生存所必需的能源消費量： 400kg標準煤標準煤/人人*年年 現(xiàn)代化生

5、產(chǎn)和生活所需最低能源消費量：現(xiàn)代化生產(chǎn)和生活所需最低能源消費量：12001600kg標準煤標準煤/人人*年年 高層次現(xiàn)代化生活所需最低能源消費量：高層次現(xiàn)代化生活所需最低能源消費量：20003000kg標準煤標準煤/人人*年年1kg標準煤標準煤=29307.6kJ=7000kcal 1kg標準油標準油=41868kJ=10000kcal 1kg標準煤標準煤=0.7kg標準油標準油13化石能源探明的儲量可供開采的年份如下：化石能源探明的儲量可供開采的年份如下：我國人均能源占有量：非常低的國家我國人均能源占有量：非常低的國家煤的儲量：煤的儲量：135噸標準煤噸標準煤/人，為世界人均的人，為世界人均

6、的50%；石油的儲量：石油的儲量：2.9噸噸/人，為世界人均的人，為世界人均的11%；天然氣的儲量：天然氣的儲量：2380m3/人，為世界人均的人，為世界人均的4%。14化石燃料產(chǎn)生化石燃料產(chǎn)生CO2（溫室氣體），（溫室氣體），SO2等有害氣體等有害氣體 1998年全世界化石燃料向大氣排放了年全世界化石燃料向大氣排放了61億噸炭億噸炭（CO2中的炭）。中的炭）。 在過去的在過去的100年中，全球平均氣溫上升了年中，全球平均氣溫上升了0.30.5，全球海平面平均上升了全球海平面平均上升了1025cm。如果不對溫室氣。如果不對溫室氣體減排，到體減排，到2100年全球平均氣溫將升高年全球平均氣溫將升

7、高13.5 。 我國是世界上最大的煤炭消費國，煤炭占能源消耗我國是世界上最大的煤炭消費國，煤炭占能源消耗2/3以上，而世界卻只占以上，而世界卻只占1/3以下。我國以下。我國2005年年CO2排放量為排放量為15.13億噸，世界第二。億噸，世界第二。2005年年SO2排放量排放量為為2549萬噸，居世界第一（造成萬噸，居世界第一（造成82%的城市出現(xiàn)酸的城市出現(xiàn)酸雨）。雨）。15 在一個不太長的階段，化石能源將走向枯竭，人類在一個不太長的階段，化石能源將走向枯竭，人類必須未雨綢繆，及早尋求新的替代能源。必須未雨綢繆，及早尋求新的替代能源。到到21世紀世紀60年代（年代（2060年），全球新能源和

8、可再生年），全球新能源和可再生能源將會發(fā)展到占世界能源構(gòu)成的能源將會發(fā)展到占世界能源構(gòu)成的50%以上，成為人類以上，成為人類社會未來能源的基石，是化石能源的替代能源。社會未來能源的基石，是化石能源的替代能源。16新能源新能源是指以新技術(shù)和新材料為基礎(chǔ)，使傳統(tǒng)的常規(guī)能源是指以新技術(shù)和新材料為基礎(chǔ)，使傳統(tǒng)的常規(guī)能源得到現(xiàn)代化的開發(fā)和利用，用取之不盡、周而復始的可得到現(xiàn)代化的開發(fā)和利用，用取之不盡、周而復始的可再生能源取代資源有限、對環(huán)境有污染的化石能源。再生能源取代資源有限、對環(huán)境有污染的化石能源。包括：太陽能、風能、地熱能、生物質(zhì)能、海洋能等。包括：太陽能、風能、地熱能、生物質(zhì)能、海洋能等。新能

9、源與可再生能源的新能源與可再生能源的特點特點n能量密度較低，高度分散能量密度較低，高度分散n資源豐富可以再生資源豐富可以再生n清潔干凈無污染清潔干凈無污染n大多數(shù)具有間歇性和隨機性大多數(shù)具有間歇性和隨機性1. 開發(fā)利用的技術(shù)難度大開發(fā)利用的技術(shù)難度大17一、原子核能一、原子核能 二、太陽能二、太陽能三、風能三、風能四、氫能四、氫能五、海洋能五、海洋能六、地熱能六、地熱能七、生物質(zhì)能七、生物質(zhì)能18一、原子核能一、原子核能1 1、原子核能、原子核能 原子核能是原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時釋放出的能量，習慣原子核能是原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時釋放出的能量，習慣上稱作上稱作核能核能或或原子能原子能。 原子核的變化

10、過程有兩種：一種是自發(fā)的變化過程，叫原子核的變化過程有兩種：一種是自發(fā)的變化過程，叫放射性銳變。地球上由放射性銳變釋放的原子核能在地球內(nèi)放射性銳變。地球上由放射性銳變釋放的原子核能在地球內(nèi)部可以轉(zhuǎn)變?yōu)榈責?。另一種是人工制造的變化過程，叫核反部可以轉(zhuǎn)變?yōu)榈責帷Ａ硪环N是人工制造的變化過程，叫核反應。應。 核反應是原子核與原子核或原子核與基本粒子相互作用核反應是原子核與原子核或原子核與基本粒子相互作用時釋放的能量的過程。核反應有兩種：時釋放的能量的過程。核反應有兩種：一是一是核裂變反應核裂變反應，是重原子分裂成兩個或多個較輕原子核的，是重原子分裂成兩個或多個較輕原子核的反應。如，原子彈爆炸。反應。如

11、，原子彈爆炸。二是二是核聚變反應核聚變反應，是輕原子核聚合成較重的原子核。如，氫，是輕原子核聚合成較重的原子核。如，氫彈爆炸。彈爆炸。19鏈鏈式式裂裂變變反反應應2021 2、核能的利用、核能的利用（1）原子彈）原子彈 原子彈中的核燃料是高濃縮鈾（濃度達原子彈中的核燃料是高濃縮鈾（濃度達93%）或钚。將）或钚。將彈殼內(nèi)鈾塊（或钚塊）分成各自低于臨界質(zhì)量的兩部分，但彈殼內(nèi)鈾塊（或钚塊）分成各自低于臨界質(zhì)量的兩部分，但總質(zhì)量超過臨界質(zhì)量。原子彈爆炸時，首先引爆裝在鈾燃料總質(zhì)量超過臨界質(zhì)量。原子彈爆炸時，首先引爆裝在鈾燃料外部的普通外部的普通TNT炸藥層，其沖擊力會把兩塊鈾炸藥層，其沖擊力會把兩塊鈾

12、235壓聚在一壓聚在一起，超過臨界質(zhì)量的鈾塊立即會產(chǎn)生雪崩似的鏈式反應，即起，超過臨界質(zhì)量的鈾塊立即會產(chǎn)生雪崩似的鏈式反應，即發(fā)生核爆炸。發(fā)生核爆炸。（2）核電站）核電站 核電站是利用原子核裂變反應放出的核能來發(fā)電的裝置。核電站是利用原子核裂變反應放出的核能來發(fā)電的裝置。核電站主要由兩部分組成。一部分是反應裝置及冷卻裝置，核電站主要由兩部分組成。一部分是反應裝置及冷卻裝置，其核心為一個反應堆，是維持和控制核裂變反應的裝置，在其核心為一個反應堆，是維持和控制核裂變反應的裝置，在內(nèi)部實現(xiàn)核能轉(zhuǎn)換為為熱能。釋放出的熱能由一回路系統(tǒng)冷內(nèi)部實現(xiàn)核能轉(zhuǎn)換為為熱能。釋放出的熱能由一回路系統(tǒng)冷卻劑帶出，用以產(chǎn)

13、生蒸汽。整個閉路系統(tǒng)被稱為核蒸汽供應卻劑帶出，用以產(chǎn)生蒸汽。整個閉路系統(tǒng)被稱為核蒸汽供應系統(tǒng)，也叫核島，相當于常規(guī)火電廠的鍋爐系統(tǒng)。另一部分系統(tǒng)，也叫核島，相當于常規(guī)火電廠的鍋爐系統(tǒng)。另一部分由蒸汽驅(qū)動汽輪發(fā)電機組進行發(fā)電的二回系統(tǒng)，與常規(guī)火電由蒸汽驅(qū)動汽輪發(fā)電機組進行發(fā)電的二回系統(tǒng)，與常規(guī)火電廠的汽輪機發(fā)電機系統(tǒng)基本相同，也稱作常規(guī)島。廠的汽輪機發(fā)電機系統(tǒng)基本相同，也稱作常規(guī)島。22核能發(fā)電示意圖核能發(fā)電示意圖233、原子核能的價值、原子核能的價值 1千克鈾千克鈾235的原子核所釋放出來的熱量，大約相當?shù)脑雍怂尫懦鰜淼臒崃浚蠹s相當于于2800噸標準煤燃燒時所放出的熱量。噸標準煤燃燒時所

14、放出的熱量。 建造一座發(fā)電量為建造一座發(fā)電量為100萬千瓦的電站，如果是核電站，萬千瓦的電站，如果是核電站，每年需要補充的每年需要補充的核燃料為核燃料為30噸噸，六輛解放牌載重汽車就，六輛解放牌載重汽車就可運進。如果是燒煤的火力電站，每年要消耗可運進。如果是燒煤的火力電站，每年要消耗300多萬多萬噸煤噸煤。運輸這些煤炭，平均每天要開三列火車，每列火。運輸這些煤炭，平均每天要開三列火車，每列火車掛車掛40節(jié)車皮；或是每天要開一艘萬噸級的輪船。節(jié)車皮；或是每天要開一艘萬噸級的輪船。 核電廠每年要用掉核電廠每年要用掉80噸的核燃料，只要噸的核燃料，只要2支標準貨柜支標準貨柜就可以運載。如果換成燃煤，

15、需要就可以運載。如果換成燃煤，需要515萬噸，每天要用萬噸，每天要用20噸的大卡車運噸的大卡車運705車才夠。如果使用天然氣，需要車才夠。如果使用天然氣，需要143萬噸，相當于每天燒掉萬噸，相當于每天燒掉20萬桶家用瓦斯。換算起來，剛?cè)f桶家用瓦斯。換算起來，剛好接近全臺灣好接近全臺灣692萬戶的瓦斯用量。萬戶的瓦斯用量。 244、核能發(fā)電簡史、核能發(fā)電簡史 核能發(fā)電的歷史與動力堆的發(fā)展歷史密切相關(guān)。動力核能發(fā)電的歷史與動力堆的發(fā)展歷史密切相關(guān)。動力堆的發(fā)展最初是出于軍事需要。堆的發(fā)展最初是出于軍事需要。1954年，蘇聯(lián)建成世界上第一座裝機容量為年，蘇聯(lián)建成世界上第一座裝機容量為 5MW的核的核

16、電站。英、美等國也相繼建成各種類型的核電站。電站。英、美等國也相繼建成各種類型的核電站。到到1960年，全球建成年，全球建成20座核電站，裝機容量座核電站，裝機容量1279MW。由于核濃縮技術(shù)的發(fā)展，到由于核濃縮技術(shù)的發(fā)展，到1966年，核能發(fā)電的成本已年，核能發(fā)電的成本已低于火力發(fā)電的成本。核能發(fā)電真正邁入實用階段。低于火力發(fā)電的成本。核能發(fā)電真正邁入實用階段。1978年全世界年全世界22個國家和地區(qū)正在運行的個國家和地區(qū)正在運行的30MW以上的以上的核電站反應堆已達核電站反應堆已達200多座，總裝機容量已達多座，總裝機容量已達107776MW。80年代因化石能源短缺日益突出，核能發(fā)電的進展

17、更快。年代因化石能源短缺日益突出，核能發(fā)電的進展更快。到到1991年，全世界近年，全世界近30個國家和地區(qū)建成的核電機組為個國家和地區(qū)建成的核電機組為423套，總?cè)萘繛樘?，總?cè)萘繛?2.75萬萬MW，其發(fā)電量占全世界總發(fā)，其發(fā)電量占全世界總發(fā)電量的約電量的約16%。世界上第一座核電站世界上第一座核電站蘇聯(lián)蘇聯(lián)奧布靈斯克奧布靈斯克核電站。核電站。251954年年 蘇聯(lián)建成了世界上第一座核電站蘇聯(lián)建成了世界上第一座核電站 奧布靈斯克核電站奧布靈斯克核電站 26蘇聯(lián)的核能燈塔蘇聯(lián)的核能燈塔27英國的原子能發(fā)電站英國的原子能發(fā)電站28 中國的核電起步較晚，中國的核電起步較晚，8080年代才動工興建核電

18、站。年代才動工興建核電站。中國自行設(shè)計建造的中國自行設(shè)計建造的3030萬千瓦（電）萬千瓦（電）秦山核電站秦山核電站在在19911991年底投入運行。年底投入運行。大亞灣核電站大亞灣核電站于于19871987年開工，于年開工，于19941994年年全部并網(wǎng)發(fā)電。全部并網(wǎng)發(fā)電。29秦山核電站秦山核電站30大亞灣核電站大亞灣核電站31大亞灣核電站大亞灣核電站325、我國核能發(fā)展趨勢、我國核能發(fā)展趨勢 中國國家發(fā)展改革委員會在制定中國核電發(fā)展民用工中國國家發(fā)展改革委員會在制定中國核電發(fā)展民用工業(yè)規(guī)劃，準備到業(yè)規(guī)劃，準備到2020年中國電力總裝機容量預計為年中國電力總裝機容量預計為9億千億千瓦，核電的比

19、重將占電力總?cè)萘康耐撸穗姷谋戎貙⒄茧娏側(cè)萘康?%，即是中國核電在，即是中國核電在2020年時將為年時將為3600-4000萬千瓦。也就是說，到萬千瓦。也就是說，到2020年中年中國將建成國將建成40座相當于大亞灣那樣的百萬千瓦級的核電站。座相當于大亞灣那樣的百萬千瓦級的核電站。33二、太陽能二、太陽能 在人類利用的能源中，太陽能是最重要的。各種草木在人類利用的能源中，太陽能是最重要的。各種草木燃料能、化石燃料能、風能、水能、海洋流能、海洋溫差燃料能、化石燃料能、風能、水能、海洋流能、海洋溫差等歸根結(jié)底也是來源于太陽的輻射能。太陽能是一種巨大等歸根結(jié)底也是來源于太陽的輻射能。太陽能是一種巨大

20、且對環(huán)境無污染的能源。且對環(huán)境無污染的能源。 太陽能中只有大約二十二億分之一輻射到地球，但是每太陽能中只有大約二十二億分之一輻射到地球，但是每秒鐘輻射到地面的總能量有秒鐘輻射到地面的總能量有8.51013kW，相當于目前全世，相當于目前全世界發(fā)電總量的幾十萬倍。界發(fā)電總量的幾十萬倍。 對太陽能的利用，有對太陽能的利用，有間接利用間接利用與與直接利用直接利用兩種。間接利兩種。間接利用是利用由太陽能轉(zhuǎn)化的其他能量，如生物質(zhì)能、化石能、用是利用由太陽能轉(zhuǎn)化的其他能量，如生物質(zhì)能、化石能、風能、水能、海洋能等。人類對太陽能的開發(fā)時直接利用風能、水能、海洋能等。人類對太陽能的開發(fā)時直接利用太陽能，主要有

21、：光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換和光化學轉(zhuǎn)換。太陽能，主要有：光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換和光化學轉(zhuǎn)換。34（1）光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)）光熱轉(zhuǎn)換技術(shù) 光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)是將太陽輻射的能量通過各種集熱部光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)是將太陽輻射的能量通過各種集熱部件轉(zhuǎn)變成熱能后被直接利用。件轉(zhuǎn)變成熱能后被直接利用。 我國戰(zhàn)國時期就已使用凹面鏡聚集太陽能去點火。我國戰(zhàn)國時期就已使用凹面鏡聚集太陽能去點火。1837年英國人首次使用太陽灶燒飯，年英國人首次使用太陽灶燒飯，1875年出現(xiàn)了太陽能年出現(xiàn)了太陽能熱水器。熱水器。 光熱轉(zhuǎn)換可分為光熱轉(zhuǎn)換可分為低溫低溫、中溫中溫和和高溫高溫三種。低溫的用三種。低溫的用于工業(yè)用熱、制冷、空調(diào)、烹調(diào)等；中溫的主要用于

22、給工于工業(yè)用熱、制冷、空調(diào)、烹調(diào)等；中溫的主要用于給工業(yè)生存提供中溫用熱；高溫的用于發(fā)電、材料高溫處理等。業(yè)生存提供中溫用熱；高溫的用于發(fā)電、材料高溫處理等。 全世界使用民用光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)最多是以色列和約旦，全世界使用民用光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)最多是以色列和約旦，他們屋頂?shù)奶柲苄顭崞骺商峁┧麄兾蓓數(shù)奶柲苄顭崞骺商峁?5%65%的家用熱水。的家用熱水?，F(xiàn)在美國也興建了現(xiàn)在美國也興建了100多萬個集熱器采暖系統(tǒng)和多萬個集熱器采暖系統(tǒng)和25萬個依萬個依靠冷熱空氣自然流動的被動式太陽能住宅。靠冷熱空氣自然流動的被動式太陽能住宅。35 光電轉(zhuǎn)換技術(shù)是利用光電效應把太陽輻直接轉(zhuǎn)換成電能，光電轉(zhuǎn)換技術(shù)是利用光電效應

23、把太陽輻直接轉(zhuǎn)換成電能，使用的是太陽能電池。太陽能電池有單晶硅電池、多晶硅使用的是太陽能電池。太陽能電池有單晶硅電池、多晶硅電池、非晶硅電池、砷化鋅電池砷化鎵電池和有機半導體電池、非晶硅電池、砷化鋅電池砷化鎵電池和有機半導體電池等。電池等。 硅太陽電池已成為人造衛(wèi)星、宇宙飛船和星際空間站硅太陽電池已成為人造衛(wèi)星、宇宙飛船和星際空間站等宇宙飛船器的主要能源之一。等宇宙飛船器的主要能源之一。1958年美國年美國“先鋒先鋒”號人號人造地球衛(wèi)星、造地球衛(wèi)星、1971年我國制造的年我國制造的“東方紅東方紅”號人造衛(wèi)星上，號人造衛(wèi)星上，都安裝了太陽能電池。我國自行研制的高效砷化鎵太陽能都安裝了太陽能電池。

24、我國自行研制的高效砷化鎵太陽能電池也已經(jīng)在第二顆電池也已經(jīng)在第二顆“風云風云”1號氣象衛(wèi)星上正常使用。號氣象衛(wèi)星上正常使用。 太陽能電池還可以用來驅(qū)動很多交通工具，如太陽能太陽能電池還可以用來驅(qū)動很多交通工具，如太陽能汽車等。汽車等。（2）光電轉(zhuǎn)換技術(shù)）光電轉(zhuǎn)換技術(shù)36 光化學轉(zhuǎn)換是光與物質(zhì)相互作用引起化學反應的過程。光化學轉(zhuǎn)換是光與物質(zhì)相互作用引起化學反應的過程。 綠色植物的光合作用就是光化學轉(zhuǎn)換的過程。綠色植物的光合作用就是光化學轉(zhuǎn)換的過程。 人類可以控制的光化學轉(zhuǎn)換方法是采用光化學電池。人類可以控制的光化學轉(zhuǎn)換方法是采用光化學電池。光化學電池是利用光照射半導體和電解液界面光化學電池是利用

25、光照射半導體和電解液界面 ，在電解，在電解液內(nèi)形成電流，并使水電離直接產(chǎn)生氫和氧的電池，這里液內(nèi)形成電流，并使水電離直接產(chǎn)生氫和氧的電池，這里所生成的氫和氧的光化學過程實質(zhì)上是所生成的氫和氧的光化學過程實質(zhì)上是“光電化學光電化學”過程，而不是直接的光化學過程。過程，而不是直接的光化學過程。（3）光化學轉(zhuǎn)換技術(shù)）光化學轉(zhuǎn)換技術(shù)37 地球每小時從太陽獲得的太陽能量有地球每小時從太陽獲得的太陽能量有6.11020J，這比，這比目前全世界在一年內(nèi)能源生產(chǎn)的總量還多，可見太陽能有目前全世界在一年內(nèi)能源生產(chǎn)的總量還多，可見太陽能有多么巨大。多么巨大。 根據(jù)科學家推算，太陽像現(xiàn)在這樣不停地向外輻射能根據(jù)科學

26、家推算，太陽像現(xiàn)在這樣不停地向外輻射能量，還可以維持量，還可以維持50億年以上，對于人類來說，太陽能可以億年以上，對于人類來說，太陽能可以說是一種取之不盡，用之不竭的永久性能源。說是一種取之不盡，用之不竭的永久性能源。太陽能的價值太陽能的價值38太陽灶太陽灶航天器航天器太陽能熱水器太陽能熱水器太陽能發(fā)電裝置太陽能發(fā)電裝置太陽能的應用太陽能的應用39太陽能計算器太陽能計算器40太陽能手提燈太陽能手提燈41太陽能汽車太陽能汽車42太陽能發(fā)電站太陽能發(fā)電站43三、風能三、風能1、風能：、風能：風能是指空氣的動能。風能是指空氣的動能。2、風能的形成：、風能的形成：地球表面接受太陽輻射能的不同，使各地地

27、球表面接受太陽輻射能的不同，使各地大氣溫度不同，造成大氣密度和氣壓的差別從而形成風。大氣溫度不同，造成大氣密度和氣壓的差別從而形成風。所以風能是由太陽輻射能轉(zhuǎn)化過來的。所以風能是由太陽輻射能轉(zhuǎn)化過來的。3、風能的應用：、風能的應用：發(fā)電：風力發(fā)電站發(fā)電：風力發(fā)電站助航：風帆的使用助航：風帆的使用提水：風車的使用提水：風車的使用444、風能的開發(fā)價值、風能的開發(fā)價值 風能是地球上無所不在、永不枯竭的能源。地球上近風能是地球上無所不在、永不枯竭的能源。地球上近地層風能總儲量約為地層風能總儲量約為1.31012kW,但目前開發(fā)利用的只是但目前開發(fā)利用的只是極少的一部分。據(jù)估計，全世界每年燃燒所獲得的

28、能量不極少的一部分。據(jù)估計，全世界每年燃燒所獲得的能量不及風力及風力1年內(nèi)提供的能量的年內(nèi)提供的能量的1/1000。我國風能儲量估計為。我國風能儲量估計為1.6109kW，在世界上排位第三，可開發(fā)利用的約為，在世界上排位第三，可開發(fā)利用的約為1/10。可以有效利用的風速范圍為可以有效利用的風速范圍為3m/s20m/s。 風能與其他能源相比，具有明顯的優(yōu)勢，蘊量大、分布風能與其他能源相比，具有明顯的優(yōu)勢，蘊量大、分布廣、可再生、無污染。風能作為新能源有著巨大的發(fā)展?jié)搹V、可再生、無污染。風能作為新能源有著巨大的發(fā)展?jié)摿Γ貏e是對于沿海島嶼、邊遠地區(qū)、草原牧場以及遠離力，特別是對于沿海島嶼、邊遠地區(qū)

29、、草原牧場以及遠離電網(wǎng)的農(nóng)村、邊疆，作為解決生產(chǎn)和生活能源的一種可靠電網(wǎng)的農(nóng)村、邊疆，作為解決生產(chǎn)和生活能源的一種可靠途徑，有著十分重要的意義。途徑，有著十分重要的意義。45風能的應用風能的應用風力發(fā)電風力發(fā)電4647澳大利亞風力發(fā)電澳大利亞風力發(fā)電48風力發(fā)電發(fā)展史風力發(fā)電發(fā)展史v起源：世界上第起源：世界上第1臺用于發(fā)電的風力機于臺用于發(fā)電的風力機于1891年在丹麥建年在丹麥建成成 。v發(fā)展：風電技術(shù)經(jīng)過發(fā)展：風電技術(shù)經(jīng)過20年的開發(fā)日臻成熟，商業(yè)化機組年的開發(fā)日臻成熟，商業(yè)化機組的單機容量從的單機容量從55 kW增加到增加到1650 kW，風電成本從，風電成本從20美分美分/（kWh），持

30、續(xù)下降到），持續(xù)下降到5美分美分/（kWh），運行可靠性），運行可靠性和發(fā)電成本接近常規(guī)火電，迅速發(fā)展成為初具規(guī)模的新和發(fā)電成本接近常規(guī)火電，迅速發(fā)展成為初具規(guī)模的新興產(chǎn)業(yè)。興產(chǎn)業(yè)。 v目前風力機之最為美國目前風力機之最為美國CE公司的公司的“超級風力機超級風力機”，單機，單機功率為功率為7.3MW，風車直徑為，風車直徑為112m。49世界風電現(xiàn)狀世界風電現(xiàn)狀v世界風電總裝機容量世界風電總裝機容量v1994年底為年底為350萬萬kW；v1995年底為年底為490萬萬kW；v1996年底為年底為607萬萬kW；v1997年為年為764萬萬kW；v1998年達年達1015萬萬kW；v1999年達年

31、達1393萬萬kW；v2000年達年達1845萬萬kW；v2001年達年達2493萬萬kW；v平均年增長率在平均年增長率在30以上。以上。50世界風電現(xiàn)狀世界風電現(xiàn)狀v到到2001年底，全世界風電場總裝機容量達到年底，全世界風電場總裝機容量達到24930MW。其中：其中：v德國德國8730MW，居世界第，居世界第1位；位；v美國美國4250MW，居世界第，居世界第2位；位；v西班牙西班牙3550MW，居世界第，居世界第3位；位；v丹麥丹麥2460MW，居世界第，居世界第4位。位。v在此期間，發(fā)展中國家以印度的風電場建設(shè)發(fā)展最快，在此期間，發(fā)展中國家以印度的風電場建設(shè)發(fā)展最快，到到2001年底達

32、到年底達到1460MW，居世界第，居世界第5位。位。v世界能源委員會預計，全世界到世界能源委員會預計，全世界到2020年風力發(fā)電裝機容年風力發(fā)電裝機容量可達量可達18億億47億億kW 。51我國風電現(xiàn)狀我國風電現(xiàn)狀v從中國電機工程學會獲悉，我國有從中國電機工程學會獲悉，我國有40多個風電場，裝機多個風電場，裝機容量約為容量約為76.4萬萬kW，風電裝機容量僅占全國裝機容量的，風電裝機容量僅占全國裝機容量的0.17%。 v2004年全國在建項目的裝機容量約年全國在建項目的裝機容量約150萬萬kW，其中正在，其中正在施工的約施工的約42萬萬kW，可研批復的，可研批復的68萬萬kW，項目建議書批，項

33、目建議書批復的復的45萬萬kW，包括五個，包括五個10萬萬kW特許權(quán)項目。特許權(quán)項目。2005年底年底累計裝機超過了累計裝機超過了100萬萬kW。52風力發(fā)電特點及優(yōu)勢風力發(fā)電特點及優(yōu)勢1、安全可靠，成本日漸降低；、安全可靠，成本日漸降低；2、不消耗資源、不污染環(huán)境；、不消耗資源、不污染環(huán)境；3、建設(shè)周期一般很短；、建設(shè)周期一般很短；4、裝機規(guī)模靈活；、裝機規(guī)模靈活；5、運行簡單；、運行簡單；6、對土地要求低；、對土地要求低；53四、氫能四、氫能1、氫能、氫能 氫能氫能是指氫在發(fā)生化學變化和電化學學變化過程中是指氫在發(fā)生化學變化和電化學學變化過程中產(chǎn)生的能量。產(chǎn)生的能量。2、獲得氫的主要方法、

34、獲得氫的主要方法 （1）化石燃料制取法）化石燃料制取法 （2）電解水制取法）電解水制取法 （3）生物制取及生物質(zhì)制取法）生物制取及生物質(zhì)制取法 （4）太陽能光解水制取法）太陽能光解水制取法54氫能的特點氫能的特點v（1）來源廣）來源廣 自然界存在的氕，其豐度約為氫總量的自然界存在的氕，其豐度約為氫總量的99.98%。地。地球上的水儲量為球上的水儲量為21018萬噸，是氫取之不盡、用之不竭萬噸，是氫取之不盡、用之不竭的重要源泉。的重要源泉。v（2）燃燒熱值高）燃燒熱值高 氫氣的熱值為氫氣的熱值為121061kJ/kg，是甲烷的，是甲烷的2.4倍，汽油倍，汽油的的2.7倍，乙醇的倍，乙醇的4.5倍

35、，高于所有化石燃料和生物質(zhì)燃倍，高于所有化石燃料和生物質(zhì)燃料。料。55名稱名稱氫氣氫氣甲烷甲烷汽油汽油乙醇乙醇甲醇甲醇燃燒值燃燒值 / kJ kg-1121, 06150, 054 44, 467 27, 006 20, 254幾種物質(zhì)的燃燒值幾種物質(zhì)的燃燒值 56v（3）清潔）清潔 氫本身無色、無味、無毒，在空氣中燃燒產(chǎn)生水；氫本身無色、無味、無毒，在空氣中燃燒產(chǎn)生水；v（4）燃燒穩(wěn)定性好）燃燒穩(wěn)定性好 容易做到比較完善的燃燒，燃燒效率很高。容易做到比較完善的燃燒，燃燒效率很高。v（5）存在形式多）存在形式多 氫可以以氣態(tài)、液態(tài)或者固態(tài)金屬氫化物出現(xiàn)，能適氫可以以氣態(tài)、液態(tài)或者固態(tài)金屬氫化物

36、出現(xiàn)，能適應儲運及各種應用環(huán)境的要求。應儲運及各種應用環(huán)境的要求。v（6）氫是）氫是“和平和平”的能源的能源 化石能源分布極不均勻，常常引起激烈的資源爭奪。化石能源分布極不均勻，常常引起激烈的資源爭奪。而氫即可再生來源又廣，每個國家都有著豐富的氫資源，而氫即可再生來源又廣，每個國家都有著豐富的氫資源，因此可以說是因此可以說是“和平和平”的能源。的能源。 57氫能發(fā)展史發(fā)展期氫能發(fā)展史發(fā)展期v1970年，通用汽車公司的技術(shù)中心提出年，通用汽車公司的技術(shù)中心提出“氫經(jīng)濟氫經(jīng)濟”的概的概念，主要的思路是利用大型核電站的電力電解水制氫。念，主要的思路是利用大型核電站的電力電解水制氫。v1974年，受石

37、油危機的影響和啟迪，一些學者組建了國年，受石油危機的影響和啟迪，一些學者組建了國際氫能協(xié)會（際氫能協(xié)會（International Association for Hydrogen Energy, IAHE）。）。vIAHE隨后創(chuàng)辦了隨后創(chuàng)辦了國際氫能雜志國際氫能雜志并舉行了兩年一次并舉行了兩年一次的世界氫能大會。的世界氫能大會。58氫能發(fā)展史步入工程探索階段氫能發(fā)展史步入工程探索階段v二十世紀二十世紀80年代，德國認真地提出年代，德國認真地提出HYSOLAR計劃，計劃，它是德國它是德國/沙特在阿拉伯半島的項目，計劃用沙漠地帶沙特在阿拉伯半島的項目，計劃用沙漠地帶的太陽能制氫。改項目已經(jīng)過實驗

38、示范了太陽發(fā)電和的太陽能制氫。改項目已經(jīng)過實驗示范了太陽發(fā)電和電解的直接結(jié)合，示范功率達到電解的直接結(jié)合，示范功率達到350kW。v德國還考慮利用加拿大廉價的水電就地電解水制氫，德國還考慮利用加拿大廉價的水電就地電解水制氫，液化后用船運輸液氫到歐洲。液化后用船運輸液氫到歐洲。59氫能發(fā)展史為科學家認可氫能發(fā)展史為科學家認可v近年來燃料電池技術(shù)近年來燃料電池技術(shù)低溫的質(zhì)子交換膜燃料電池和高低溫的質(zhì)子交換膜燃料電池和高溫的固體氧化物燃料電池溫的固體氧化物燃料電池發(fā)展迅速，被廣泛認為將成發(fā)展迅速，被廣泛認為將成為未來人類社會中主要的動力來源，尤其是用于發(fā)電和為未來人類社會中主要的動力來源，尤其是用于

39、發(fā)電和交通工具方面。交通工具方面。v而燃料電池最適宜的燃料就是氫。而燃料電池最適宜的燃料就是氫。603、氫能的利用、氫能的利用 （1）直接燃料）直接燃料 氫氣目前主要用作火箭的高能燃料。此外氫氣目前主要用作火箭的高能燃料。此外還可用作飛機、汽車的燃料。如車用燃料使用還可用作飛機、汽車的燃料。如車用燃料使用20% H2 + 80% CH4，尾氣中，尾氣中COx（CO與與CO2）可降低）可降低20%、NOx可可降低降低40%。 （2）燃料電池的燃料）燃料電池的燃料 燃料電池是一種把燃料的化學能直燃料電池是一種把燃料的化學能直接變成電能的裝置。氫燃料電池以氫為燃料，通過氫、氧接變成電能的裝置。氫燃料

40、電池以氫為燃料，通過氫、氧燃燒反應產(chǎn)生電能。一種燃燒反應產(chǎn)生電能。一種10kW20kW的堿性的堿性H2-O2燃料燃料電池已成功用于航天飛機。電池已成功用于航天飛機。（3）能源轉(zhuǎn)換介質(zhì)（能源中間載體）能源轉(zhuǎn)換介質(zhì)（能源中間載體）氫與很多金屬或合氫與很多金屬或合金的的氧化反應都是可逆的，而且反應過程中伴隨著熱能、金的的氧化反應都是可逆的，而且反應過程中伴隨著熱能、機械能和化學能的轉(zhuǎn)換。機械能和化學能的轉(zhuǎn)換。（4）作為發(fā)電燃料）作為發(fā)電燃料 通過燃料電池或燃氣通過燃料電池或燃氣-蒸汽渦輪發(fā)電裝蒸汽渦輪發(fā)電裝置發(fā)電。置發(fā)電。61氫動力汽車氫動力汽車62氫燃料火箭氫燃料火箭63已開展的大規(guī)模氫能開發(fā)項目

41、已開展的大規(guī)模氫能開發(fā)項目v冰島于冰島于1999年在其首都雷克雅未克啟動了年在其首都雷克雅未克啟動了“生態(tài)城市生態(tài)城市交通系統(tǒng)交通系統(tǒng)”（Ecological City Transport System, ECTOS）計劃，并為此專門成立了冰島新能源公司）計劃，并為此專門成立了冰島新能源公司（Icelandic New Energy Ltd.）負責實施該計劃其總體）負責實施該計劃其總體目標是在目標是在2030年左右，冰島全境實現(xiàn)以氫能替代傳統(tǒng)年左右，冰島全境實現(xiàn)以氫能替代傳統(tǒng)燃料。燃料。v由于目前冰島所使用的能源主要來自地熱和水力發(fā)電，由于目前冰島所使用的能源主要來自地熱和水力發(fā)電，因此主要采

42、用電解水技術(shù)（在加氫站就地）制氫，以因此主要采用電解水技術(shù)（在加氫站就地）制氫，以燃料電池作為主要動力設(shè)備。燃料電池作為主要動力設(shè)備。 64現(xiàn)狀與展望現(xiàn)狀與展望v目前全世界每年約生產(chǎn)目前全世界每年約生產(chǎn)5000萬噸萬噸氫氣，主要用氫氣，主要用于化學工業(yè)，尤以合成氨和石油加工工業(yè)的用于化學工業(yè)，尤以合成氨和石油加工工業(yè)的用量最大。量最大。90%以上的氫氣是以石油、天然氣和以上的氫氣是以石油、天然氣和煤為原料制取的，北美煤為原料制取的，北美95的氫氣產(chǎn)量來自天的氫氣產(chǎn)量來自天然氣蒸汽重整。然氣蒸汽重整。65 1、海洋能、海洋能 海洋能是蘊藏在海洋中的可再生能源。海洋占地球面海洋能是蘊藏在海洋中的可

43、再生能源。海洋占地球面積的積的71%，卻集中了地球上，卻集中了地球上97%的水量。太陽到達地球的的水量。太陽到達地球的能量，大部分落在海洋的上空中和海水中，部分轉(zhuǎn)化為各能量，大部分落在海洋的上空中和海水中，部分轉(zhuǎn)化為各種形式海洋能。種形式海洋能。海洋能是潮汐能、波浪能、溫差能、鹽差海洋能是潮汐能、波浪能、溫差能、鹽差能、潮流能和海流能等不同的能源形態(tài)能、潮流能和海流能等不同的能源形態(tài)。其中，溫差能是。其中，溫差能是熱能，潮汐、波浪、海流都是機械能，海水鹽度差是化學熱能，潮汐、波浪、海流都是機械能，海水鹽度差是化學能。這些能量以潮汐、波浪、溫度差、海流等形式存在于能。這些能量以潮汐、波浪、溫度差

44、、海流等形式存在于海洋之中。海洋之中。五、海洋能五、海洋能66 海洋能可以再生，且取之不盡，用之不竭，不會造成海洋能可以再生，且取之不盡，用之不竭，不會造成環(huán)境污染，還可通過綜合利用（如潮汐發(fā)電可利用水庫發(fā)環(huán)境污染，還可通過綜合利用（如潮汐發(fā)電可利用水庫發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)）降低成本。在海洋能中，目前有效開發(fā)利用的展養(yǎng)殖業(yè)）降低成本。在海洋能中，目前有效開發(fā)利用的是潮汐能。是潮汐能。 世界上大規(guī)模利用海洋能開始于世界上大規(guī)模利用海洋能開始于1968年法國建立的朗年法國建立的朗斯潮汐電站，此電站裝有斯潮汐電站，此電站裝有24臺功率相同的機組，總裝機臺功率相同的機組，總裝機24萬萬kW。加拿大芬地灣潮汐電站

45、裝機。加拿大芬地灣潮汐電站裝機462萬萬kW，單機和總，單機和總?cè)萘孔畲?。日本容量最大。日?250kW容量的波浪能發(fā)電裝置和美國的容量的波浪能發(fā)電裝置和美國的50kW溫差發(fā)電裝置都已通過實驗。目前國際海洋能的開溫差發(fā)電裝置都已通過實驗。目前國際海洋能的開發(fā)正朝著深層次、大型化和商品化方向發(fā)展。發(fā)正朝著深層次、大型化和商品化方向發(fā)展。 海洋能主要被轉(zhuǎn)變成電能加以利用，有潮汐發(fā)電、海海洋能主要被轉(zhuǎn)變成電能加以利用，有潮汐發(fā)電、海流發(fā)電、海浪發(fā)電、溫差發(fā)電。流發(fā)電、海浪發(fā)電、溫差發(fā)電。2、海洋能的利用、海洋能的利用67（1）潮汐能）潮汐能 潮汐能潮汐能是由于地球和月球、太陽相互作用產(chǎn)生的能量。是由

46、于地球和月球、太陽相互作用產(chǎn)生的能量。潮汐能成因示意圖潮汐能成因示意圖68 潮汐能量與潮差大小和潮量成正比，海洋潮汐以潮汐能量與潮差大小和潮量成正比，海洋潮汐以24小小時時50分鐘為一周期，一周期內(nèi)有高潮和低潮。潮差在我國分鐘為一周期，一周期內(nèi)有高潮和低潮。潮差在我國沿海最大可達沿海最大可達7m8m，利用潮汐能的最普遍形式是潮水漲，利用潮汐能的最普遍形式是潮水漲落發(fā)電。據(jù)估計，全世界的潮汐能源有落發(fā)電。據(jù)估計，全世界的潮汐能源有1.0109kW，如能，如能充分利用，每年可發(fā)電充分利用，每年可發(fā)電1.24108kWh。 潮汐能發(fā)電分為兩種形式：一種是潮流直接沖擊水輪潮汐能發(fā)電分為兩種形式：一種是

47、潮流直接沖擊水輪機，利用潮流動能發(fā)電；另一種是建造潮汐水庫，在潮差機，利用潮流動能發(fā)電；另一種是建造潮汐水庫，在潮差比較大的海灣或河口處構(gòu)筑攔潮蓄能大壩，形成水庫，并比較大的海灣或河口處構(gòu)筑攔潮蓄能大壩，形成水庫，并在堤壩內(nèi)裝上水輪發(fā)電機組。利用漲、落潮位差，把潮汐在堤壩內(nèi)裝上水輪發(fā)電機組。利用漲、落潮位差，把潮汐位能轉(zhuǎn)化為動能，推動水輪發(fā)電機組發(fā)電。潮汐水庫電站位能轉(zhuǎn)化為動能，推動水輪發(fā)電機組發(fā)電。潮汐水庫電站的實際應用更為廣泛。的實際應用更為廣泛。69 潮汐電站有單庫單項式、單庫雙向式和雙庫雙向式三潮汐電站有單庫單項式、單庫雙向式和雙庫雙向式三種。種。 單庫單向式只建一座水庫，水輪發(fā)電機組

48、僅在海水落潮單庫單向式只建一座水庫，水輪發(fā)電機組僅在海水落潮時單方向推動水輪機發(fā)電。時單方向推動水輪機發(fā)電。 單庫雙向式也是只建一座水庫，安裝的水輪機葉輪可正單庫雙向式也是只建一座水庫，安裝的水輪機葉輪可正反兩個方向運轉(zhuǎn)，漲潮落潮均可發(fā)電。反兩個方向運轉(zhuǎn)，漲潮落潮均可發(fā)電。 雙庫單向式是通過建三道壩，分隔出兩座彼此相通的水雙庫單向式是通過建三道壩，分隔出兩座彼此相通的水庫，單向水輪機安裝在兩座水庫分隔壩的底部。其中一個庫，單向水輪機安裝在兩座水庫分隔壩的底部。其中一個水庫安裝進水閘，漲潮時放海水入庫，另一座水庫安裝泄水庫安裝進水閘，漲潮時放海水入庫，另一座水庫安裝泄水閘，落潮時向外放水，兩水庫

49、始終存在著水位差，從而水閘，落潮時向外放水，兩水庫始終存在著水位差，從而達到連續(xù)發(fā)電的目的。達到連續(xù)發(fā)電的目的。70漲潮時漲潮時退潮時退潮時潮汐電站工作原理潮汐電站工作原理71世界主要潮汐電站世界主要潮汐電站72潮汐能的應用潮汐能的應用浙江溫嶺浙江溫嶺江廈潮汐試驗電站江廈潮汐試驗電站全國第一、世界第三全國第一、世界第三73法國朗斯潮汐電站法國朗斯潮汐電站74 波浪能波浪能是一種在風的作用下產(chǎn)生的，并以位能和動能形是一種在風的作用下產(chǎn)生的，并以位能和動能形式由短期波儲存的機械能。是潮汐和風形成的海洋波浪，從式由短期波儲存的機械能。是潮汐和風形成的海洋波浪，從而產(chǎn)生波浪能。而產(chǎn)生波浪能。 波浪能與

50、波高的平方和流動水域面積成正比。波浪能與波高的平方和流動水域面積成正比。 海中的波浪具有很大的動能和勢能，據(jù)估算，如果把波海中的波浪具有很大的動能和勢能，據(jù)估算，如果把波浪能全部轉(zhuǎn)變成電能（即波力發(fā)電），則每平方千米海面上浪能全部轉(zhuǎn)變成電能（即波力發(fā)電），則每平方千米海面上每秒鐘的發(fā)電量約為每秒鐘的發(fā)電量約為2.0105kW。海波涌向海岸的動能平均。海波涌向海岸的動能平均每平方千米含有上萬千瓦的功率。我國沿海蘊藏著的波浪能每平方千米含有上萬千瓦的功率。我國沿海蘊藏著的波浪能超過超過1.7108kW。 波浪能可用來發(fā)電、海水淡化和從海水中提取金屬等。波浪能可用來發(fā)電、海水淡化和從海水中提取金屬等

51、。（2）波浪能）波浪能75波浪能發(fā)電波浪能發(fā)電76 太陽照射在海洋表面，是海洋上部和底部形成溫差，從太陽照射在海洋表面，是海洋上部和底部形成溫差，從而形成溫差能。在南北緯而形成溫差能。在南北緯30以內(nèi)的大部分海面，表層與以內(nèi)的大部分海面，表層與深層海水間的溫差在深層海水間的溫差在20左右；而赤道附近海面，表層與左右；而赤道附近海面，表層與深層海水間的溫差達深層海水間的溫差達30左右。利用表層水（左右。利用表層水（2530）和和750m深處深處47海洋區(qū)，可進行發(fā)電。海洋區(qū)，可進行發(fā)電。 海洋溫差發(fā)電的的一種方法是把表層溫水引進真空鍋海洋溫差發(fā)電的的一種方法是把表層溫水引進真空鍋爐，在低壓下直接

52、汽化生成蒸汽，蒸汽推動汽輪機發(fā)電。爐，在低壓下直接汽化生成蒸汽，蒸汽推動汽輪機發(fā)電。另一種方法是利用溫水加熱低沸點的工質(zhì)（氨、氟里昂），另一種方法是利用溫水加熱低沸點的工質(zhì)（氨、氟里昂），使其變成蒸汽再去做功。汽由深層海水冷凝，從而構(gòu)成熱使其變成蒸汽再去做功。汽由深層海水冷凝，從而構(gòu)成熱力循環(huán)連續(xù)發(fā)出電能。力循環(huán)連續(xù)發(fā)出電能。（3）溫差能）溫差能77 在河流入海口的淡水與鹽水交界處，假如將鹽水與淡在河流入?？诘牡c鹽水交界處，假如將鹽水與淡水隔開，即使淡水的水平面與海平面高度相等，淡水也會水隔開，即使淡水的水平面與海平面高度相等，淡水也會由于滲透壓而流向海水，具有一定動能，這就是鹽差能。由于

53、滲透壓而流向海水，具有一定動能，這就是鹽差能。 滲透壓與鹽差和溫度成正比。鹽差蘊藏的功率等于滲透壓滲透壓與鹽差和溫度成正比。鹽差蘊藏的功率等于滲透壓與滲流流量的乘積。通常在河水和海水交界處，滲透量為與滲流流量的乘積。通常在河水和海水交界處，滲透量為1m3/s時，則會有時，則會有2500W左右的潛在功率，相當左右的潛在功率，相當25個大氣壓個大氣壓所具有的能量。所具有的能量。 鹽差能的利用主要是鹽差發(fā)電。其方式有直接耦合式、鹽差能的利用主要是鹽差發(fā)電。其方式有直接耦合式、外混式、內(nèi)混式等幾種。外混式、內(nèi)混式等幾種。（4）鹽差能）鹽差能78 海水在海中沿水平方向或垂直方向上大規(guī)模流動稱為海水在海中

54、沿水平方向或垂直方向上大規(guī)模流動稱為海流。海流沒有明顯的邊界，但總是沿一定路線穩(wěn)定運動，海流。海流沒有明顯的邊界，但總是沿一定路線穩(wěn)定運動，或成線，或成圈，還有的繞流，可以在接近海面，也可以或成線，或成圈，還有的繞流，可以在接近海面，也可以海中某深度發(fā)生。海流的能量由熱能和動能組成，可利用海中某深度發(fā)生。海流的能量由熱能和動能組成，可利用的首先是動能，動能的功率與流速的立方成正比。據(jù)估計，的首先是動能，動能的功率與流速的立方成正比。據(jù)估計，全世界海流能擁有量約全世界海流能擁有量約50億億kW。 不過海流能的利用處于試驗階段。不過海流能的利用處于試驗階段。（5）海流能）海流能79六、地熱能六、地

55、熱能地熱地熱 地球內(nèi)部具有的地球內(nèi)部具有的熱能稱為地熱能，是熱能稱為地熱能，是地球本身蘊藏的能量。地球本身蘊藏的能量?，F(xiàn)代人們常說的溫泉，現(xiàn)代人們常說的溫泉，就是人類的祖先在很就是人類的祖先在很久以前就開始利用的久以前就開始利用的一種地熱能。一種地熱能。應用形式：應用形式：地下熱水、地熱蒸氣。地下熱水、地熱蒸氣。應用范圍：應用范圍：發(fā)電、洗浴、取暖、灌溉等發(fā)電、洗浴、取暖、灌溉等80v地熱能地熱能（Geothermal Energy）是由地殼抽取的天然）是由地殼抽取的天然熱能，這種能量來自地球內(nèi)部的熔巖，并以熱力形熱能，這種能量來自地球內(nèi)部的熔巖，并以熱力形式存在，是引致火山爆發(fā)及地震的能量。

56、式存在，是引致火山爆發(fā)及地震的能量。v地熱能是地球本身蘊藏的能量。地熱能是地球本身蘊藏的能量。81地球內(nèi)部推測溫度分布曲線地球內(nèi)部推測溫度分布曲線82v地球內(nèi)部的溫度高達地球內(nèi)部的溫度高達7000，而在，而在80至至100公英里的深度公英里的深度處，溫度會降至處，溫度會降至650至至1200。透過地下水的流動和熔巖。透過地下水的流動和熔巖涌至離地面涌至離地面1至至5公里的地殼，熱力得以被轉(zhuǎn)送至較接近公里的地殼，熱力得以被轉(zhuǎn)送至較接近地面的地方。高溫的熔巖將附近的地下水加熱，這些加地面的地方。高溫的熔巖將附近的地下水加熱，這些加熱了的水最終會滲出地面。運用地熱能最簡單和最合乎熱了的水最終會滲出地

57、面。運用地熱能最簡單和最合乎成本效益的方法，就是直接取用這些熱源，并抽取其能成本效益的方法，就是直接取用這些熱源，并抽取其能量。量。 v現(xiàn)代人們常說的溫泉，就是人類的祖先在很久以前就開現(xiàn)代人們常說的溫泉，就是人類的祖先在很久以前就開始利用的一種地熱能。始利用的一種地熱能。83v地地熱能是一種新的潔凈能源，在當今人們的環(huán)保意識地地熱能是一種新的潔凈能源，在當今人們的環(huán)保意識日漸增強和能源日趨緊缺的情況下，對地熱資源的合理日漸增強和能源日趨緊缺的情況下，對地熱資源的合理開發(fā)利用已愈來愈受到人們的青睞。開發(fā)利用已愈來愈受到人們的青睞。v其中距地表其中距地表2000m內(nèi)儲藏的地熱能為內(nèi)儲藏的地熱能為2

58、500億億t標準煤。標準煤。v全國地熱可開采資源量為每年全國地熱可開采資源量為每年68億億m3，所含地熱量為，所含地熱量為973萬億萬億kJ。在地熱利用規(guī)模上，我國近些年來一直位居世。在地熱利用規(guī)模上，我國近些年來一直位居世界首位，并以每年近界首位，并以每年近10%的速度穩(wěn)步增長。的速度穩(wěn)步增長。8485v地熱發(fā)電是地熱利用的最重要方式。高溫地熱流體應首先地熱發(fā)電是地熱利用的最重要方式。高溫地熱流體應首先應用于發(fā)電。應用于發(fā)電。 地熱發(fā)電和火力發(fā)電的原理是一樣的，都是地熱發(fā)電和火力發(fā)電的原理是一樣的，都是利用蒸汽的熱能在汽輪機中轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，然后帶動發(fā)電利用蒸汽的熱能在汽輪機中轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，然

59、后帶動發(fā)電機發(fā)電。所不同的是，地熱發(fā)電不象火力發(fā)電那樣要裝備機發(fā)電。所不同的是，地熱發(fā)電不象火力發(fā)電那樣要裝備龐大的鍋爐，也不需要消耗燃料，它所用的能源就是地熱龐大的鍋爐，也不需要消耗燃料，它所用的能源就是地熱能。能。v地熱發(fā)電的過程，就是把地下熱能首先轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，然地熱發(fā)電的過程，就是把地下熱能首先轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，然后再把機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程。要利用地下熱能，首先后再把機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程。要利用地下熱能，首先需要有需要有“載熱體載熱體”把地下的熱能帶到地面上來。能夠被地把地下的熱能帶到地面上來。能夠被地熱電站利用的載熱體，主要是地下的天然蒸汽和熱水。熱電站利用的載熱體，主要是地下的天然

60、蒸汽和熱水。 地熱能的應用地熱能的應用（1）地熱發(fā)電）地熱發(fā)電86v將地熱能直接用于采暖、供熱和供熱水是僅次于地熱發(fā)電的地將地熱能直接用于采暖、供熱和供熱水是僅次于地熱發(fā)電的地熱利用方式。因為這種利用方式簡單、經(jīng)濟性好，備受各國重熱利用方式。因為這種利用方式簡單、經(jīng)濟性好，備受各國重視，特別是位于高寒地區(qū)的西方國家，其中冰島開發(fā)利用得最視，特別是位于高寒地區(qū)的西方國家，其中冰島開發(fā)利用得最好。該國早在好。該國早在1928年就在首都雷克雅未克建成了世界上第一個年就在首都雷克雅未克建成了世界上第一個地熱供熱系統(tǒng)，現(xiàn)今這一供熱系統(tǒng)已發(fā)展得非常完善，每小時地熱供熱系統(tǒng)，現(xiàn)今這一供熱系統(tǒng)已發(fā)展得非常完善