能源教学课件

能源教学课件认识能源，拥抱未来第一章能源基础概念什么是能源？能源的定义能源是使事物发生变化和运动的能力，是一切物理和化学过程的驱动力能量守恒定律能量既不会凭空产生，也不会消失，只会从一种形式转化为另一种形式能源的多种形式机械能热能包括动能和势能，如流水的动能、高处物体的重力势能分子运动产生的能量，广泛应用于供暖和工业生产光能电能电磁辐射能量，太阳光是地球上最重要的光能来源电荷移动产生的能量，现代社会最重要的能源形式化学能核能化学键储存的能量，如燃料燃烧释放的能量能源的单位与测量基本单位焦耳（）实用单位千瓦时（）J kWh国际单位制中能量的标准单位，以物电力行业常用单位，1千瓦时=理学家詹姆斯·焦耳命名

3.6×10⁶焦耳生活单位卡路里（）cal食物能量单位，1卡路里=

4.18焦耳准确测量和记录能源消耗是节能减排的重要基础，帮助我们更好地管理和优化能源使用太阳——地球能源的源泉太阳每秒钟向地球提供的能量相当于全球一年的能源消耗总量这颗恒星不仅直接为我们提供光和热，更是风能、水能、生物质能等多种可再生能源的根本来源理解太阳能的重要性，就理解了可持续发展的核心所在第二章传统能源详解传统能源是人类工业文明的基石，至今仍是全球能源供应的主力深入了解化石能源和核能的特点、优势与局限，有助于我们更好地规划能源转型的路径，实现经济发展与环境保护的平衡化石能源的起源与种类古代生物沉积形成化石燃料数亿年前的动植物遗体在地层中堆积最终形成煤炭、石油和天然气123高温高压转化在地壳深处经历漫长的物理化学变化年75%150全球占比储量预估化石能源在全球能源消费中的比重按目前消耗速度的可开采年限煤炭的种类与利用褐煤含水量高，热值较低，主要用于发电和化工原料烟煤应用最广的煤种，用于发电、炼钢和化学工业无烟煤碳含量最高，燃烧充分，主要用于高级用途煤炭作为最丰富的化石燃料，在全球发电中仍占重要地位然而，燃煤发电的环境影响促使各国加快发展清洁能源技术，包括煤炭清洁利用和可再生能源替代石油与天然气石油天然气01清洁优势原油开采燃烧更充分，污染物排放相对较少从地下或海底油田提取原油高效利用02炼制加工热效率高，适合发电和供暖通过蒸馏分离出各种石油产品03多元应用汽油、柴油、燃料油、化工原料等核能基础知识核裂变原理核电站运行铀-235原子核分裂释放巨大能量和中子，形控制链式反应产生热能，驱动汽轮机发电成链式反应安全挑战高效清洁核废料处理和核安全需要严格的技术保障单位燃料产生的能量是化石燃料的数万倍传统能源的环境影响温室气体排放空气质量恶化化石燃料燃烧产生大量二氧化碳，加燃煤发电产生的硫化物、氮氧化物和剧全球气候变暖工业革命以来，大颗粒物严重影响空气质量，导致酸雨气中CO₂浓度已从280ppm上升到和雾霾问题415ppm生态环境破坏露天开采破坏地表植被，海上石油泄漏污染海洋环境，影响生物多样性和生态平衡传统能源的环境代价我们不是从祖先那里继承了地球，而是从子孙后代那里借来了地球认识传统能源的环境影响，是我们走向可持续发展道路的第一步每一度电、每一滴油的背后，都关联着环境成本只有深刻理解这些影响，我们才能更好地珍惜资源，推动绿色转型第三章可再生能源的崛起可再生能源代表着人类能源利用的新时代它们来源于自然、取之不尽、用之不竭，为解决能源危机和环境问题提供了希望随着技术进步和成本降低，可再生能源正在全球范围内快速发展，成为能源转型的主力军什么是可再生能源？风能太阳能风力驱动叶片转动产生清洁电力利用太阳辐射转化为电能或热能水能河流、海洋的动能转化为电能地热能生物质能地球内部热能的清洁利用植物和有机废料转化的可再生能源可再生能源的核心特征是可持续利用和环境友好，它们不会因使用而枯竭，且在能源转换过程中产生的污染最小太阳能发电技术光伏发电利用硅太阳能电池板将阳光直接转化为电能，效率不断提升，成本持续下降光热发电利用反射镜聚焦阳光产生高温，驱动汽轮机发电，可配置储热系统1000GW85%全球装机成本下降2022年全球太阳能装机容量过去十年太阳能成本降幅风能利用现状陆上风电海上风电技术成熟，成本较低，是目前风电发展的主力大型风电场已成为许多地区重要的电力来源风力资源丰富稳定，发电效率更高，是未来风电发展的重要方向，技术不断突破水力发电与海洋能大型水力发电建设水坝蓄水发电，装机容量大，技术成熟，但对生态环境影响较大小型水电站利用河流自然流量发电，环境影响小，适合分布式发展海洋能开发潮汐能和波浪能技术正在快速发展，海洋能源前景广阔水力发电是最成熟的可再生能源技术，全球水电装机容量超过1300GW海洋能虽然仍处于发展初期，但其巨大的能源潜力值得期待生物质能与地热能生物质能•农林废料秸秆、木屑、果壳等转化为燃料•能源作物甘蔗、玉米等生产生物乙醇•有机废物生活垃圾、畜禽粪便产生沼气•生物柴油废食用油、藻类制备清洁燃料地热能地热发电利用地下热水或蒸汽发电，冰岛、菲律宾等地热资源丰富的国家已大规模应用地热能不受天气影响，可24小时稳定发电可再生能源的优势与挑战环境友好资源丰富技术进步零或极低的温室气体排放，不产生空气污染太阳能、风能等资源储量巨大，分布广泛效率不断提升，成本快速下降123间歇性问题初期投资高技术挑战太阳能和风能受天气影响，发电不稳定，需基础设施建设需要大量资金投入，回收期较储能、智能电网、电力系统稳定性等技术需要储能技术配合长要突破绿色能源的未来海上风电代表着可再生能源技术的前沿发展方向在广阔的海洋上，风力资源更加丰富稳定，为人类提供源源不断的清洁电力这不仅是技术的胜利，更是人类与自然和谐共生的美好愿景的体现第四章能源转换与利用能源转换是将自然界的各种能源形式转化为我们所需能源的关键过程从煤炭燃烧发电到太阳能光伏转换，从化学电池储能到氢燃料电池应用，每一种转换技术都体现着人类的智慧与创新了解这些转换原理，有助于我们更好地利用能源能源转换的基本原理化学能热能热能机械能→→燃料燃烧释放化学键储存的能量蒸汽推动涡轮机叶片转动电能各种应用机械能电能→→通过电网输送到千家万户发电机将转动能量转化为电力35%90%火电效率水电效率发电厂的工作流程火力发电燃烧化石燃料→产生蒸汽→推动汽轮机→带动发电机→产生电力核能发电核裂变产热→生成蒸汽→驱动汽轮机→发电机发电→输送电力水力发电水流冲击→水轮机转动→直接驱动发电机→产生电能→电网输送风力发电风力驱动→风机叶片转动→齿轮箱增速→发电机发电→并网输电现代电网是一个复杂的系统，需要精确平衡发电量和用电量，确保电力供应的稳定性和可靠性智能电网技术正在提升整个系统的效率和灵活性节能减排与能源效率家庭节能措施工业节能技术照明优化废热回收使用LED灯具，合理控制照明时间利用工业废热进行供暖或发电家电升级设备升级选择能效等级高的家用电器采用高效电机和变频调速技术建筑改善智能管理提高门窗密封性，使用保温材料建立能源管理系统，优化用能结构新兴能源技术储能技术革命氢能产业兴起锂电池、液流电池等储能技术快速发展，解决可再生能源间歇性问题抽水蓄能作为大规氢燃料电池在交通、工业等领域应用前景广阔绿氢制备技术不断进步，氢能有望成为实模储能的成熟技术，在电网调峰中发挥重要作用现碳中和的重要途径300GWh$2/kg储能增长氢能目标预计2030年全球储能装机容量2030年绿氢成本目标第五章能源挑战与未来趋势人类正站在能源转型的历史关键节点气候变化的紧迫性、技术创新的突破、政策支持的完善，共同推动着全球能源体系的深刻变革理解这些挑战与机遇，有助于我们更好地参与和推动这场绿色革命全球能源危机与气候变化气候紧急状态1全球升温

1.5°C目标资源枯竭风险2化石能源储量有限环境污染加剧3空气质量、生态破坏问题能源安全挑战4供应链稳定、地缘政治影响《巴黎协定》设定的目标要求全球在2030年前将碳排放量减少45%，2050年实现净零排放这需要前所未有的能源转型速度和规模能源转型的中国与世界碳达峰2030中国承诺2030年前实现碳排放达峰，非化石能源占比25%12碳中和2060力争2060年前实现碳中和，建设清洁低碳安全高效的能源体系新能源汽车绿色建筑产业升级中国新能源汽车产销量连续8年全球第一，2023推广被动式建筑、近零能耗建筑，提升建筑能效传统高耗能产业绿色改造，发展清洁生产技术年渗透率达

35.7%标准结语能源的未来由你我共同创造学习能源知识深入了解能源科学，培养科学素养和环保意识践行节能理念从日常生活做起，养成节约用电、绿色出行的好习惯投身创新事业积极参与能源技术研发，为清洁能源发展贡献力量推动绿色发展传播环保理念，推动社会向可持续发展方向转型能源转型不仅是技术革命，更是文明进步的象征每一个人都可以成为这场变革的参与者和推动者让我们携手努力，为子孙后代留下一个更加美好、清洁的地球家园未来属于清洁能源，未来属于每一个有环保意识的你！让我们共同期待并创造一个由可再生能源驱动的美好世界。