能源概论第1-2节(1)

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(4)一次能源又可以按照其来源的不同，分为 来自地球以外天体的能源、来自地球内部的能源 和地球与其他天体相互作用产生的能源3大类。 来至地球以外天体的能源，主要是指太阳辐 射能，各种植物通过光合作用把太阳能转变为化 学能，在植物体内贮存下来。这部分能量为动物 和人类的生存提供了能源。地球上的煤炭、石油、 天然气等化石燃料，是由古代埋藏在地下的动植 物经过漫长的地质年代而形成的，所以化石燃料 实质是贮存下来的太阳能。太阳能、风能、水能、 海水温差能、海洋波浪能以及生物质能等，也都 直接或间接来自太阳。
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人民日常生活和公用事业也要消耗大 量能源。在我们的日常生活中，从照明、 取暖、做饭，到听广播、看电视，样样都 离不开能源。至于吃、穿、用、作、行等 各方面，也都是依靠能源生产的。随着人 民生活水平的提高，煤气的使用量将不断 增加，家用电器将迅速发展，能源在人民 生活和公用事业中的作用将越来越重要.
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(2)按照各种能源在当代人类社会经济生活中 的地位，人们还常常把能源分为常规能源和新能 源两大类。技术上比较成熟，已被人类广泛利用， 在生产和生活中起着重要作用的能源，称为常规 能源。例如煤炭、石油、天然气、水能和核裂变 能等。目前世界能源的消费几乎全靠这5大能源 来供应。在今后一个相当长的时期内，它们仍将 担任世界能源舞台上的主角。
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到了20世纪50年代中期，世界石 油和天然气的消费量已经开始超过煤 炭成为世界能源供应的主力。这是继 柴草向煤炭转换之后，能源结构演绎 的又一个重要里程碑，它对促进世界 经济的繁荣和发达起到了重要作用。 20世纪世界能源消费构成的变化情况 如表1—2所示。
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• 4、常规能源向新能源的过渡时期 • 从上面的历史回顾中可以看到，从钻木取火 •
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（一）能源的概念和分类、历史演变
• 一、能源的含义及其分类 • 我们把能量的来源称为能源，它是能够为人类提供
某种形式能量的自然资源及其转化物。换言之，自然界在 一定条件下能够提供机械能、热能、电能、化学能等多种 形式能量的自然资源叫做能源。 能源的种类很多。它的分类方法也很多。 (1)按照能源的生成方式可分为一次能源和二次能源。 一次能源，又叫做自然能源。它是自然界中以天然形态存 在的能源，是直接来自自然界而末经人们加工转换的能源。 煤炭、石油、天然气、水能、太阳能、风能、生物质能、 海洋能、地热能等都是一次能源。
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• 来自地球内部的能源，主要是指地下热水、
地下蒸汽、岩浆等地热能和铀等核燃料所 具有的核能。 • 地球与其他天体相互作用产生的能源，主 要是指由于地球和月亮以及太阳之间的引 力作用造成的海水有规律的涨落而形成的 潮汐能。
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能源分类表
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为满足人类社会可持续发展对能源的需要、 防止和减轻大量燃用化石能源对环境造成的严重 污染和生态破坏，近年来世界各国政府和能源界、 环保界等均大声疾呼：必须走可持续发展的能源 道路，即清洁能源道路。 清洁能源可分为狭义和广义两大类。狭义的 清洁能源仅指可再生能源，包括水能、生物质能、 太阳能、风能、地热能和海洋能等，它们消耗之 后可以得到恢复补充，不产生或很少产生污染物， 所以可再生能源被认为是未来能源结构的基础。
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• 1881年，美国人爱迪生建成了世界上第一
个发电站，同时还研制成功了实用的发电 机和电灯。从这时开始，在各个领域中， 电力较广泛应用，人类社会进入了“电气 化时代”。在1860-1910年的半个世纪里， 煤炭的消费总量增加了37.3倍，由占全世界 能源总消费量的25.3%增长到63.5%，而柴 草却由占73.8%下降为31.7%。
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一次能源在未被人类开发以前，处于自然赋存状态时， 叫做能源资源。世界各国的能源产量和消费量，一般均指 一次能源而言。为了便于比较和计算，习惯上把各种一次 能源均折合为“标准煤”或“油当量”，作为各种能源的 统一计量单位。 二次能源是人们由一次能源转换成符合人们使用要求 的能量形式。电能、汽油、柴油、焦炭、煤气、蒸汽、氢 能等都是二次能源。一次能源只在少数情况下以它原始的 形式为人类服务，更多情况下则要根据不同的目的进行加 工，转换成便于使用的二次能源，以满足需要，或提高能 源的使用效率。随着科学技术的发展和社会的观代化，在 整个能源消费系统中，二次能源所占的比重将日益增大。
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目前尚未被人类大规模利用，还有待进 一步研究试验与开发利用的能源，称为新 能源。例如太阳能、风能、地热能、海洋 能及核聚变能等。所谓新能源，是相对而 言的。现在的常规能源在过去也曾是新能 源，今天的新能源将来也会成为常规能源。
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(3)一次能源还可以按照其是否能够再生而循 环使用，分为可再生能源和非再生能源。所谓可 再生能源，就是不会随着它本身的转化或人类的 利用而日益减少的能源，具有自然的恢复能力。 如太阳能、风能、水能、生物质能、海洋能以及 地热能等，都是可再生能源。而化石燃料和核燃 料则不然，它们经过亿万年形成而在短期内无法 恢复再生，随着人类的利用而越来越少。我们把 这些随着人类的利用而逐渐减少的能源称为非再 生能源。
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• 2、煤碳时期 • 18世纪70年代，英国人瓦特发明了蒸汽机，首次完
成了热能向机械能的转换，为工业的发展提供了原动力。 蒸汽机的应用需要大量的燃料，仅仅依靠柴草是远远不足 的，于是，人类开始广泛利用煤炭。蒸汽机的应用使工场 手工业逐渐解体，促进了大工业的发展，形成了纺织、钢 铁、机械、化学、煤炭等工业体系，扩大了城市的规模， 使社会劳动生产率得到了极大地提高。煤炭发热量高、使 用方便，它的大量使用，促进了蒸汽机的广泛应用，形成 了“蒸汽机时代”，有力地推进了由英国产业革命为先导 的工业大发展．推动了资本主义社会的发展，使人类进入 了机械化时代。
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• 早期的人类社会，生产活动的主要动力是
人力。以后，才逐渐从单纯依靠人力扩大 到使用畜力。用牲畜耕作和运输，是人类 从自然界获取动力的开端。后来，人们寻 求并发现了风力和水力。最初是利用风帆 和水流推动船舶、漂移木筏。风车和水车 则是早期的动力机械，用来灌溉、排水、 碾米、磨面，以及带动其他机械从事生产。
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为了保证大规模的能源供应，当前世 界各国都在制订规划、采取措施、组织力 量、增加投资，大力开发太阳能、风能、 生物质能、地热能、海洋能以及核聚变能 等新能源技术，力争在短时间内，将目前 的以化石能源为基础的常规能源系统，逐 步过渡到持久的、多样化的、可再生的新 能源系统。
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只要应用现代科学技术，广泛开发利用新能 源，大力提高能源利用效率，采取合理的能源政 策，可以避免能源危机的出现。 人类已经进入2l世纪，21世纪将是一个知识 经济的时代。我们应把开发利用新能源技术作为 以信息技术为核心的新科技革命的重要内容和重 要技术支柱，高度重视，大力发展。
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• 1、柴草时期 • 史前的人类，依靠采集植物和猎取动物取得能量，
以满足自身生存和繁衍的基本需要。火的发现是人类史上 自觉地利用能源的开端，人类学会了用火，才实现了人类 利用能源历史上的第一次大突破。有了火，人们开始利用 枯枝、杂草等燃料烧煮食物和取暖、照明。 以后，人们逐渐把火用于熔炼金属、烧制陶器、加工 各种工具和物件等方面，作为燃料的柴草消费量不断增加。 火的发现和柴草的使用，为人类从游牧生活向定居生活过 渡创造了条件，推动了农牧业的发展，导致了集镇的兴起， 开拓了人类物质文化生活的新局面。
能源概论
能源与交通工程学院 韩巧丽 2010.9
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第一节
绪论
能源是国民经济发展和人民生话所必 需的重要物质基础，对社会、经济发展和 提高人民物质文化生活水平极为重要。现 代社会的生产和生活，依赖于能源的大量 消费。要实现把中国建设成为社会主义现 代化国家的战略目标，能源是重要的物质 条件，因此，在中国的社会主义现代化建 设中，必须充分重视能源问题。
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现代化的交通运输工具更离不了能源。没有 煤炭、石油和电力的供应．无论是火车、汽车， 还是飞机、轮船都无法行驶。现代的交通运输也 是以强大的能源工业作为基础的。 能源在国防建设中具有重要作用。汽车、装 甲车、坦克、舰艇等摩托化、机械化的武器离不 开石油；喷气式飞机、火箭、导弹等新式武器在 使用中要消耗大量石油制品和其他燃料。实现国 防现代化必须依靠发达的能源工业。
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能源在现代工业生产中占有重要地位。 从技术上来说，现代工业生产有3项不可缺 少的物质条件：一是原料和材料，二是能 源，三是机器设备。任何机器进行生产， 都必须有足够的能源供应作保证。现代工 业生产离开了能源，机器设备就不能运转， 生产就将停止。
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能源和现代化农业的关系十分密切。 在现代化的农业生产中，耕种、灌溉、收 割、脱粒、烘干、贮藏、运输等环节都要 直接消耗能源；使用化肥、农药、除草剂 需要间接消耗能源。随着中国农业机械化、 电气化的发展，农业生产对能源的需求量 将日益增加，能源工业的发展水平将直接 影响农业生产的发展。
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• 二、人类利用能源的历史演变 • 随着生产的发展和科学技术的进步，人类利
用能源的范围在逐步扩大。人类对能源的利用， 有一个漫长的历史发展过程。从原始人的茹毛饮 血、穴内野外的生活，发展到现代社会高度发达 的物质文明与精神文明，对能源利用范围的扩大 与结构的变化起了重要的作用。 在历史上，人类社会已经经历了3个能源时 期，即柴草时期、煤炭时期和石油时期。
到利用原子能，人们一直在为获得新的能源而努 力。 1973年，西方世界爆发的石油危机(也叫能 源危机)震撼了全世界，它宣告了石油时代的结束， 预示着一场新的能源变革将要来临。从此，能源 结构的演变进入了一个过渡时期。当前，新科技 革命在能源领域中变革的主要特征是：正在趋于 枯竭的、非再生的、在消费过程中产生污染和公 害的化石能源，将逐步被可再生的、储量丰富的、 无污染和公害的各种可再生的新能源所代替。但 是，要摆脱化石燃料绝非轻而易举，将是一个漫 长的过程。