能源形势及工业中的热能综合利用与节能技术

能源形势及工业中的热能综合利用与节能技术沈胜强大连理工大学能源与动力学院提纲一、世界能源总体情况二、两大热点问题对世界能源形势的影响三、世界能源的发展前景四、中国能源概况五、工业热能综合利用与节能六、能动学院简介七、海水淡化基础一、世界能源总体情况当前世界能源的总体情况SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强[e-mail]•能源供需关系总体紧张•各类能源的储量和生产现状•能源消费强劲增长及油价的上升趋势•世界大部分的能源资源被西方国家控制能源供需关系总体紧张SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强[e-mail]能源增长缓慢局部战争气候变化能源消费快速增长自然灾害各类能源的储量和生产现状:能源生产SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强[e-mail]1986年为7272.7百万吨原油当量,2011年为12274.2百万吨原油当量，增加68.8%各类能源的储量和生产现状沈胜强[e-mail]EngineeringDalianUniversityofTechnology2011化石能源储量开采比各类能源的储量和生产现状SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强[e-mail]石油产量反降为升主要来自:美国中国俄罗斯OPEC石油贸易量缓慢回升:俄罗斯出口增长中东出口增长各类能源的储量和生产现状SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强[e-mail]非常规天然气占总量一半天然气发展引人瞩目面临环境安全方面的质疑各地区发展差异大分布更为分散能源消费强劲增长及油价的上升趋势SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强[e-mail]金融资本炒作石油供应紧张美元贬值油价上升部分产油国震荡世界大部分的能源资源被西方国家控制SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强[e-mail]非洲石油丰富缺资金缺技术继中东后落入西方控制如尼日利亚二、两大热点问题对世界能源形势的影响西亚北非动荡对世界能源形势的影响日本核事故对国际核能生产的影响西亚北非动荡对世界能源形势的影响SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强[e-mail]“阿拉伯之春”横扫西亚北非利比亚战争巴林、阿曼、沙特动乱叙利亚内战阿尔及利亚动乱战争中损失的石油设施西亚北非动荡对世界能源形势的影响SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强[e-mail]两大海峡的安宁与畅通对国际石油运输影响深远欧洲36%的原油输入经过苏伊士运河全世界石油贸易量的的40%经由霍尔木兹海峡输出日本核事故对国际核能生产的影响SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强[e-mail]日本核事故来势汹汹核事故的直接原因：设计缺陷核事故的根本原因：缺乏独立监管的应急机制日本核事故对国际核能生产的影响SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强[e-mail]日本零核电政策欧盟压力测试亚洲冻结核电规划韩国的核政策不变多国核政策更谨慎三、世界能源的发展前景石油价格上涨压力仍然存在天然气发展前景看好将在全球能源供应中发挥更重要的作用核能产业可能需要5-10年才能逐步恢复南海和北极可能成为未来能源争夺的热点区域石油价格上涨压力仍然存在SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强[e-mail]短期面临许多不确定因素产业投资前景不明长期看供需矛盾仍然存在中东北非局势不定天然气发展前景看好将在全球能源供应中发挥更重要的作用SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强[e-mail]•非传统天然气开发迅速•与石油相比相对低廉•成本效益优于其它能源•清洁度高利于环境保护核能产业可能需要5-10年才能逐步恢复SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强[e-mail]可能带来严重后果能源安全担忧更甚化石燃料需求增加降低核能发展预期未来核能仍具有一定吸引力南海和北极可能成为未来能源争夺的热点区域SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强[e-mail]北极能源战四、中国能源概况世界人均能耗分布图China:1.5~3.0Toe/capita1Toe=1.429Tce中国石油消耗量与世界对比010020030040050005001000150020002500300035004000450050001981198219831984198519861987198819891990199119921993199419951996199719981999200020012002200320042005200620072008200920102011百万吨原油当量石油消耗对比全球中国中国煤炭消耗量与世界对比煤消耗对比0.0500.01000.01500.02000.02500.03000.03500.04000.01981198219831984198519861987198819891990199119921993199419951996199719981999200020012002200320042005200620072008200920102011百万吨原油中国全球中国煤炭的生产与消耗020040060080010001200140016001800200022001981198219831984198519861987198819891990199119921993199419951996199719981999200020012002200320042005200620072008200920102011百万吨原油当量煤炭生产与消费对比消费生产中国石油的生产与消耗-300-250-200-150-100-5005010015020025030001002003004005006001981198219831984198519861987198819891990199119921993199419951996199719981999200020012002200320042005200620072008200920102011百万吨原油当量石油生产与消费对比生产消费盈亏中国能耗变化图-1%1%3%5%7%9%11%13%15%17%19%21%23%25%0.0200.0400.0600.0800.01000.01200.01400.01600.01800.02000.02200.02400.02600.02800.01981198219831984198519861987198819891990199119921993199419951996199719981999200020012002200320042005200620072008200920102011百万吨原油当量总能耗占全球总能耗百分比中国能源消费构成18.30%4.05%70.12%0.70%6.84%2010年石油天然气煤核能水力发电17.79%4.53%70.87%0.75%6.05%2011年石油天然气煤核能水力发电中国能源利用水平•中国的能源利用率为34%，相当于发达国家二十年前水平，比当前发达国家低十个百分点；•我国能源消费强度远高于发达国家和世界平均水平，约为美国的3倍，日本的7倍；•单位产值能耗是世界上最高的国家之一，每公斤标准煤创造的GDP仅为0.36美元，而日本为5.58美元，约是我国的15倍，世界均值为1.86美元。五、工业热能综合利用与节能热能综合利用的理论基础•热力学第一定律即能量守恒定律：ΔU=Q+W热效率=利用能量/输入能量=（输入能量-损失能量）/输入能量•热力学第二定律热不可能自发地、不付代价地从低温热源传至高温热源。不可逆热力过程中熵的增量总是大于零：ΔS0可用能及可用能效率SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强[e-mail]热能综合利用与节能（减少转换环节损失）计算分析：以传热过程为例能量平衡：高温物体失去的热量：低温物体得到的热量：传热造成的损失为：降低传热温差节能SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强[e-mail]热力学理论的应用•效率：能量转换过程完善度的标志•热效率：评价能量的利用率•效率：热功转换过程能量利用完善度•如何使用能源效率要依据能量消耗场合•能源生命周期利用率概念SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强[e-mail]热能综合利用示范•热电联产发电厂既生产电能，又利用汽轮机作过功的蒸汽对用户供热的生产方式,较之分别生产电、热能方式节约燃料。•水电联产发电与海水淡化一体设计联合运行，包括发电与蒸馏联合，发电与反渗透联合。SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强[e-mail]热能综合利用示范•汽化冷却对于同一冷却系统，用汽化冷却所需的水量仅为温升为10℃时水冷却水量的2％，且少用90％的补充水量，汽化冷却所产生的蒸汽还可以利用。•蒸汽喷射式热泵•蒸汽喷射式汽-水换热器SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强[e-mail]节能技术开发与应用•冷凝水回收•高效换热•余热回收SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强[e-mail]六、能动学院简介沈胜强[e-mail]EngineeringDalianUniversityofTechnology能源与动力学院介绍•海洋能源利用与节能教育部重点实验室•辽宁省内燃机重点实验室•辽宁省