第一節 能源的概念與分類 第二節 新能源的地位和作用 第三節 新能源的現狀和展望

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1 第一節 能源的概念與分類 第二節 新能源的地位和作用 第三節 新能源的現狀和展望
走進能源 大 綱 第一節　能源的概念與分類 第二節　新能源的地位和作用 第三節　新能源的現狀和展望

2 第一節 能源的概念與分類 一、什麼是能源 能源可簡稱為含有能量的資源。或者也可以說是：能夠向人們提供能量的自然資源，就叫能源。《大英百科全書》對能源的解釋為：「能源是一個包括所有燃料、流水、陽光和風的術語，人類採用適當的轉換手段，給人類自己提供所需的能量。」

3 能量可以分為六大類，包括 機械能(mechanical energy) 熱能(heat energy)
電能(electric energy) 化學能(chemical energy) 電磁能(electromagnetic energy) 原子能(atomic energy)。

4 能源按其形態特性或轉換和利用的層次可分為以下12類：固體燃料、液體燃料、氣體燃料、水能、核能（通常指核分裂能）、電能、太陽能、風能、生物質能、地熱能、海洋能、核融合能，如表1-1所示。

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6 二、初級能源與二次能源 初級能源(primary energy)：是在自然界中現成存在的能源，也就是從自然界直接取得、不改變其基本形態的能源。如煤炭、石油、天然氣、水力、核燃料、太陽能、生物質能、海洋能、風能、地熱能等。

7 第二類，是來自地球本身的初級能源，如核燃料、地熱能等。
初級能源按其形成和特點，又可分為三大類 第一類，是來自地球以外天體的能量，主要是太陽，也包括太陽以外的天體。這一類能源包括煤炭、石油、天然氣、油頁岩等。它們是古代生物沈積在地下，經過多年形成的可燃礦物。 第二類，是來自地球本身的初級能源，如核燃料、地熱能等。 第三類，是地球和其他天體相互作用而產生的能量。潮汐能就是地球、月球和太陽三者之間相互作用而產生的能源。

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9 二次能源(secondary energy)：是初級能源經過加工、轉換成另一種形態的能源，主要有電力、焦炭、煤氣、蒸汽、熱水，以及汽油、煤油、柴油、重油等石油製品。初級能源無論經過幾次轉換所得到的另一種能源，都稱為二次能源。

10 三、常規能源與新能源 按照人類社會開發利用能源的進程和技術狀況，把能源分成常規能源和新能源兩種。
常規能源又稱為傳統能源(conventional energy) 新能源(new energy)是指目前還沒有被大規模使用，但已經開始或即將被人們推廣利用的初級能源。

11 四、再生能源和非再生能源 在自然界的初級能源中，依照能源是否能夠有規律地不斷再生和得到補充，可分為可再生能源(renewable energy)和非再生能源(nonrenewable energy)。

12 再生能源：顧名思義，「再生」是再生產和再出現的意思。再生能源就是能夠循環使用、不斷得到補充的初級能源。如水能、太陽能、生物質能、風能、海洋熱能、潮汐能。
非再生能源：是指經過開發使用之後，不能重複再生的自然能源，也就是在短期內無法恢復的初級能源，又叫不可更新能源或消耗性能源。如煤炭、石油、天然氣、油頁岩和核燃料鈾、釷等。

13 五、能源的其他分類 燃料能源和非燃料能源：這是按使用情況的分類。燃料能源包括礦物燃料（如煤炭、石油、天然氣等）、生物燃料（如木材、沼氣碳水化合物、蛋白質、脂肪、有機廢物等）、化工燃料（如丙烷、甲醇、酒精、苯胺、火藥等）、核燃料（如鈾、釷、氘、氚等）。 含能體能源和過程性能源：這是從能源的儲存和輸送的性質考慮分類的。凡是包含著能量的物體，都叫做含能體能源，它們可以被人們直接儲存和輸送，各種燃料能源和地熱能都是含能體能源。

14 清潔能源和非清潔能源：這是從環境保護的角度，人們根據能源在使用中所產生的污染程度所做的分類。
商品能源和非商品能源：商品能源是指經流通環節大量消費的能源，主要有煤炭、石油、天然氣、電力等。非商品能源是指不經流通環節而自產自用的能源，如農戶自產自用的薪柴、稭稈、農民自用的牲畜糞便等。

15 六、能源的品質評價 評價能源品質的技術指標，主要有以下幾個方面。 1.能流密度 2.開發費用和設備價格 3.存儲可能性與供能的連續性
4.運輸費用與損耗 5.對環境的污染 6.儲藏量 7.能源品位

16 七、能源的計量單位 在國際單位制中，能量的單位是焦耳。物體擁有的能量反映它對做功的能力。功和能量具有相同的單位。
焦耳(Joule)為力與距離乘積所得之單位，其定義：1焦耳=1牛頓•公尺（1公斤力= 牛頓）。其中，1牛頓(Newton)表示使質量1公斤的物體產生1公尺／秒平方的加速度所需之力，也就是 。 功率(power)則是做功快慢程度的度量。它用單位時間內做的功（或消耗的功）來表示，功率的基本單位是瓦特(Watt；W)，1瓦特=1焦耳/秒或1焦耳=1瓦特•秒。

17 第二節 新能源的地位和作用 歷史上人類社會的一切活動，從衣食住行，到文化娛樂，都直接和間接地與能源的開發和利用有關。
16世紀末，人們已經知道用焦炭煉鐵的方法了。1765年，詹姆斯•瓦特(James Watt)製作蒸汽機成功，煤炭開始登上工業生產的大舞臺，充分發揮其劃時代的能源作用，這時有「煤炭時代」之稱。 20世紀出現了以世界規模的石油時代，從而能源的寶座由煤炭讓位給石油了。

18 第三次能源大轉換時期，能源消費結構，已開始從石油為主要能源逐步向多元能源過渡（第一次是煤炭取代木材等成為主要能源；第二次是石油取代煤炭而居主導地位；第三次是目前正出現的以向多能源結構的過渡，這一轉換現在還沒有完成）。 這第三次能源轉換，即新能源取代石油而居主導地位。新能源中核能是最有希望取代石油的重要能源。

19 第三節 新能源的現狀和展望 一、新能源的現狀 1.核電建設穩步發展 2.風能的開發 3.太陽能的利用 4.地熱的開發利用 5.氫能
6.海洋能

20 二、新能源的展望 在未來的能源中，太陽能最為引人注目，使用太陽能的新技術、新方法將應運而生，那時將真正感受到太陽能是取之不盡、用之不竭的。太陽每年照射到地球表面的能量相當於人類年需能量總和的5000倍。 新興的光電池工業發展很快，將成為未來太陽能利用的主體，衛星太陽能電廠的設想，由於光電技術的發展和太空梭試驗的成功，很可能在21世紀中葉建成5百萬千瓦的衛星太陽能電廠。估計到2080年，全世界每年所利用的太陽能大約相當於350億噸煤炭，等於現在世界能量總消費量的3.5倍。

21 其次是氫能。在發展未來動力的預測中，氫越來越被重視。有的科學家甚至將21世紀稱為「氫能源時代 (the Age of Hydrogen)」。目前一些國家正在研究使用氫能發動機，用氫作燃料的汽車和飛機。它是未來能源中最有開發價值的能源之一。

22 現在廣泛使用的核電廠是第一代——熱中子爐核電廠。它只能利用鈾資源的1%～2%，這只不過是核分裂能利用的初級階段：第二代是快中子增殖爐。這種反應爐現在正處於工業驗證階段，應該說其大發展還在後面。
第三代是核融合爐，就是受控熱核反應。這是最理想的新能源。目前正處在研究探索當中，這是最高級的核能，它將為人類提供巨大電力。它的原材料是海水中取之不盡的重氫（氘）和鋰元素。

23 水力能，利用江河的流水發電、利用潮汐和海水運動發電是今後開發新能源的課題之一。據調查，全世界水能資源蘊藏量在50億千瓦以上，經濟可用的水能資源每年可發電44.3萬億度。如能全部開發可滿足當前世界能源總需求量的1/7。僅世界潮汐在一個漲落循環中所產生的能量，就比全世界所有水電廠的發電容量大100倍。

24 風能利用與開發，將在新能源的研究中佔有一定的地位。據專家研究，歐洲風力發電如能充分利用，可產生出相當於歐洲現有電力消費的25%。中國大陸東南沿海幾島嶼為最大風能資源區。此外，新疆、內蒙古和甘肅也是較大的風能資源區，潛力很大；臺灣四面環海，風能資源亦值得規劃利用。

25 生物質能，地球上蘊藏的生物質達18000億噸，而植物每年經太陽的光合作用生成的生物質總量為1440～1800億噸，約等於現在世界能源消耗總量的10倍，當今人們充其量只消耗了15%左右，而且利用效率不高。隨著科學技術的進步，生物質已開始採用各種方法，使之轉化為木炭、焦油、可燃氣體（利用熱化學法轉換），沼氣、酒精等（生物化學轉換法），生物油、製成成型狀燃料等，用於民用、工業、汽車、農業能等各方面。