绿色能源

绿色能源•“绿色”能源的含义：•一是利用现代技术开发干净、无污染新能源如太阳能、风能、潮汐能等。•二是化害为利，同改善环境相结合，充分利用城市垃圾淤泥等废物中所蕴藏的能源。与此同时，大量普及自动化控制技术和设备提高能源利用率。2012年世界一次能源消费结构（单位：%）本图所示的一次能源是指商业贸易的燃料，包括用于发电的现代可再生能源。本表只取一次能源消费大于100百万吨油当量（Mtoe）的国家。•从表中可以看出：•（1）2012年一次能源消费最多的国家是中国和美国，分别占世界总量的21.9%和17.7%，两者之和为39.6%。•（2）如将水力发电和再生能源都并入再生能源，中国（226.7Mtoe）明显高于美国（113.9Mtoe）。•（3）煤在一次能源消费的份额中最高的不是中国（68.5%），而是南非（72.8%）。•（4）在本表中，天然气在一次能源消费的份额中，中国除了比南非（2.8%）高以外，比任何国家都低。•（5）虽然中国水力发电起着重要作用，在一次能源消费中占7.1%，但是巴西（34.4%）、加拿大（26.3%）、土耳其（11.0%）都低。巨型吨油当量英文全称：MegaTunesofOilEquivalent•绿色能源也称清洁能源，是环境保护和良好生态系统的象征和代名词。它可分为狭义和广义两种概念。•狭义的绿色能源是指可再生能源，如水能、生物能、太阳能、风能、地热能和海洋能。这些能源消耗之后可以恢复补充，很少产生污染。•广义的绿色能源则包括在能源的生产、及其消费过程中，选用对生态环境低污染或无污染的能源，如天然气、氢气、清洁煤、生物质能和核能等。世界上最大太阳能热电站世界上最大水电站：中国三峡世界上最大生物能电厂：芬兰介绍几种能源•蕴藏在生物质中的•不可或缺的生活能源•完全无污染的能源•最常见的绿色能源太阳能氢能源生物质能源天然气太阳能太阳能的优点：•地球上最丰富的能源•免费使用•不需运输•对环境无污染缺点：•太阳能利用率低•地球单位表面积接收到的太阳辐射能小•太阳能随昼夜、气候和季节的变化而变化•光热转换：利用各种集热器将太阳能收集并转换成热能再加以利用。•应用实例：•太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能空气调节器、海水淡化、太阳能热电站等。•光电转换：利用太阳辐射能转换成电能再加以利用。•应用实例：•太阳能电池、太阳能电站等•光化学转换：是将太阳能转换成化学能，再转换为其他能量为人类所使用。•应用实例：如太阳能制氢，即利用太阳能在催化剂参与下分解水制氢和光合作用。12H2O+6CO2+光→C6H12O6(葡萄糖)+6O2↑+6H2O（叶绿体中）氢能•氢能的优点：•热值高H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△rHm=-285.8kJ·-1折合热值为142.9MJ·-1,约为汽油的3倍，煤kg炭的6倍•资源丰富•氢燃烧速度快，可利于获得高的功率•无污染天然气•天然气，是一种多组分的混合气态化石燃料，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。它主要存在于油田、气田、煤层和页岩层。天然气燃烧后无废渣、废水产生，相较煤炭、石油等能源有使用安全、热值高、洁净等优势。天然气又可分为伴生气和非伴生气两种。•甲烷燃烧方程式完全燃烧：•CH4+2O2==CO2+2H2O（反应条件为点燃）•甲烷+氧气→二氧化碳+水蒸气不完全燃烧：•2CH4+3O2=2CO+4H2O生物质能•生物质能：是蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能而贮存在生物内部的能量。生物质能源木材及森林工业废弃物油料植物水生植物城市和工业有机废物人和动物的粪便农业废弃物生物质热解原理•生物质在基本无氧的环境中受热分解，生成固体炭、液体燃料和气体过程。干燥阶段•在150℃左右，蒸出物料中的水分预热解阶段•在150℃-300℃左右，物料化学组成开始发生变化，不稳定成分（如半纤维素）分解成CO2、CO和少量醋酸等物质固体分解阶段•在300℃-600℃左右生成醋酸、木焦油和甲醇等液和CO2、CO、H2等气体物质。此阶段放热燃烧阶段•C-H键、C-O键进一步裂解，排出残留在木炭中的挥发酚生物质的优点•可再生性生物质能属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用•低污染性•生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少；生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应；•广泛分布性•缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能；•生物质燃料总量十分丰富生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。•生物质能高新转换技术不仅能够大大加快村镇居民实现能源现代化进程满足农民富裕后对优质能源的迫切需求，同时也可在乡镇企业等生产领域中得到应用，因此研究新型转换技术，开发新型装备是发展的迫切需要，又是减少排放、保护环境、实施可持续发展的需要。