2025年能源概論試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.下列能源中屬于二次能源的是：A.天然氣B.焦炭C.太陽能D.地熱能2.2023年全球一次能源消費結(jié)構(gòu)中，占比最高的能源類型是：A.石油B.煤炭C.天然氣D.可再生能源3.下列不屬于第三代核電技術的是：A.華龍一號B.AP1000C.沸水堆（BWR）D.EPR（歐洲壓水堆）4.目前商業(yè)化應用最廣泛的鋰離子電池正極材料是：A.磷酸鐵鋰B.鈷酸鋰C.三元材料（NCM）D.錳酸鋰5.下列關于氫能的表述中，錯誤的是：A.灰氫是通過化石燃料重整制得的氫氣B.綠氫是通過可再生能源電解水制得的氫氣C.藍氫是灰氫結(jié)合碳捕集技術后的產(chǎn)物D.氫能的能量密度低于汽油6.中國“十四五”能源規(guī)劃中提出的非化石能源消費占比目標（2025年）是：A.15%B.20%C.25%D.30%7.下列屬于集中式光伏電站典型特征的是：A.安裝在居民屋頂B.直接接入配電網(wǎng)C.發(fā)電規(guī)模通常在10MW以上D.主要用于自發(fā)自用8.下列能源技術中，屬于第四代核能系統(tǒng)候選技術的是：A.壓水堆B.高溫氣冷堆C.重水堆D.快中子增殖堆9.2023年全球風電新增裝機容量中，海上風電占比約為：A.5%B.15%C.30%D.45%10.下列關于能源互聯(lián)網(wǎng)的核心特征，表述錯誤的是：A.多能互補的能源供應體系B.以集中式大電網(wǎng)為單一傳輸載體C.基于數(shù)字化平臺的智能調(diào)控D.用戶側(cè)參與的需求響應機制二、填空題（每題2分，共16分）1.能源按存在形式可分為一次能源和二次能源，其中__________是指直接取自自然界未經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換的各種能量和資源。2.2023年中國可再生能源裝機容量突破__________億千瓦，占全國發(fā)電總裝機的49.6%。3.光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率受材料影響顯著，目前實驗室中單晶PERC電池的最高效率已超過__________%。4.天然氣水合物（可燃冰）的主要成分是__________，其能量密度約為常規(guī)天然氣的2-5倍。5.儲能技術按能量形式可分為物理儲能、化學儲能、電磁儲能等，其中__________（填具體技術）是當前全球裝機規(guī)模最大的儲能方式。6.中國“雙碳”目標中，二氧化碳排放力爭于__________年前達到峰值，努力爭取__________年前實現(xiàn)碳中和。7.地熱能按利用方式可分為發(fā)電和直接利用，其中__________（填具體技術）是地熱能發(fā)電的主流技術，適用于中高溫地熱資源。8.2023年全球能源消費總量約為__________億噸標準煤，較2022年增長1.2%，其中亞太地區(qū)占比超過50%。三、簡答題（每題8分，共32分）1.簡述風力發(fā)電的基本原理，并比較陸上風電與海上風電的技術特點及發(fā)展瓶頸。2.說明碳捕集與封存（CCUS）技術的主要技術路徑，并分析其在“雙碳”目標中的作用。3.什么是“源網(wǎng)荷儲一體化”？請結(jié)合中國能源系統(tǒng)現(xiàn)狀，闡述其對提升可再生能源消納能力的意義。4.分析生物質(zhì)能的主要利用方式（至少列舉3種），并指出其大規(guī)模應用的關鍵挑戰(zhàn)。四、論述題（每題16分，共32分）1.結(jié)合2023年全球能源市場數(shù)據(jù)（如油價、天然氣價格波動、可再生能源裝機增長等），論述地緣政治沖突對全球能源轉(zhuǎn)型的雙重影響。2.中國作為全球最大的能源消費國，當前能源結(jié)構(gòu)仍以煤炭為主（2023年煤炭消費占比56.2%）。請從技術創(chuàng)新、政策設計、市場機制三個維度，提出推動煤炭清潔高效利用與可再生能源替代的協(xié)同路徑。---參考答案一、單項選擇題1.B（焦炭是煤炭加工產(chǎn)物，屬于二次能源）2.A（2023年全球一次能源消費中，石油占比約31%，煤炭27%，天然氣24%，可再生能源13%）3.C（沸水堆屬于第二代核電技術）4.A（磷酸鐵鋰因成本低、安全性高，占2023年中國動力電池裝機量的62%）5.D（氫氣的質(zhì)量能量密度約142MJ/kg，遠高于汽油的44MJ/kg）6.B（“十四五”規(guī)劃目標為非化石能源消費占比20%左右）7.C（集中式光伏規(guī)模通?！?0MW，接入輸電網(wǎng)；分布式光伏多為屋頂、工商業(yè)，規(guī)模≤6MW）8.B（第四代核能系統(tǒng)包括高溫氣冷堆、鈉冷快堆等6種技術）9.B（2023年全球風電新增裝機89GW，其中海上風電13.4GW，占比約15%）10.B（能源互聯(lián)網(wǎng)強調(diào)多能協(xié)同，傳輸載體包括大電網(wǎng)、微電網(wǎng)、熱網(wǎng)等）二、填空題1.一次能源2.13（2023年中國可再生能源裝機達13.02億千瓦）3.26.81（2023年隆基綠能實驗室單晶PERC電池效率突破26.81%）4.甲烷（CH?）5.抽水蓄能（2023年全球儲能裝機中，抽水蓄能占比86%）6.2030；20607.閃蒸發(fā)電（或雙工質(zhì)循環(huán)發(fā)電）8.147（BP《世界能源統(tǒng)計年鑒2024》數(shù)據(jù)）三、簡答題1.風力發(fā)電原理：通過風輪捕獲風能轉(zhuǎn)化為機械能，驅(qū)動發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為電能。陸上風電與海上風電比較：-技術特點：陸上風電建設成本低（約8000-10000元/kW）、施工周期短，但受地形和湍流影響大，單機容量多為2-5MW；海上風電風速高且穩(wěn)定（年利用小時數(shù)可達3000-4000小時）、單機容量大（當前主流8-15MW），但基礎施工復雜（需打樁或浮式平臺）、運維成本高（約為陸上的2-3倍）。-發(fā)展瓶頸：陸上風電受土地資源、電網(wǎng)消納限制（部分地區(qū)棄風率仍超5%）；海上風電受海洋環(huán)境（臺風、鹽霧腐蝕）、遠距離輸電技術（柔性直流輸電成本高）、用海審批流程長等制約。2.CCUS技術路徑：-捕集（C）：包括燃燒前捕集（如IGCC技術）、燃燒后捕集（胺液吸收法）、富氧燃燒捕集；-運輸（U）：通過管道、船舶或罐車運輸CO?；-封存（S）：地質(zhì)封存（咸水層、枯竭油氣藏）、海洋封存（技術未成熟）、礦物封存（與鎂/鈣礦物反應固化）。作用：在鋼鐵、水泥等難脫碳工業(yè)領域，CCUS是唯一可行的深度減碳技術；可與生物質(zhì)能結(jié)合形成BECCS（負碳技術），抵消部分難以避免的排放；助力煤電向調(diào)峰電源轉(zhuǎn)型（耦合CCUS后煤電碳排放可降低90%）。3.“源網(wǎng)荷儲一體化”指通過統(tǒng)籌規(guī)劃電源（源）、電網(wǎng)（網(wǎng)）、負荷（荷）、儲能（儲），實現(xiàn)多環(huán)節(jié)協(xié)同優(yōu)化。對可再生能源消納的意義：-源側(cè)：結(jié)合本地風光資源特性，優(yōu)化電源布局，減少棄風棄光；-網(wǎng)側(cè)：通過智能電網(wǎng)提升靈活調(diào)節(jié)能力，支持高比例可再生能源接入；-荷側(cè)：引導工業(yè)、建筑等負荷參與需求響應（如錯峰用電），匹配可再生能源出力波動；-儲側(cè)：利用電化學儲能、抽水蓄能等平抑風光間歇性，保障供電穩(wěn)定性。例如，青?！霸淳W(wǎng)荷儲一體化”項目通過配套建設100MW儲能電站，將光伏棄電率從8%降至2%以下。4.生物質(zhì)能利用方式：-直接燃燒：農(nóng)林剩余物發(fā)電（如秸稈直燃發(fā)電，效率約25-30%）；-熱化學轉(zhuǎn)化：生物質(zhì)氣化（制合成氣）、熱解（制生物油）；-生物化學轉(zhuǎn)化：厭氧發(fā)酵制沼氣（甲烷含量50-70%）、乙醇發(fā)酵（玉米/木薯制燃料乙醇）。關鍵挑戰(zhàn)：原料收集成本高（分散性強，運輸半徑限制）；轉(zhuǎn)化效率低（如生物柴油能量轉(zhuǎn)化率僅約30%）；與糧食安全沖突（部分原料與人爭糧）；政策補貼依賴性強（如中國生物質(zhì)發(fā)電補貼退坡后，部分項目面臨虧損）。四、論述題1.地緣政治沖突（如2022年俄烏沖突）對全球能源轉(zhuǎn)型的雙重影響：-短期負面沖擊：①化石能源價格暴漲（2022年布倫特原油均價101美元/桶，較2021年上漲42%），推高全球通脹，發(fā)展中國家能源進口壓力增大，部分國家被迫重啟煤電（如德國2022年煤電發(fā)電量增長8%）；②天然氣供應鏈斷裂（俄羅斯對歐輸氣量下降80%），歐洲LNG進口競爭加劇，新興市場天然氣獲取難度上升，延緩天然氣對煤炭的替代進程。-長期加速轉(zhuǎn)型：①能源安全倒逼各國加大可再生能源投資（2023年全球清潔能源投資達1.7萬億美元，同比增長15%），歐盟“RepowerEU”計劃提出2030年可再生能源占比提升至45%（原目標32%）；②推動能源獨立技術突破（如歐洲光伏裝機2023年新增50GW，同比翻番；美國《通脹削減法案》撥款3690億美元支持清潔能源）；③加速氫能、儲能等戰(zhàn)略技術布局（德國2023年宣布投資90億歐元建設綠氫產(chǎn)業(yè)鏈）。2.煤炭清潔利用與可再生能源替代的協(xié)同路徑：-技術創(chuàng)新維度：①煤炭端：推廣超超臨界發(fā)電（效率45%以上，較常規(guī)煤電降低15%煤耗）、IGCC（整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)，耦合CCUS后碳排放≤200gCO?/kWh）；②可再生能源端：突破高效光伏材料（如鈣鈦礦-晶硅疊層電池）、大容量海上風電（20MW級風機）、長時儲能（液流電池、壓縮空氣儲能）等技術，降低度電成本（2023年中國光伏度電成本0.25-0.3元/kWh，已低于煤電基準價）。-政策設計維度：①完善煤炭消費總量控制（“十四五”末全國煤炭消費占比目標降至53%以下），對高耗能行業(yè)實施“減煤替代”；②強化可再生能源保障性收購（明確各省非水可再生能源消納責任權(quán)重），建立綠電證書強制交易制度；③探索“煤電+儲能+新能源”聯(lián)營模式（如山東某煤電企業(yè)配套建設100MW儲能，參與調(diào)峰輔助服務，提升新能源消納能力）。-市場機制維度：①擴大全國碳市場覆蓋范圍（2024年擬納入鋼鐵、建材行業(yè)），提高煤炭使