2025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.煤炭B.天然氣C.電力D.水能答案：C。二次能源是由一次能源加工轉(zhuǎn)換而成的能源產(chǎn)品，如電力、蒸汽、煤氣等；煤炭、天然氣、水能均為直接取自自然界的一次能源。2.2023年全球一次能源消費結(jié)構(gòu)中，化石能源占比約為：A.55%B.68%C.82%D.91%答案：C。根據(jù)BP世界能源統(tǒng)計2024年數(shù)據(jù)，2023年全球一次能源消費中，煤炭（27%）、石油（31%）、天然氣（24%）合計占比約82%，仍是主導(dǎo)能源。3.下列不屬于可再生能源的是：A.地?zé)崮蹷.生物質(zhì)能C.頁巖氣D.潮汐能答案：C。頁巖氣是非常規(guī)天然氣，屬于化石能源范疇；地?zé)崮?、生物質(zhì)能、潮汐能均為可再生能源。4.衡量單位質(zhì)量或體積能源所含能量的指標(biāo)是：A.能源效率B.能源密度C.能源強(qiáng)度D.能源彈性系數(shù)答案：B。能源密度指單位質(zhì)量或體積能源所儲存的能量（如煤炭約20-30MJ/kg，鋰電池約0.5-1MJ/kg）；能源效率是能源利用過程中有效輸出與輸入的比值；能源強(qiáng)度是單位GDP的能源消耗量；能源彈性系數(shù)是能源消費增長率與GDP增長率的比值。5.目前商業(yè)化最成熟的太陽能發(fā)電技術(shù)是：A.光熱發(fā)電B.光伏發(fā)電C.光化學(xué)發(fā)電D.光生物發(fā)電答案：B。光伏發(fā)電（如晶體硅電池）經(jīng)過數(shù)十年發(fā)展，已實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用，2023年全球新增裝機(jī)占比超60%；光熱發(fā)電受成本和儲能限制，市場份額不足5%。6.中國“雙碳”目標(biāo)中，“碳中和”的實現(xiàn)年份是：A.2030年B.2040年C.2050年D.2060年答案：D。中國明確提出“二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”。7.下列儲能技術(shù)中，能量轉(zhuǎn)換效率最高的是：A.鉛酸電池B.鋰離子電池C.抽水蓄能D.壓縮空氣儲能答案：B。鋰離子電池充放電效率可達(dá)90%-95%；鉛酸電池約80%-85%；抽水蓄能受重力勢能轉(zhuǎn)換限制，效率約70%-80%；壓縮空氣儲能因熱損失等問題，效率約50%-70%。8.氫能按生產(chǎn)方式分類，“綠氫”是指：A.化石燃料制氫B.工業(yè)副產(chǎn)氫C.電解水制氫（可再生能源供電）D.核能制氫答案：C。綠氫通過可再生能源（風(fēng)電、光伏等）電解水制取，全程無碳排放；灰氫（化石燃料制氫）、藍(lán)氫（化石燃料制氫+碳捕集）為傳統(tǒng)路徑；工業(yè)副產(chǎn)氫（如焦?fàn)t煤氣、氯堿尾氣）通常歸為“藍(lán)氫”或“灰氫”。9.下列屬于能源系統(tǒng)“源-網(wǎng)-荷-儲”協(xié)同的典型場景是：A.火電廠單獨調(diào)峰B.居民家庭安裝屋頂光伏+儲能電池C.加油站僅提供燃油服務(wù)D.電網(wǎng)單向傳輸電力答案：B?！霸?網(wǎng)-荷-儲”協(xié)同強(qiáng)調(diào)電源（光伏）、電網(wǎng)（連接）、負(fù)荷（家庭用電）、儲能（電池）的互動，實現(xiàn)能源供需動態(tài)平衡；火電廠單獨調(diào)峰、單向電網(wǎng)傳輸均未體現(xiàn)多環(huán)節(jié)協(xié)同。10.國際能源署（IEA）提出的“凈零排放2050”路線圖中，2030年全球可再生能源發(fā)電占比需達(dá)到：A.25%B.40%C.60%D.80%答案：B。IEA《凈零排放2050》報告指出，2030年全球可再生能源發(fā)電占比需從2020年的29%提升至約40%，其中光伏和風(fēng)電新增裝機(jī)需年均增長25%以上。二、填空題（每空1分，共15分）1.能源按存在形式可分為__一次能源__和二次能源，其中前者又可分為可再生能源和__非可再生能源__（或化石能源）。2.2023年中國一次能源消費結(jié)構(gòu)中，煤炭占比約__56%__（數(shù)據(jù)來源：國家統(tǒng)計局），仍是主體能源；非化石能源占比首次突破__18%__（含水電、風(fēng)電、光伏、核電等）。3.風(fēng)力發(fā)電的關(guān)鍵設(shè)備包括__風(fēng)電機(jī)組__（含葉片、齒輪箱、發(fā)電機(jī)）和__變流器__（實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換與并網(wǎng)）。4.核能發(fā)電的主要技術(shù)路線有壓水堆（PWR）、沸水堆（BWR）和__高溫氣冷堆__（四代堆典型代表）；核廢料處理的主流方案是__深地質(zhì)處置__（如芬蘭Onkalo項目）。5.能源互聯(lián)網(wǎng)的核心特征是__多能互補(bǔ)__（電、熱、氣等能源耦合）和__數(shù)字化__（大數(shù)據(jù)、AI優(yōu)化調(diào)度）。6.中國“西電東送”工程分為北、中、南三大通道，其中北路主要輸送__火電__（山西、內(nèi)蒙古坑口電站）和風(fēng)電，中路以__水電__（三峽、金沙江流域）為主。7.生物質(zhì)能的利用方式包括直接燃燒、__生物化學(xué)轉(zhuǎn)化__（如沼氣發(fā)酵）和__熱化學(xué)轉(zhuǎn)化__（如生物質(zhì)氣化）。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述化石能源與可再生能源的主要優(yōu)缺點。答案：化石能源（煤炭、石油、天然氣）的優(yōu)點：能量密度高（如石油約44MJ/kg）、儲運(yùn)技術(shù)成熟、供應(yīng)穩(wěn)定；缺點：不可再生（全球石油剩余可采年限約53年，天然氣約55年）、碳排放高（燃燒1噸標(biāo)準(zhǔn)煤約排放2.77噸CO?）、污染嚴(yán)重（SO?、NOx、顆粒物等）。可再生能源（風(fēng)、光、水、生物質(zhì)等）的優(yōu)點：資源可再生（理論上取之不盡）、環(huán)境友好（碳排放接近零）、分布廣泛（適合分布式開發(fā)）；缺點：能量密度低（光伏約0.1-0.2kW/m2）、間歇性強(qiáng)（風(fēng)電依賴風(fēng)速，光伏受晝夜和天氣影響）、初期投資高（如海上風(fēng)電單位千瓦造價約1.5-2萬元）。2.分析儲能技術(shù)在新能源系統(tǒng)中的關(guān)鍵作用。答案：儲能技術(shù)是解決新能源（風(fēng)、光）間歇性、波動性的核心支撐，具體作用包括：（1）平抑出力波動：通過充放電調(diào)節(jié)，將風(fēng)電、光伏的隨機(jī)出力轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定電力，提升電網(wǎng)接納能力；（2）調(diào)峰調(diào)頻：在用電高峰釋放儲能，低谷時充電，緩解電網(wǎng)峰谷差（如廣東某儲能電站可調(diào)節(jié)50MW負(fù)荷）；（3）支撐分布式能源：家庭光伏+儲能可實現(xiàn)“自發(fā)自用、余電存儲”，減少對大電網(wǎng)的依賴；（4）提升能源效率：結(jié)合熱儲能（如熔鹽儲熱）可實現(xiàn)光熱發(fā)電24小時連續(xù)供電，效率從30%提升至45%以上；（5）保障電網(wǎng)安全：在電網(wǎng)故障時，儲能可作為備用電源（如特斯拉澳洲Powerwall項目為5萬戶提供應(yīng)急電力）。3.比較集中式與分布式光伏發(fā)電的特點及適用場景。答案：集中式光伏（如西北大型光伏電站）特點：規(guī)模大（單站容量超100MW）、依賴高壓電網(wǎng)外送、土地需求高（100MW需約2000畝）、單位成本低（因規(guī)模化效應(yīng)，2023年造價約3.5元/W）；適用場景：光照資源豐富（如甘肅、新疆）、土地充裕、電力外送需求大的地區(qū)。分布式光伏（如屋頂光伏、農(nóng)光互補(bǔ)）特點：規(guī)模?。▎握救萘慷酁?-10MW）、就近消納（接入低壓配電網(wǎng)）、土地復(fù)合利用（如屋頂、魚塘）、政策支持強(qiáng)（中國“整縣推進(jìn)”計劃）、單位成本略高（約4-4.5元/W）；適用場景：東部用電負(fù)荷集中（如浙江、江蘇）、土地稀缺、鼓勵“自發(fā)自用”的地區(qū)。4.簡述“能源強(qiáng)度”與“碳強(qiáng)度”的區(qū)別，并說明中國降低“雙強(qiáng)度”的主要路徑。答案：能源強(qiáng)度指單位GDP的能源消耗量（噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元），反映能源利用效率；碳強(qiáng)度指單位GDP的CO?排放量（噸CO?/萬元），反映經(jīng)濟(jì)增長的碳依賴度。二者關(guān)聯(lián)：碳強(qiáng)度=能源強(qiáng)度×能源結(jié)構(gòu)碳系數(shù)（如煤炭碳系數(shù)約0.75，天然氣約0.56）。中國降低“雙強(qiáng)度”的路徑：（1）提升能源效率：工業(yè)領(lǐng)域推廣余熱回收（如鋼鐵行業(yè)TRT發(fā)電）、電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能（淘汰低效電機(jī)）；建筑領(lǐng)域普及節(jié)能建材（如LOW-E玻璃）、推廣地源熱泵；交通領(lǐng)域發(fā)展新能源汽車（2023年中國新能源汽車滲透率超30%）。（2）優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)：提高非化石能源占比（2030年目標(biāo)25%以上），加快風(fēng)電、光伏裝機(jī)（2023年新增1.2億千瓦），安全發(fā)展核電（如“華龍一號”投運(yùn)）。（3）發(fā)展碳捕集與封存（CCUS）：在煤電、鋼鐵等難減排行業(yè)示范應(yīng)用（如鄂爾多斯煤制油CCUS項目年捕集50萬噸CO?）。5.說明氫能在“雙碳”目標(biāo)中的潛在應(yīng)用場景。答案：氫能作為零碳能源載體，可覆蓋難以電氣化的高碳排放領(lǐng)域：（1）工業(yè)脫碳：鋼鐵行業(yè)用綠氫替代焦炭（直接還原鐵工藝，碳排放降低90%）；化工行業(yè)綠氫合成氨（傳統(tǒng)工藝占全球CO?排放1.8%）。（2）交通領(lǐng)域：重卡（氫燃料電池重卡續(xù)航超1000公里）、航運(yùn)（氫動力船舶，如日本“SUISOFRONTIER”號）、航空（液氫飛機(jī)，空客計劃2035年首飛）。（3）能源存儲：大規(guī)模綠氫儲能（電解水制氫+地下鹽穴儲氫），解決風(fēng)光棄電問題（如內(nèi)蒙古風(fēng)光制氫項目年消納棄風(fēng)棄光10億度）。（4）供熱：與天然氣摻混（10%氫含量可直接用于現(xiàn)有管網(wǎng)），或通過氫燃料電池?zé)犭娐?lián)供（效率超80%）。四、論述題（每題15分，共25分）1.結(jié)合中國能源資源稟賦與“雙碳”目標(biāo)，論述“以煤為主”向“多元低碳”轉(zhuǎn)型的實施路徑。答案：中國能源資源稟賦為“富煤、貧油、少氣”（煤炭儲量占全球13%，石油僅1.5%），2023年煤炭消費占比仍達(dá)56%，短期內(nèi)難以完全擺脫對煤的依賴?！半p碳”目標(biāo)要求2060年實現(xiàn)碳中和，需分階段推進(jìn)轉(zhuǎn)型：（1）近期（2025年前）：清潔高效利用煤炭。推廣超超臨界煤電（供電煤耗低于270g標(biāo)煤/kWh，比常規(guī)煤電低20%），建設(shè)煤電與CCUS耦合項目（如山東某煤電廠年捕集100萬噸CO?）；發(fā)展煤制清潔燃料（如煤制天然氣，替代散煤燃燒）。（2）中期（2030-2050年）：構(gòu)建“風(fēng)光為主體”的新型電力系統(tǒng)。2030年風(fēng)光裝機(jī)目標(biāo)12億千瓦（2023年已超8億千瓦），需配套儲能（2030年新型儲能規(guī)模達(dá)1.2億千瓦）、智能電網(wǎng)（如“東數(shù)西算”工程配套特高壓輸電）；同時發(fā)展核電（2050年裝機(jī)或達(dá)2億千瓦，年發(fā)電量占比15%）。（3）遠(yuǎn)期（2050-2060年）：全行業(yè)深度脫碳。工業(yè)領(lǐng)域：鋼鐵、水泥等流程重構(gòu)（綠氫煉鋼、電熔鎂爐替代焦炭）；交通領(lǐng)域：氫燃料電池車與純電動車協(xié)同（重卡以氫為主，乘用車以電為主）；建筑領(lǐng)域：光伏建筑一體化（BIPV）覆蓋率超50%，地?zé)崮芄┡娣e達(dá)30億平方米。（4）保障措施：政策層面完善碳市場（擴(kuò)大行業(yè)覆蓋，2025年納入鋼鐵、建材）、補(bǔ)貼退坡機(jī)制（光伏、風(fēng)電逐步“去補(bǔ)貼”）；技術(shù)層面突破關(guān)鍵瓶頸（如鈣鈦礦光伏效率超30%、固態(tài)電池能量密度達(dá)400Wh/kg）；國際合作參與全球氣候治理（如“一帶一路”綠色能源項目，輸出中國光伏、風(fēng)電技術(shù)）。2.分析能源安全與能源轉(zhuǎn)型的辯證關(guān)系，并提出兼顧二者的策略建議。答案：能源安全是指保障能源穩(wěn)定供應(yīng)、價格合理、設(shè)施安全，是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的基礎(chǔ)；能源轉(zhuǎn)型是降低碳排放、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然要求，二者既存在矛盾（轉(zhuǎn)型期傳統(tǒng)能源退出與新能源供應(yīng)不穩(wěn)定可能威脅安全），又相輔相成（轉(zhuǎn)型可減少對進(jìn)口化石能源的依賴，提升長期安全）。矛盾體現(xiàn)：（1）短期成本沖突：新能源初期投資高（如海上風(fēng)電單位造價是煤電的2倍），可能推高電價（歐洲“能源危機(jī)”中激進(jìn)退煤導(dǎo)致電價暴漲）；（2）供應(yīng)穩(wěn)定性風(fēng)險：風(fēng)光出力波動大（如2021年得州暴雪導(dǎo)致風(fēng)電停機(jī)，引發(fā)大面積停電）；（3）關(guān)鍵材料依賴：新能源技術(shù)所需鋰、鈷、鎳等金屬，中國對外依存度超70%（鋰礦進(jìn)口占比80%），存在供應(yīng)鏈風(fēng)險。協(xié)同路徑：（1）構(gòu)建多能互補(bǔ)的供應(yīng)體系：傳統(tǒng)能源（煤電）與新能源（風(fēng)光）、儲能（抽水蓄能+電化學(xué)儲能）協(xié)同，煤電從“主力電源”轉(zhuǎn)為“調(diào)峰電源”（2023年中國煤電調(diào)峰容量占比超40%）；（2）加強(qiáng)戰(zhàn)略儲備：建立石油（儲備量達(dá)90天進(jìn)口量）、天然氣（地下儲氣庫調(diào)峰能力超100億立方米）、煤炭（應(yīng)急儲備5000萬噸）三級儲備體系；（3）突破技術(shù)瓶頸：研