太阳能生物质能和氢能的利用省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

世界能源主要起源第7页石油石油 40年年天然气天然气 5 0 年年煤煤 炭炭 240年年能源危机第8页环境污染第9页第10页风能风能生物质能生物质能太阳能新能源第11页波浪能波浪能地热能地热能第12页第13页材料：向地球源源不停地输送丰富、洁净、无偿能量。有些人预计，地球上每年经过光合作用储备太阳能相当于全球能源年耗量10倍左右。第14页一、太阳能利用一、太阳能利用1 1、太阳能是最基本能源、太阳能是最基本能源地球上风能、水能、海洋温差能、地球上风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是起源于太阳；即使是地球上都是起源于太阳；即使是地球上化化石燃料石燃料（如煤、石油、天然气等如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来从根本上说也是远古以来贮存下来太阳能。太阳能。第15页日常生活中有哪些利用太日常生活中有哪些利用太阳能实例？阳能实例？太阳能光热转换技术产品最多太阳能光热转换技术产品最多。如热水器、。如热水器、开水器、干燥器、采暖和制冷、温室与太阳房、开水器、干燥器、采暖和制冷、温室与太阳房、太阳灶和高温炉、海水淡化装置、水泵、热力发太阳灶和高温炉、海水淡化装置、水泵、热力发电装置及太阳能医疗器具。电装置及太阳能医疗器具。太阳能电池应用范围很广。太阳能电池应用范围很广。比如人造卫星、比如人造卫星、无人气象站、通讯站、电视中继站、太阳钟、电无人气象站、通讯站、电视中继站、太阳钟、电围杆、航标灯、铁路信号灯。围杆、航标灯、铁路信号灯。第16页1、光热能转换、光热能转换 原理：利用太阳辐射加热物体而原理：利用太阳辐射加热物体而取得热能取得热能应用：应用：太阳能热水器太阳能热水器 反射式太阳灶反射式太阳灶 高温太阳炉高温太阳炉 地膜、大棚、温室地膜、大棚、温室二、太阳能利用方式二、太阳能利用方式第17页光能光能热能热能太阳炉太阳炉太阳灶太阳灶热水器热水器大棚大棚第18页陕西省延安市东馨家园窑洞住宅小区陕西省延安市东馨家园窑洞住宅小区 住户张新丽（左）在家门口利用太阳能住户张新丽（左）在家门口利用太阳能烧水烧水 第19页n另一个形式是利用小型太阳能装置为房屋采暖供热，现另一个形式是利用小型太阳能装置为房屋采暖供热，现己大量应用。己大量应用。第20页（1）光光热热电转换电转换 2、光电转换、光电转换 基本原理基本原理:利用利用太阳辐射能太阳辐射能发电。发电。第21页2、光电转换、光电转换 应用：应用：为无电场所提供电池，包含移动为无电场所提供电池，包含移动 电电 源和备用电源、太阳能日用电子产品源和备用电源、太阳能日用电子产品 基本原理基本原理:是利用是利用光电效应光电效应基本装置基本装置:是太阳能电池是太阳能电池（2）光光电转换电转换 第22页光能光能电能电能第23页太阳房第24页太阳能发电太阳能发电第25页美国军用太阳能发电帐篷美国军用太阳能发电帐篷第26页3、光化学能转化、光化学能转化n应用：选择应用：选择芒硝晶体芒硝晶体(十水合硫酸十水合硫酸钠晶体钠晶体)白天吸收热量溶解白天吸收热量溶解,晚上放晚上放出热量结晶出热量结晶.第27页4、光生物质能转换、光生物质能转换n原理：经过地球上众多原理：经过地球上众多植物光合作用植物光合作用，将，将太太阳辐射转化为生物质能阳辐射转化为生物质能化学方程式：化学方程式：6H2O+6CO2 C6H12O6+6O2光光叶绿素叶绿素原理原理:光能光能化学能化学能第28页(C6H10O5)n+nH2O nC6H12O6C6H12O6(s)+6O2(g)6H2O(l)+6CO2(g)H=-2804kJ/mol淀粉、纤维素淀粉、纤维素葡萄糖葡萄糖第29页1、生物质能、生物质能起源于植物及其加工产品起源于植物及其加工产品贮存能量贮存能量。二、生物质能利用二、生物质能利用2、生物质能源是一个理想、生物质能源是一个理想可再生能源可再生能源，其含有以下特点：其含有以下特点：可再生性；可再生性；低污染性低污染性；广泛分布性广泛分布性。第30页3、生物质能利用方式、生物质能利用方式1、直接燃烧、直接燃烧2、生物化学转换、生物化学转换3、热化学转换、热化学转换第31页1、直接燃烧、直接燃烧注释注释:用纤维素（用纤维素（C6H10O5）n代表植物枝叶主代表植物枝叶主要成份要成份（C6H10O5)n+6n O26n CO2+5n H2O点燃缺点缺点:生物质燃烧生物质燃烧过程生物质能净过程生物质能净转化转化效率在效率在2040之间之间和污染和污染严重。严重。第32页2、生物化学转换1）、制沼气）、制沼气 原料：原料：条件：条件：主要成份：主要成份：用途：用途：植物秸秆、枝叶、人畜粪便植物秸秆、枝叶、人畜粪便厌氧厌氧甲烷甲烷CO2、H2S、NH3、PH3气体燃料、提供肥料气体燃料、提供肥料第33页第34页2)制乙醇制乙醇原料原料条件条件用途用途方程式方程式含糖类淀粉多农作物含糖类淀粉多农作物催化剂、水解、细菌发酵催化剂、水解、细菌发酵燃料、与汽油混合作发动机燃料燃料、与汽油混合作发动机燃料（C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6催化剂催化剂C6H12O62C2H5OH+2CO2发酵发酵第35页乙醇乙醇汽油汽油汽车汽车第36页乙醇汽油是用乙醇汽油是用90%普普通汽油与通汽油与10%燃料乙燃料乙醇调和而成。醇调和而成。首先，乙醇首先，乙醇汽油增加汽油中含氧量，汽油增加汽油中含氧量，使燃烧更充分使燃烧更充分，有效地降，有效地降低了尾气中有害物质排放；低了尾气中有害物质排放；第二，有效第二，有效提升汽油标号提升汽油标号，使发动机运行更平稳；第使发动机运行更平稳；第三，可有效三，可有效消除消除火花塞、火花塞、气门、活塞顶部及排气管、气门、活塞顶部及排气管、消声器部位消声器部位积炭积炭，能够延，能够延长主要部件使用寿命。长主要部件使用寿命。第37页3、热化学转换、热化学转换复杂化学反应复杂化学反应生物质生物质可燃性气体可燃性气体第38页广西柳州建中国首个广西柳州建中国首个甘蔗秸杆发电厂：甘蔗秸杆发电厂：n该项目二该项目二OO九九n年六月年六月已已建成投产，总投资二亿余元人民建成投产，总投资二亿余元人民币，每年发电二亿千瓦时，可节约十万吨币，每年发电二亿千瓦时，可节约十万吨标准煤。广西是中国蔗糖主产区，蔗农占标准煤。广西是中国蔗糖主产区，蔗农占广西总人口近四分之一。利用广西丰富甘广西总人口近四分之一。利用广西丰富甘蔗叶、秸杆发电不但能变废为宝，节约煤蔗叶、秸杆发电不但能变废为宝，节约煤炭资源，使广西蔗农又多了一项经济收入，炭资源，使广西蔗农又多了一项经济收入，同时还可极大缓解广西工业重镇柳州用电同时还可极大缓解广西工业重镇柳州用电压力。压力。第39页3、开发生物质能意义开发生物质能意义n生物质能是仅次于煤炭、石油和天然气第四大能源。n美国年消耗可再生能源中有50.4来自生物质能。n开发低成本、利用效率高，生物质能生产工艺，对广大发展中国家俱有重要意义。第40页拓展视野拓展视野生活垃圾中生物生活垃圾中生物质能利用质能利用第41页三、氢能开发与利用三、氢能开发与利用1、氢能开发，大势所趋、氢能开发，大势所趋“绿色能源绿色能源”热值高，热值高，且且燃烧产物是水燃烧产物是水零排放，无污染零排放，无污染，可循环利用，可循环利用原料丰富：制取氢气原料是水原料丰富：制取氢气原料是水，资源无穷无尽，资源无穷无尽不存在枯竭问题不存在枯竭问题氢能利用路径多氢能利用路径多燃烧放热或电化学发电燃烧放热或电化学发电氢储运方式多氢储运方式多气体、液体、固体或化合物气体、液体、固体或化合物第42页2、氢能产生方式、氢能产生方式1）电解水制得）电解水制得2）生物质气化制得）生物质气化制得3）以天然气、石油和煤为原料，在高温）以天然气、石油和煤为原料，在高温 下与水蒸气反应制得下与水蒸气反应制得4）以天然气、石油和煤为原料，用部分）以天然气、石油和煤为原料，用部分氧化法制得氧化法制得5）光）光分分解水制解水制氢气氢气理想制取路径理想制取路径发酵分解法、细菌分解法、催化分解法等发酵分解法、细菌分解法、催化分解法等第43页 微生物制氢微生物制氢是一个无污染经济制氢方法。该方法含有原料是一个无污染经济制氢方法。该方法含有原料易得（如采取有机污染物为原料）、制氢成本易得（如采取有机污染物为原料）、制氢成本低并可与治理环境污染相结合等优点，该技术低并可与治理环境污染相结合等优点，该技术六十年代中期就已提出，九十年代受到重视，六十年代中期就已提出，九十年代受到重视，德、日、美等一些发达国家制订了生物制氢发德、日、美等一些发达国家制订了生物制氢发展计划，我国近年也已开发出以展计划，我国近年也已开发出以厌氧活性污泥厌氧活性污泥对有机废水发酵制取氢气技术，生产成本低于对有机废水发酵制取氢气技术，生产成本低于电解水制氢，并能以中试规模制氢，电解水制氢，并能以中试规模制氢，产氢率达产氢率达5.7m3/m3反应器反应器/d。第44页3 3、还未处理问题、还未处理问题氢气廉价制取、氢气廉价制取、氢气贮存和运输、氢气贮存和运输、4、氢能经济关键技术、氢能经济关键技术廉价而又高效制氢技术廉价而又高效制氢技术安全高效储氢技术安全高效储氢技术开发新型高效储氢材料开发新型高效储氢材料和安全储氢技术是当务之急和安全储氢技术是当务之急第45页5、贮氢材料贮氢材料处理了氢气贮存、运输处理了氢气贮存、运输n反应可逆反应可逆n氢以原子形式储存，固态储氢，安全可靠氢以原子形式储存，固态储氢，安全可靠n较高储氢体积密度较高储氢体积密度Abs.Des.M+x/2H2MHx 贮氢金属、薄膜金属氢化物、一些有机物和一些贮氢金属、薄膜金属氢化物、一些有机物和一些有机液体氢化物有机液体氢化物第46页氢气贮存和运输问题氢气贮存和运输问题碳纳米管储氢材料碳纳米管储氢材料第47页