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能源的概念和分类

时间:2020-03-08来源:未知 作者:admin点击:
能源的概念和分类_物理_自然科学_专业资料。一、能源的概念 1、能源是指能够提供某种形式能量的物质,或是物质的运动。 2、能源:是能量的来源或源泉。是可以从自然界直接取得的

  能源的概念和分类_物理_自然科学_专业资料。一、能源的概念 1、能源是指能够提供某种形式能量的物质,或是物质的运动。 2、能源:是能量的来源或源泉。是可以从自然界直接取得的具有能量的物质, 如煤炭、石油、核燃料、水、风、生物体等;或从这些物质中

  一、能源的概念 1、能源是指能够提供某种形式能量的物质,或是物质的运动。 2、能源:是能量的来源或源泉。是可以从自然界直接取得的具有能量的物质, 如煤炭、石油、核燃料、水、风、生物体等;或从这些物质中再加工制造出的 新物质,如焦炭、煤气、液化气、煤油、汽油、柴油、电、沼气等。因此可以 说,能源是能够提供某种形式能量的物质,即能够产生机械能、热能、光能、 电磁能、化学能等各种能量的资源。 3、我国的《能源百科全书》说:“能源是可以直接或经转换提供人类所需的光、 热、动力等任一形式能量的载能体资源。” 确切而简单地说,能源是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源。 能源是人类活动的物质基础。在某种意义上讲,人类社会的发展离不开优质能 源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界,能源的发展,能源和环境,是 全世界、全人类共同关心的问题,也是我国社会经济发展的重要问题。 二、能源的分类 能源种类繁多,而且经过人类不断的开发与研究,更多新型能源已经开始 能够满足人类需求。根据不同的划分方式,能源也可分为不同的类型。主要有 以下几种分法。 (一)根据来源分为 3 类: 1、来自地球外部天体的能源(主要是太阳能)。除直接辐射外,并为风能、水 能、生物能和矿物能源等的产生提供基础。人类所需能量的绝大部分都直接或 间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体 内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经 过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外, 水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。 2、地球本身蕴藏的能量。通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应 有关的能源,如原子核能、地热能等。温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的 表现。 3、地球和其他天体相互作用而产生的能量。如潮汐能。 (二)根据能源的产生方式分类 1、一次能源,即天然能源,指在自然界现成存在的能源(直接来自自然界的未 经加工转换的能源),如柴草、煤炭、石油(原油)、天然气、水能、风能、太 阳能、地热能、海洋能、核燃料等。一次能源又分为可再生能源和非再生能源。 化石能源是一种碳氢化合物或其衍生物。它由古代生物的化石沉积而来, 是一次能源。化石能源所包含的天然资源有煤炭、石油和天然气。 2、二次能源,即人工能源,指由一次能源加工转换而成的能源产品(把一次能 源直接或间接转化来的能源),如氢能、焦炭、洗煤、电力、煤气、蒸汽、洁净 煤、激光、沼气及各种石油制品等。 (三)根据能源使用的类型(按现阶段使用的成熟程度) 1、常规能源(传统能源)利用技术上成熟,使用比较普遍的能源。如水能、生 物能、煤炭、石油、天然气等。占全部能源生产消费总量的 90%以上。 2、新能源(非常规能源、替代能源)近若干年来开始被人类利用或过去已被利 用现在又有新的利用方式的能源。包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物 能、氢能以及用于核能发电的核燃料等能源。由于新能源的能量密度较小,或 品位较低,或有间歇性,按已有的技术条件转换利用的经济性尚差,还处于研 究、发展阶段,只能因地制宜地开发和利用;但新能源大多数是再生能源。资 源丰富,分布广阔,是未来的主要能源之一。 新能源并不是新发现的能源,而是以新技术和新材料为基础,经过现代化的开 发和利用,可以取代资源有限、对环境有污染的化石能源的那些取之不尽、周 而复始的可再生能源。“常规”与“新”是一个相对的概念,随着科学技术的进 步,它们的内涵将不断发生变化。 ??核能算不算新能源?? 按照联合国 UNDP 的划分方式,核能并不包含在新能源中,但是核能是新能源似 乎是我们常识性的东西,原因何在?一方面是不同的划分方式,联合国认为新 能源是直接或者间接地来自于太阳或地球内部深处所产生的热能,而另一种通 常的定义是具有很高开发价值,目前尚未得到广泛使用,技术上不太成熟或正 在开发研究的能源(这一定义也是有道理的,与国家当前发展情况能更好的对 接),我们通常讲核能是新能源,很大程度是基于这种考虑,但这也是一种基于 中国国情的说法,新能源和常规能源在不同的国家和地区根据其开发利用的程 度不同,叫法是不一样的。比如核能,在法国就是常规能源,在中国就是新能 源。随着科学技术的发展,我国的很多新能源随着利用的程度和比例的增加, 也会变成常规能源,比如大中型水电。 类别 常规能源 新能源 可再生能源 一次 能源 非再生能源 二次能源 水力能 生物质能 太阳能 海洋能 风能 地热 煤炭 石油 天然气 油页岩 核聚变能量 沥青砂 核裂变燃料 煤炭制品 石油制品 发酵酒精 沼气 氢能电力 激光 等 离子体 (四)根据能源性质分 有燃料型能源(煤炭、石油、天然气、泥炭、木材)和非燃料型能源(水 能、风能、地热能、海洋能)。人类利用自己体力以外的能源是从用火开始的, 最早的燃料是木材,以后用各种化石燃料,如煤炭、石油、天然气、泥炭等。 现正研究利用太阳能、地热能、风能、潮汐能等新能源。当前化石燃料消耗量 很大,而且地球上这些燃料的储量有限。未来铀和钍将提供世界所需的大部分 能量。一旦控制核聚变的技术问题得到解决,人类实际上将获得无尽的能源。 (五)根据能否造成污染分 根据能源消耗后是否造成环境污染可分为: 1、污染型能源(非清洁型能源)即对环境污染较大的能源,包括煤炭、石油等 2、清洁型能源(使用时对环境没有污染或污染小的能源),包括水力、电力、 太阳能、风能以及核能等。 (六)根据能源的形态特征 世界能源委员会推荐的能源类型分为:固体燃料、液体燃料、气体燃料、 水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能。 其中,前三个类型统称化石燃料或化石能源。 (七)商品能源和非商品能源 1、凡进入能源市场作为商品销售的如煤、石油、天然气和电等均为商品能源。 国际上的统计数字均限于商品能源。 2、非商品能源主要指薪柴和农作物残余(秸秆等)。1975 年,世界上的非商品 能源约为 0.6 太瓦/年,相当于 6 亿吨标准煤。据估计,中国 1979 年的非商品 能源约合 2.9 亿吨标准煤。 (八)再生能源和非再生能源 人们对一次能源又进一步加以分类。凡是可以不断得到补充或能在较短周 期内再产生的能源称为再生能源(10%),反之称为非再生能源(90%)。风能、 水能、海洋能、潮汐能、太阳能和生物质能等是可再生能源;煤、石油和天然 气等是非再生能源。地热能基本上是非再生能源,但从地球内部巨大的蕴藏量 来看,又具有再生的性质。核能的新发展将使核燃料循环而具有增殖的性质。 核聚变的能比核裂变的能可高出 5~10 倍,核聚变最合适的燃料重氢(氘)又 大量地存在于海水中,可谓“取之不尽,用之不竭”。核能是未来能源系统的支 柱之一。 (九)根据能源的使用性质分 1、含能体能源-指能够提供能量的物质能源,其特点是可以保存且可储存运输, 如煤炭、石油等。 2、过程性能源-指能够提供能量的物质运动形式,它不能保存、难于储存运输, 如太阳能,电能。 这些分类方法有助于我们从不同角度去认识能源,但也是相对的,不是绝 对的,而且相互之间有一定交叉关系。 三、能源消费 能源消费总量是一定时期内全国或某地区用于生产、生活所消费的各种能 源数量之和。是反映全国或全地区能源消费水平、构成与增长速度的总量指标。 通过制订或查阅全国或全地区的能源平衡表,其计算公式为: 全国(地区)能源消费总量=能源期初库存量+一次能源生产量+能源进 口量(调入量)-能源出口量(调出量)-能源期末库存量。 能源消费总量包括原煤和原油及其制品、天然气、电力,不包括低热值燃 料、生物质能和太阳能等的利用。能源消费总量分为终端能源消费量、能源加 工转换损失量和损失量三部分。 ⑴终端能源消费量:指一定时期内全国生产和生活消费的各种能源在扣除 了用于加工转换二次能源消费量和损失量以后的数量。 ⑵能源加工转换损失量:指一定时期内全国投入加工转换的各种能源数量 之和与产出各种能源产品之和的差额,是观察能源在加工转换过程中损失量变 化的指标。 ⑶能源损失量:指一定时期内能源在输送、分配、储存过程中发生的损失 和由客观原因造成的各种损失量,不包括各种气体能源放空、放散量。 ————终端能源消费(energy end-use) 按照 OECD/IEA(经济合作 与发展组织 Organization for Economic Co-operation and Development 简 称经合组织(OECD),是由 30 多个市场经济国家组成的政府间国际经济组织,旨 在共同应对全球化带来的经济、社会和政府治理等方面的挑战,并把握全球化 带来的机遇。成立于 1961 年,目前成员国总数 34 个,总部设在巴黎。)的定义, 终端能源消费是终端用能设备入口得到的能源。因此终端能源消费量等于一次 能源消费量减去能源加工、转化和储运这三个中间环节的损失和能源工业所用 能源后的能源量。 ————中间环节损失包括 选煤和型煤加工损失,炼油损失,油气田 损失,发电、电厂供热、炼焦、制气损失,输电损失,煤炭储运损失,油气运 输损失。 ————在我国能源统计中的情况 在中国能源平衡表统计中,按等价 值计算的终端能源消费中只扣除选煤、炼焦、油田、炼油、输配电损失,未扣 除发电损失和能源工业所用能源。因此,计算得出的终端能源消费量远高于按 照国际通行准则计算得出的数量。 能源消费量统计的原则是: (1)谁消费、谁统计。即不论其所有权的归属,由哪个单位消费,就由哪个 单位统计其消费量。 (2)何时投入使用,何时计算消费量。企业的能源消费,在时间、工艺界限 上,以投入第一道生产工序为标志,即投入第一道生产工序就计算消费;何时 投入第一道生产工序,何时计算消费量。 (3)在计算综合能源消费量时,不应重复计算,应扣除二次能源的产出量和 余热、余能的回收利用量。 (4)耗能工质(如水、氧气、压缩空气等),不论是外购的还是自产自用的, 均不统计在能源消费量中(计算单位产品能耗时应根据具体的指标规定将某些耗 能工质包括在内)。 (5)企业自产的能源,凡作为企业生产另一种产品的原材料、燃料,又分别 计算产量的,消费量要统计,如煤矿用原煤生产洗煤,炼焦厂用焦炭生产煤气, 炼油厂用燃料油发电等。但产品生产过程中消费的半成品和中间产品,不统计 消费量,如炼油厂用原油生产出燃料油后,又用燃料油生产其他产品,在这种 情况下,如果燃料油不计算产量,那么作为中间产品的燃料油也不计算消费量 (如果燃料油计算产量,那么也要计算消费量)。 标准燃料和标准煤 标准燃料是计算能源总量的一种模拟的综合计算单位。在能源使用中主要 利用它的热能,因此,习惯上都采用热量来做为能源的共同换算标准。由于煤、 油、气等各种燃料质量不同,所含热值不同,为了便于对各种能源进行计算、 对比和分析,必须统一折合成标准燃料。标准燃料可分为标准煤、标准油、标 准气等。我国以煤为主,采用标准煤为计算基准,即将各种能源按其发热量折 算为际准煤。 标准煤亦称煤当量,具有统一的热值标准。我国规定每千克标准煤的热值 为 7000 千卡。将不同品种、不同含量的能源按各自不同的热值换算成每千克热 值为 7000 千卡的标准煤。 能源折标准煤系数=某种能源实际热值/标准煤热值

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