1、 第一節第一節 煤煤 炭炭 第二節第二節 石石 油油 第三節第三節 天天 然然 氣氣 第四節第四節 水水 能能 第五節第五節 二次能源二次能源 煤是古代的植物體因煤是古代的植物體因為地殼運動而埋沒地為地殼運動而埋沒地下，在適宜的地質環下，在適宜的地質環境中經過漫長年代的境中經過漫長年代的演變而成的，演變而成的，碳含量碳含量(即碳的質量分數即碳的質量分數)一一般為般為46%97%。煤。煤是重要的燃料和化學是重要的燃料和化學工業原料。煤在地球工業原料。煤在地球上的儲量非常豐富。上的儲量非常豐富。 煤是由有機物質和無機物質混合組成的。煤是由有機物質和無機物質混合組成的。煤中有機物質主要由碳（煤中有機

2、物質主要由碳（C）、氫（）、氫（H）氧（氧（O）、氮（）、氮（N）四種元素構成，還有）四種元素構成，還有一些元素則組成煤中的無機物質，主要一些元素則組成煤中的無機物質，主要有硫（有硫（S）、磷（）、磷（P）以及稀有元素等）以及稀有元素等 。 水分水分 灰分灰分 揮發分揮發分 發熱量發熱量 煤的科學分類為煤炭煤的科學分類為煤炭的合理開發和利用提的合理開發和利用提供了基礎，通常最簡供了基礎，通常最簡單的分類方法是根據單的分類方法是根據煤中干燥無灰基揮發煤中干燥無灰基揮發分含量將煤分成褐煤、分含量將煤分成褐煤、煙煤和無煙煤三大煙煤和無煙煤三大類類 。 煤炭是地球上蘊藏量最豐富、分布地域煤炭是地球上蘊

3、藏量最豐富、分布地域最廣的化石燃料。根據世界能源委員會最廣的化石燃料。根據世界能源委員會的評估，世界煤炭可采資源量達的評估，世界煤炭可采資源量達，占世界化石燃料，占世界化石燃料可采資源可采資源量的量的。 露天開采：露天開采的優點是開采效率露天開采：露天開采的優點是開采效率高，生產成本低，建設周期短，勞動條高，生產成本低，建設周期短，勞動條件好，安全性高。缺點是易受氣候和季件好，安全性高。缺點是易受氣候和季節影響，矸石占地面積大。節影響，矸石占地面積大。 礦井開采：凡是不經濟或不適合露天開礦井開采：凡是不經濟或不適合露天開采的煤田就必須采用礦井開采。采的煤田就必須采用礦井開采。 露天開采露天開采

4、礦井開采礦井開采 我國能源資源的基本特點是富煤、貧油、我國能源資源的基本特點是富煤、貧油、 少氣。這就決定了煤炭在一次能源中的重少氣。這就決定了煤炭在一次能源中的重要地位。統計表明，我國煤炭資源總量要地位。統計表明，我國煤炭資源總量為為，其中已探明儲量為，其中已探明儲量為，占世界總儲量的占世界總儲量的，而石油占，而石油占，天然氣僅占天然氣僅占。 在我國，煤炭資源主要分布在山西、陜在我國，煤炭資源主要分布在山西、陜西、內蒙古、黑龍江、遼寧、山東幾個西、內蒙古、黑龍江、遼寧、山東幾個省區，著名的大型煤礦有大同煤礦、東省區，著名的大型煤礦有大同煤礦、東勝煤礦、神府煤礦等。勝煤礦、神府煤礦等。 中國煤

5、炭資源總量雖然較多，但探明程中國煤炭資源總量雖然較多，但探明程度低，人均占有儲量較少，按度低，人均占有儲量較少，按1999年人年人均可采儲量對比，中國人均可采儲量僅均可采儲量對比，中國人均可采儲量僅為為90.9噸，約為世界人均可采儲量的噸，約為世界人均可采儲量的55%。 中國煤炭資源和現有生產力呈逆向分布，中國煤炭資源和現有生產力呈逆向分布，造成了造成了“北煤南運北煤南運”和和“西煤東調西煤東調”的的被動局面。大量煤炭自北向南、由西到被動局面。大量煤炭自北向南、由西到東長距離運輸，給煤炭生產和運輸造成東長距離運輸，給煤炭生產和運輸造成了極大的壓力。了極大的壓力。 我國適合露天開采的煤炭資源不多

6、，煤我國適合露天開采的煤炭資源不多，煤炭生產以地下開采為主。炭生產以地下開采為主。 我國是世界上最大的煤炭消費國。我國是世界上最大的煤炭消費國。 在我國煤炭消費中，煤炭的加工轉換在我國煤炭消費中，煤炭的加工轉換（包括洗選、發電、供熱、煉焦、制氣（包括洗選、發電、供熱、煉焦、制氣及煤制品加工等）增長迅速，而煤炭終及煤制品加工等）增長迅速，而煤炭終端消費增長緩慢端消費增長緩慢。 煤炭是主要的能源，煤炭是主要的能源，但煤炭的開發利用但煤炭的開發利用也嚴重地污染了人也嚴重地污染了人們賴以生存的環境，們賴以生存的環境，因此煤炭的清潔開因此煤炭的清潔開發和利用是擺在全發和利用是擺在全人類面前的緊迫問人類面

7、前的緊迫問題。題。 潔凈煤技術（潔凈煤技術（clean coal technology）是旨在減少污染和提高效益的煤炭加工、是旨在減少污染和提高效益的煤炭加工、燃燒、轉換和污染控制等新技術的總稱。燃燒、轉換和污染控制等新技術的總稱。 它主要包括潔凈生產技術、潔凈加工技它主要包括潔凈生產技術、潔凈加工技術、高效潔凈轉化技術、高效潔凈燃燒術、高效潔凈轉化技術、高效潔凈燃燒與發電技術、燃煤污染排放治理技術等。與發電技術、燃煤污染排放治理技術等。 潔凈煤技術體系潔凈煤技術體系 燃燒前的處理主要是選煤、型煤和水煤燃燒前的處理主要是選煤、型煤和水煤漿三項措施。漿三項措施。 選煤的目的是降低原煤中的灰分、硫

8、分選煤的目的是降低原煤中的灰分、硫分等雜質的含量，并將原煤加工成質量均等雜質的含量，并將原煤加工成質量均勻、能適應用戶需要的不同品種及規格勻、能適應用戶需要的不同品種及規格的商品煤。的商品煤。 熱解法脫硫熱解法脫硫 堿法脫硫堿法脫硫 氣體脫硫氣體脫硫 氧化脫硫氧化脫硫 脫硫流程圖脫硫流程圖脫硫流程圖脫硫流程圖 就選煤能力而言，中國僅次于美國，居就選煤能力而言，中國僅次于美國，居世界第世界第2位，但總的來說煤炭入洗率很低，位，但總的來說煤炭入洗率很低，僅有僅有1/4煤炭入洗。煤炭入洗。 型煤是將粉煤或低品位煤加工成一定形型煤是將粉煤或低品位煤加工成一定形狀、尺寸和有一定理化性能的煤制品。狀、尺寸

9、和有一定理化性能的煤制品。 型煤是各種潔凈煤技術中投資小、見效型煤是各種潔凈煤技術中投資小、見效快、適宜普遍推廣的技術。快、適宜普遍推廣的技術。 水煤漿是水煤漿是20世紀世紀70年代興起的煤基液態年代興起的煤基液態燃料。它是由煤粉、水和少量添加劑組燃料。它是由煤粉、水和少量添加劑組成。成。 水煤漿的制備以浮選精煤為原料，經脫水煤漿的制備以浮選精煤為原料，經脫水、脫灰、磨制，加添加劑后與水混合水、脫灰、磨制，加添加劑后與水混合成漿。成漿。 干法干法 濕法濕法 混合法混合法 為達到環保目的，工廠企業通常采用高為達到環保目的，工廠企業通常采用高煙囪排放：它是將燃燒裝置產生的有害煙囪排放：它是將燃燒裝

10、置產生的有害煙氣排放到遠離地面的大氣層中，并通煙氣排放到遠離地面的大氣層中，并通過大氣的運動使污染物濃度降低，以改過大氣的運動使污染物濃度降低，以改善污染源附近的大氣質量，但這種方法善污染源附近的大氣質量，但這種方法并不能減少有害物的排放總量，因此燃并不能減少有害物的排放總量，因此燃燒過程中處理，即爐內脫硫、脫硝是十燒過程中處理，即爐內脫硫、脫硝是十分重要的。分重要的。 燃燒后處理主要是煙氣凈化和除塵。燃燒后處理主要是煙氣凈化和除塵。 由于爐內脫硫往往達不到環保要求，所由于爐內脫硫往往達不到環保要求，所以還需對燃燒后的煙氣進行脫硫處理。以還需對燃燒后的煙氣進行脫硫處理。 按其方法分按其方法分:

11、 :干法脫硫和濕法脫硫。干法脫硫和濕法脫硫。 按反應產物的處理方法分按反應產物的處理方法分: :回收法和拋棄回收法和拋棄法。法。 按脫硫劑的使用情況分按脫硫劑的使用情況分: :再生法和非再生再生法和非再生法。法。 通常煙氣脫硝也分為干法和濕法。通常煙氣脫硝也分為干法和濕法。 干法煙氣脫硝主要有選擇性催化還原法干法煙氣脫硝主要有選擇性催化還原法和選擇性非催化還原法。和選擇性非催化還原法。 濕法脫硝是先將煙氣中濕法脫硝是先將煙氣中NOx含量最多的含量最多的NO通過氧化劑（如通過氧化劑（如O3、ClO2等）氧化生等）氧化生成成NO2，再被水或堿性溶液吸收。，再被水或堿性溶液吸收。 燃煤產生的大氣污染

12、物占我國煙塵排放燃煤產生的大氣污染物占我國煙塵排放總量的總量的60%，粉塵占，粉塵占70%以上，因此煙以上，因此煙氣除塵是一個突出的問題。氣除塵是一個突出的問題。 離心分離除塵器離心分離除塵器 洗滌式除塵器洗滌式除塵器 袋式過濾除塵器袋式過濾除塵器 靜電除塵器靜電除塵器 飛機、坦克、火箭、汽車等都使用液體飛機、坦克、火箭、汽車等都使用液體燃料，石油的儲量又比煤少得多；其他燃料，石油的儲量又比煤少得多；其他水能、核能又不能代替液體燃料，因此水能、核能又不能代替液體燃料，因此煤的液化一直是人們努力的目標。煤的液化一直是人們努力的目標。 煤的液化可以分為直接液化和間接液化。煤的液化可以分為直接液化和

13、間接液化。 石油是僅次于煤的石油是僅次于煤的化石燃料，它是一化石燃料，它是一種天然的黃色、褐種天然的黃色、褐色或黑色的流動或色或黑色的流動或半流動的黏稠的可半流動的黏稠的可燃液體、烴類混合燃液體、烴類混合物。物。 石油也稱為石油也稱為“原油原油”。它可以被加工成。它可以被加工成各種餾分，包括天然氣、汽油、石腦油、各種餾分，包括天然氣、汽油、石腦油、煤油、柴油、潤滑油、石蠟以及其他許煤油、柴油、潤滑油、石蠟以及其他許多種衍生產品，是最重要的液體燃料和多種衍生產品，是最重要的液體燃料和化工原料。化工原料。 石油只是有機物在地球演化過程中的一石油只是有機物在地球演化過程中的一種中間產物。種中間產物。

14、 石油主要是由烷烴、環烷烴、芳香烴等石油主要是由烷烴、環烷烴、芳香烴等烴類化合物組成。烴類化合物組成。 由于石油是一種由多種化合物組成的復由于石油是一種由多種化合物組成的復雜的混合物，因此其成分隨產地的不同雜的混合物，因此其成分隨產地的不同而變化很大。而變化很大。 目前世界上已找到近目前世界上已找到近3萬萬個油田和個油田和7 500個個氣田，這些油氣田遍布于地殼上六大穩氣田，這些油氣田遍布于地殼上六大穩定板塊及其周圍的大陸架地區。在定板塊及其周圍的大陸架地區。在156個個較大的盆地內幾乎均有油氣田發現，但較大的盆地內幾乎均有油氣田發現，但分布極不平衡。分布極不平衡。世界石油儲量分布圖世界石油儲

15、量分布圖 我國沉積盆地廣闊，有我國沉積盆地廣闊，有485個沉積盆地，個沉積盆地，擁有沉積巖面積擁有沉積巖面積670萬萬km2 ，其中陸上面，其中陸上面積積520萬萬km2，近海大陸架面積，近海大陸架面積150萬萬km2。 面積大于面積大于4萬萬km2的大型盆地的大型盆地12個，面積個，面積1萬萬km2的盆地的盆地50個。這個。這62個盆地占盆地總個盆地占盆地總數的數的12.8%，卻擁有全國石油地質資源量，卻擁有全國石油地質資源量的的97%；其中；其中9個主要含天然氣的盆地擁個主要含天然氣的盆地擁有全國天然氣地質資源量的有全國天然氣地質資源量的80%。 目前，我國石油資源的探明程度遠低于目前，我

16、國石油資源的探明程度遠低于其他產油國，特別是對近海大陸架可采其他產油國，特別是對近海大陸架可采儲資源比僅為儲資源比僅為0.145。而以上盆地和大陸。而以上盆地和大陸架中很可能存在豐富的油氣資源，因此架中很可能存在豐富的油氣資源，因此在油氣方面我國尚有巨大的資源潛力。在油氣方面我國尚有巨大的資源潛力。 根據根據2000年資料我國石油資源的地質資年資料我國石油資源的地質資源量為源量為1020億噸，可采資源量億噸，可采資源量114.4億噸。億噸。我國石油資源主要分布在東部區，約占我國石油資源主要分布在東部區，約占地質資源量的地質資源量的40%、可采資源量的、可采資源量的60%。 按目前的開采速度，到

17、按目前的開采速度，到2050年世界石油年世界石油的產量會縮減至的產量會縮減至1960年的水平。年的水平。 目前專家們比較一致的看法是，在石油目前專家們比較一致的看法是，在石油資源嚴重短缺前，現有的石油資源還可資源嚴重短缺前，現有的石油資源還可維持維持43年，加上非常規石油年，加上非常規石油(油頁巖，油油頁巖，油沙等沙等)，估計石油資源可持續開發，估計石油資源可持續開發70年。年。 由于石油資源日益匱乏，人們開始把眼由于石油資源日益匱乏，人們開始把眼光投向另一類烴類資源：油頁巖和油砂。光投向另一類烴類資源：油頁巖和油砂。 油頁巖是埋藏于沉積巖中，和礦物水成油頁巖是埋藏于沉積巖中，和礦物水成巖一層

18、層地交錯沉積。巖一層層地交錯沉積。 油砂也稱瀝青砂，是一種含有很黏瀝青油砂也稱瀝青砂，是一種含有很黏瀝青油的砂石，其中油的砂石，其中80%90%為無機質，為無機質，3%6%為水，為水，6%20%為瀝青油。為瀝青油。 石油工業是一個以石油勘探、開采、儲石油工業是一個以石油勘探、開采、儲運、煉制為主的工業，由于其工作的對運、煉制為主的工業，由于其工作的對象是深埋于地下的石油礦藏，因此有較象是深埋于地下的石油礦藏，因此有較高的不確定性，也就是說具有較大的風高的不確定性，也就是說具有較大的風險。險。 目前在世界一次能源的消費中，石油仍目前在世界一次能源的消費中，石油仍處在第處在第1位。根據位。根據20

19、01年的統計資料，世年的統計資料，世界一次性能源消費約為界一次性能源消費約為69.95億噸標準油，億噸標準油，其中石油消費量占其中石油消費量占43.0%。 在石油消費中，交通運輸占在石油消費中，交通運輸占57.0%，工業，工業占占19.7%，其他行業占，其他行業占17.1%，非能源行，非能源行業占業占6.2%。 石油消費偏重于經濟發達地區，經濟越石油消費偏重于經濟發達地區，經濟越發展，越需要更多的石油，美國是世界發展，越需要更多的石油，美國是世界第一大石油消費國第一大石油消費國. 20世紀世紀80年代以來，我國石油總產量從年代以來，我國石油總產量從1988年的年的1.012 2億噸增加到億噸增

20、加到1999年的年的1.568 74億噸，成為世界第五大產油國。億噸，成為世界第五大產油國。 另外，我國已從石油凈出口國變成石油另外，我國已從石油凈出口國變成石油凈進口國。凈進口國。 油田開發包括石油勘探、鉆井和油田的油田開發包括石油勘探、鉆井和油田的開采。開采。 石油勘探是石油開發中最重要的基礎環石油勘探是石油開發中最重要的基礎環節，它包括油田的尋找、發現和評估。節，它包括油田的尋找、發現和評估。 石油勘探通常分為區域普查、構造詳查、石油勘探通常分為區域普查、構造詳查、預探和詳探等四個階段。預探和詳探等四個階段。 鉆井，就是從地面打開一條通往油、氣鉆井，就是從地面打開一條通往油、氣層的孔道，

21、以獲取地質資料和油氣能源。層的孔道，以獲取地質資料和油氣能源。油田開發示意圖油田開發示意圖海上鉆井海上鉆井 開采出來的石油（原油）可以直接作燃開采出來的石油（原油）可以直接作燃料用，且價格便宜；若在煉油廠中進行料用，且價格便宜；若在煉油廠中進行深加工，則經濟效益可增加許多倍，而深加工，則經濟效益可增加許多倍，而且飛機、汽車、拖拉機等也不能直接燃且飛機、汽車、拖拉機等也不能直接燃用原油，必須把原油煉制成燃料油才能用原油，必須把原油煉制成燃料油才能使用。因此，石油的加工是石油利用中使用。因此，石油的加工是石油利用中非常重要的一環。非常重要的一環。 燃料型：以汽油、煤燃料型：以汽油、煤油、柴油等燃料

22、油為油、柴油等燃料油為主要產品。主要產品。 燃料潤滑油型：除燃料潤滑油型：除生產燃料油外，還生生產燃料油外，還生產各種潤滑油。產各種潤滑油。 石油化工類：提供石石油化工類：提供石腦油、輕油、渣油用腦油、輕油、渣油用作生產石油化工產品作生產石油化工產品的原料。的原料。 分離法分離法 如溶劑法、固體吸附法、結晶法如溶劑法、固體吸附法、結晶法和分餾法等，其中最常用的是分餾法。和分餾法等，其中最常用的是分餾法。 轉化法轉化法 轉化法是利用化學的方法對分餾轉化法是利用化學的方法對分餾的油品進行深加工。常用的轉化法有熱的油品進行深加工。常用的轉化法有熱裂化、催化裂化、加氫裂化和焦化等。裂化、催化裂化、加氫

23、裂化和焦化等。煉油廠的分餾塔煉油廠的分餾塔催化劑催化劑轉化法轉化法煉油轉化器煉油轉化器煉油烴化器煉油烴化器煉油廠的組成單元煉油廠的組成單元 煉油廠實例煉油廠實例 石油由許多組分組成，每一組分都各有其沸石油由許多組分組成，每一組分都各有其沸點。通過煉制加工，可以把石油分成幾種不點。通過煉制加工，可以把石油分成幾種不同沸點范圍的組分：同沸點范圍的組分：(1)40205 的組分作為汽油；的組分作為汽油；(2)180300 的組分作為煤油；的組分作為煤油；(3)250350 的組分作為柴油；的組分作為柴油；(4)350520 的組分作為潤滑油（或重柴油）；的組分作為潤滑油（或重柴油）；(5)高于高于5

24、20 的渣油作為重質燃料油。的渣油作為重質燃料油。 按石油產品的用途和特性，可將石油產按石油產品的用途和特性，可將石油產品分成品分成14大類，即溶劑油、燃料油、潤大類，即溶劑油、燃料油、潤滑油、電器用油、液壓油、真空油脂、滑油、電器用油、液壓油、真空油脂、防銹油脂、工藝用油、潤滑脂、蠟及其防銹油脂、工藝用油、潤滑脂、蠟及其制品、瀝青、油焦、石油添加劑和石油制品、瀝青、油焦、石油添加劑和石油化學品。化學品。 20世紀世紀80年代后期，世界石化產業結構年代后期，世界石化產業結構進行了重大調整，資本重組、資產優化、進行了重大調整，資本重組、資產優化、機構改革、科技開發、產品結構調整成機構改革、科技開

25、發、產品結構調整成為此次世界石化產業結構調整的主旋律。為此次世界石化產業結構調整的主旋律。 由于經濟發展的需要由于經濟發展的需要、環境保護的要求、環境保護的要求、節能技術的進步以及替代能源的采用等節能技術的進步以及替代能源的采用等因素的影響，使世界油品需求的構成發因素的影響，使世界油品需求的構成發生了很大的變化，加上產油國之間的激生了很大的變化，加上產油國之間的激烈競爭，世界油品結構也隨之發生變化。烈競爭，世界油品結構也隨之發生變化。 天然氣是除煤和石油之外的另一種重要天然氣是除煤和石油之外的另一種重要的一次能源。它燃燒時有很高的發熱值，的一次能源。它燃燒時有很高的發熱值，對環境的污染也較小，

26、而且還是一種重對環境的污染也較小，而且還是一種重要的化工原料。天然氣的生成過程同石要的化工原料。天然氣的生成過程同石油類似，但比石油更容易生成。油類似，但比石油更容易生成。天然氣是如何形成的天然氣是如何形成的? 天然氣主要由甲烷、乙烷、丙烷和丁烷天然氣主要由甲烷、乙烷、丙烷和丁烷等烴類組成，其中甲烷占等烴類組成，其中甲烷占80%90%。 天然氣通常可以分為純天然氣、石油伴天然氣通常可以分為純天然氣、石油伴生氣、凝析氣和礦井氣生氣、凝析氣和礦井氣4種。種。 天然氣的勘探、開采同石油類似，但收天然氣的勘探、開采同石油類似，但收采率較高，可達采率較高，可達60%95%。大型穩定的。大型穩定的氣源常用

27、管道輸送至消費區，每隔氣源常用管道輸送至消費區，每隔80160 km需設一增壓站，加上天然氣壓需設一增壓站，加上天然氣壓力高，故長距離管道輸送投資很大。力高，故長距離管道輸送投資很大。天然氣的勘探和開采天然氣的勘探和開采天然氣的管道輸送天然氣的管道輸送 天然氣中主要的有害雜質是天然氣中主要的有害雜質是 CO2、H2O、H2S和其他含硫化合物。和其他含硫化合物。 因此，天然氣在使用前也需凈化，即脫因此，天然氣在使用前也需凈化，即脫硫、脫水、脫二氧化碳、脫雜質等。硫、脫水、脫二氧化碳、脫雜質等。 天然氣是蘊藏量豐富，最清潔而便利的優天然氣是蘊藏量豐富，最清潔而便利的優質能源。質能源。 世界上天然氣

28、資源豐富，據俄羅斯學者預世界上天然氣資源豐富，據俄羅斯學者預測，世界常規天然氣的總資源量達測，世界常規天然氣的總資源量達4101461014m3，此外還有大量非常規，此外還有大量非常規天然氣資源。天然氣資源。 與石油一樣，世界天然氣資源分布也很不與石油一樣，世界天然氣資源分布也很不均勻，主要集中在中東、均勻，主要集中在中東、 蘇聯和東歐，三蘇聯和東歐，三者之和約占世界天然氣總儲量的者之和約占世界天然氣總儲量的70%。 世界天然氣資源地區分布圖世界天然氣資源地區分布圖 預計到預計到2010年，剩余探明可采儲量天然氣將為年，剩余探明可采儲量天然氣將為165.81012 m3，石油為，石油為1441

29、108 t；以熱量計；以熱量計算，天然氣儲量已超過石油儲量。算，天然氣儲量已超過石油儲量。 2015年世界天然氣的產量將超過石油產量。年世界天然氣的產量將超過石油產量。 2020年能源結構中天然氣將占年能源結構中天然氣將占29%30%，石，石油占油占27%，煤占，煤占24%，核電為，核電為8 % ，其他能源，其他能源為為4%。 我國天然氣資源豐富，據我國天然氣資源豐富，據2000年資料，全年資料，全國天然氣地質資源量為國天然氣地質資源量為47.231012 m3，其，其中可采資源量為中可采資源量為9.31012 m3。 2001年全世界氣體燃料的總消費量為年全世界氣體燃料的總消費量為 1 13

30、7百萬噸標準油。其中工業消費占百萬噸標準油。其中工業消費占44.8%，交通運輸占交通運輸占4.8%，其他行業和生其他行業和生活消費則為活消費則為50.4%。天然氣市場非常廣闊。天然氣市場非常廣闊。 世界各地區的天然氣生產世界各地區的天然氣生產/消費圖（消費圖（2002年，單位：十億年，單位：十億m3） 發電發電 民用及商業燃料民用及商業燃料 化肥及化工原料化肥及化工原料 工業燃料工業燃料 煤層氣（俗稱瓦斯）是一種與煤伴生，煤層氣（俗稱瓦斯）是一種與煤伴生，以吸附狀態儲存于煤層內的非常規天然以吸附狀態儲存于煤層內的非常規天然氣，其中甲烷含量大于氣，其中甲烷含量大于95%，熱值，熱值33.44 k

31、J/m3以上，是一種優質潔凈的能源。以上，是一種優質潔凈的能源。 中國是世界上主要的煤炭生產大國之一，中國是世界上主要的煤炭生產大國之一，煤炭生產居世界首位，也是世界上煤炭煤炭生產居世界首位，也是世界上煤炭資源和煤層氣資源最豐富的國家之一。資源和煤層氣資源最豐富的國家之一。豐富的煤層氣資源有望成為中國豐富的煤層氣資源有望成為中國21世紀世紀的接替性能源之一。的接替性能源之一。 減輕我國石油和天然氣的供應壓力；減輕我國石油和天然氣的供應壓力； 能有效地改善煤礦安全生產條件；能有效地改善煤礦安全生產條件； 將有效地保護大氣環境。將有效地保護大氣環境。 我國煤層氣資源分布廣泛，他們分布在我國煤層氣資

32、源分布廣泛，他們分布在不同的含煤盆地、不同的成煤時代，其不同的含煤盆地、不同的成煤時代，其埋藏深度和勘探程度也相差很大。埋藏深度和勘探程度也相差很大。 據初步預測我國煤層氣的資源量為據初步預測我國煤層氣的資源量為31萬萬億億m3，高于我國陸上常規天然氣的資源，高于我國陸上常規天然氣的資源量，居世界第量，居世界第2位。位。 抽放煤層氣是減少瓦斯涌出量、防止瓦抽放煤層氣是減少瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸和突發事故的根本性措施，到目斯爆炸和突發事故的根本性措施，到目前為止，全國已由前為止，全國已由146個煤層氣抽放礦井，個煤層氣抽放礦井，年抽放量年抽放量6億億7億億m3，利用量達，利用量達4.8億億m3

33、。 主要用于民用、發電、作化工原料和鍋主要用于民用、發電、作化工原料和鍋爐爐窯的燃料等，撫順和陽泉礦區煤層爐爐窯的燃料等，撫順和陽泉礦區煤層氣的抽放量和利用率一直居全國首位。氣的抽放量和利用率一直居全國首位。 天然氣水合物（天然氣水合物（gas hydrate）是一種新發）是一種新發現的能源。現的能源。 天然氣水合物由水分子天然氣水合物由水分子和燃氣分子構成，外層和燃氣分子構成，外層是水分子構架，核心是是水分子構架，核心是燃氣分子。其中燃氣分燃氣分子。其中燃氣分子絕大多數是甲烷，所子絕大多數是甲烷，所以天然氣水合物也稱為以天然氣水合物也稱為甲烷水合物。甲烷水合物。天然氣水合物分子結構示意圖天然

34、氣水合物分子結構示意圖 天然氣水合物資源豐富，據估計，全球天然氣水合物資源豐富，據估計，全球天然氣水合物中甲烷的總量約為天然氣水合物中甲烷的總量約為1.8108億億m3 ，其含碳總量為石油、天然氣、和，其含碳總量為石油、天然氣、和煤含碳總量的兩倍，因此有專家樂觀地煤含碳總量的兩倍，因此有專家樂觀地估計，當全球化石能源枯竭殆盡，天然估計，當全球化石能源枯竭殆盡，天然氣水合物將成為新的替代能源。氣水合物將成為新的替代能源。 到目前為止，世界上已發現的海底天然到目前為止，世界上已發現的海底天然氣水合物主要分布區有大西洋海域的墨氣水合物主要分布區有大西洋海域的墨西哥灣、加勒比海、南美洲東部陸緣、西哥灣

35、、加勒比海、南美洲東部陸緣、非洲西部陸緣和美國東岸外的布萊克海非洲西部陸緣和美國東岸外的布萊克海臺等，西太平洋海域的白令海、鄂霍茨臺等，西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、日本海、蘇拉威西海和新西蘭北克海、日本海、蘇拉威西海和新西蘭北部海域等。部海域等。天然氣水合物資源分布圖天然氣水合物資源分布圖 我國最有希望的天然氣水合物儲存區可我國最有希望的天然氣水合物儲存區可能是南海和東海的深水海底。能是南海和東海的深水海底。 陸上寒冷永凍土中的天然氣水合物主要陸上寒冷永凍土中的天然氣水合物主要分布在西伯利亞、阿拉斯加和加拿大的分布在西伯利亞、阿拉斯加和加拿大的北極圈內。北極圈內。天然氣水合物儲存區天然氣

36、水合物儲存區 天然氣水合物固然給人類帶來了新的能天然氣水合物固然給人類帶來了新的能源希望，但它也可對全球氣候和生態環源希望，但它也可對全球氣候和生態環境甚至人類的生存環境造成嚴重的威脅。境甚至人類的生存環境造成嚴重的威脅。 基于天然氣水合物是基于天然氣水合物是21世紀的重要后續世紀的重要后續能源，并可能對人類生存環境及海底工能源，并可能對人類生存環境及海底工程設施產生災害性影響，全球科學家和程設施產生災害性影響，全球科學家和各國政府都予以高度關注。各國政府都予以高度關注。 水能是自然界廣泛存在的一次能源。它水能是自然界廣泛存在的一次能源。它可以通過水力發電站方便地轉換為優質可以通過水力發電站方

37、便地轉換為優質的二次能源的二次能源電能。所以通常所說的電能。所以通常所說的“水電水電”既是被廣泛利用的常規能源，既是被廣泛利用的常規能源，又是可再生能源。而且水力發電對環境又是可再生能源。而且水力發電對環境無污染，因此水能是世界上眾多能源中無污染，因此水能是世界上眾多能源中永不枯竭的優質能源。永不枯竭的優質能源。 水能利用是水資源綜水能利用是水資源綜合利用的重要環節。合利用的重要環節。 水資源的利用（即通水資源的利用（即通常所說的水利開發）常所說的水利開發）就是要充分合理地利就是要充分合理地利用江河水域的地上和用江河水域的地上和地下水源，以獲得最地下水源，以獲得最高的綜合效益。高的綜合效益。

38、水能利用是一項系統工程，其任務是根水能利用是一項系統工程，其任務是根據國民經濟發展的需要和水資源條件，據國民經濟發展的需要和水資源條件，在河流規劃和電力系統規劃的基礎上，在河流規劃和電力系統規劃的基礎上，擬定出最優的水資源利用方案。擬定出最優的水資源利用方案。 我國土地遼闊，河流眾多，徑流豐沛，我國土地遼闊，河流眾多，徑流豐沛，落差巨大，蘊藏著豐富的水能資源。據落差巨大，蘊藏著豐富的水能資源。據估計，我國河流水能資源的理論蘊藏量估計，我國河流水能資源的理論蘊藏量為為6.76億億kW，年發電量為，年發電量為59 200億億kWh，不論是水能資源的理論蘊藏量，還是可不論是水能資源的理論蘊藏量，還是

39、可能開發的水能資源，中國在世界各國中能開發的水能資源，中國在世界各國中均居第一位。均居第一位。水能資源水能資源水資源分布水資源分布 水力資源的開發方式是按照集中落差而水力資源的開發方式是按照集中落差而選定，大致有三種基本方式，即選定，大致有三種基本方式，即、和和。但這三種開發方式還。但這三種開發方式還要各適用一定的河段自然條件。要各適用一定的河段自然條件。 按不同的開發方式修建起來的水電站，按不同的開發方式修建起來的水電站，其樞紐布置、建筑物組成等也截然不同，其樞紐布置、建筑物組成等也截然不同，故水電站也隨之而分為故水電站也隨之而分為、和和三種基本類型。三種基本類型。 世界防洪效益最為顯著的水

40、利工程：三世界防洪效益最為顯著的水利工程：三峽水庫總庫容峽水庫總庫容393億億m3，防洪庫容，防洪庫容221.5億億m3，能有效地控制長江上游洪水，增，能有效地控制長江上游洪水，增強長江中下游抗洪能力。強長江中下游抗洪能力。 世界上最大的水電站：三峽電站總裝機容世界上最大的水電站：三峽電站總裝機容量量1 820萬萬kW，年發電量，年發電量846.8億萬億萬kWh。 世界上建筑規模最大的水利工程：三峽世界上建筑規模最大的水利工程：三峽大壩軸線長大壩軸線長2 309.74 m，裝有，裝有26臺臺70萬萬kW的水輪發電機組，雙線的水輪發電機組，雙線5級船閘加升級船閘加升船機，無論單項、總體都是世界建

41、筑規船機，無論單項、總體都是世界建筑規模最大的水利工程。模最大的水利工程。 世界上工程量最大的水利工程世界上工程量最大的水利工程 ：主體建：主體建筑土石方挖填量為筑土石方挖填量為1.34億億m3，混凝土澆，混凝土澆筑量筑量2 794萬萬m3，鋼筋，鋼筋46.30萬噸，金結萬噸，金結25.65萬噸。萬噸。 世界上施工難度最大的水利工程：世界上施工難度最大的水利工程：2000年混凝土澆筑量為年混凝土澆筑量為548.71萬萬m3 ，月澆筑，月澆筑量為量為55萬萬m3 ，創造了混凝土澆筑量的世，創造了混凝土澆筑量的世界記錄。界記錄。 施工期流量最大水利工程施工期流量最大水利工程 ：三峽工程截：三峽工程

42、截流流量為流流量為9 010 m3/s，施工導流最大洪峰，施工導流最大洪峰流量達流量達79 000 m3/s。 世界泄洪能力最大的泄洪閘：三峽工程世界泄洪能力最大的泄洪閘：三峽工程泄洪閘最大泄洪能力為泄洪閘最大泄洪能力為10.25萬萬m3/s。 世界級數最多、總水頭最高的內河船閘：世界級數最多、總水頭最高的內河船閘：三峽工程雙線三峽工程雙線5級船閘，總水頭級船閘，總水頭113 m。 世界上規模最大、難度最高的升船機：世界上規模最大、難度最高的升船機：升船機有效尺寸為升船機有效尺寸為120m18m3.5m，最大升程最大升程113 m，船箱帶水中量達，船箱帶水中量達11 800噸，過船噸位噸，過船

43、噸位3 000噸。噸。 世界上水庫移民最多、工作最為艱巨的世界上水庫移民最多、工作最為艱巨的移民建設工程：三峽水庫移民最終可達移民建設工程：三峽水庫移民最終可達113萬。萬。三峽流域工程示意圖三峽流域工程示意圖 利用水庫控制和調節徑流，在時間上進利用水庫控制和調節徑流，在時間上進行重新分配，以滿足各用水部門的需要，行重新分配，以滿足各用水部門的需要，提高水量的利用率。提高水量的利用率。 （1） （2）：是指一晝夜內進行的徑流重新：是指一晝夜內進行的徑流重新分配，即調節周期為分配，即調節周期為24小時。小時。 ：調節周期為：調節周期為1周周(7天天)。：對徑流在一年內重新分配，當：對徑流在一年內

44、重新分配，當汛期洪水到來發生棄水，僅能存蓄洪水汛期洪水到來發生棄水，僅能存蓄洪水期部分多余水量的徑流調節，稱為期部分多余水量的徑流調節，稱為(或季調節或季調節)；能將年內來水完；能將年內來水完全按用水要求重新分配，又不需要棄水全按用水要求重新分配，又不需要棄水的徑流調節稱為的徑流調節稱為。 ：當水庫容積大到可把多年期：當水庫容積大到可把多年期間的多余水量存在水庫中，然后以豐補間的多余水量存在水庫中，然后以豐補欠，分配在若干枯水年才用的年調節，欠，分配在若干枯水年才用的年調節，稱多年調節。稱多年調節。（壩）；（壩）；（溢洪道或閘）；（溢洪道或閘）；（引水渠或隧洞，包括調壓井）；（引水渠或隧洞，包

45、括調壓井）；（包括尾水渠、升壓站）。（包括尾水渠、升壓站）。 水電站內部結構示意圖水電站內部結構示意圖 水力發電就是利用水力水力發電就是利用水力( (具有水頭具有水頭) )推動推動水力機械水力機械( (水輪機水輪機) )轉動，將水能轉換為轉動，將水能轉換為機械能，如果在水輪機上接上另一種機機械能，如果在水輪機上接上另一種機械械( (發電機發電機),),隨著水輪機轉動便可發出電隨著水輪機轉動便可發出電來，這時機械能又轉換為電能。來，這時機械能又轉換為電能。發電機組發電機組 2000年年3月月14日，廣東省日，廣東省8號機組移交生產，標志著該電站的建號機組移交生產，標志著該電站的建設已全面完成，成

46、為世界上最大的抽水設已全面完成，成為世界上最大的抽水蓄能電站。總裝機容量蓄能電站。總裝機容量240萬萬kW的廣蓄的廣蓄電站，一期工程總投資約電站，一期工程總投資約27億元，二期億元，二期工程總投資近工程總投資近30億元。億元。 小水電是指容量為小水電是指容量為的小水電的小水電站，容量小于站，容量小于的水電站又稱農村的水電站又稱農村小水電。小水電。 運行壽命長，堅固耐用，價格穩定，并運行壽命長，堅固耐用，價格穩定，并且水資源是可再生的。對于用電規模較且水資源是可再生的。對于用電規模較小的邊遠地區來說，所有這些優點使小的邊遠地區來說，所有這些優點使 水水力電站成為最具有吸引力的選擇對象。力電站成為

47、最具有吸引力的選擇對象。 擁有連接電廠和用電中心的輸電網的地擁有連接電廠和用電中心的輸電網的地區并不多。許多地區，特別是在發展中區并不多。許多地區，特別是在發展中國家，還必須依賴就地的小型電廠供電。國家，還必須依賴就地的小型電廠供電。 幾乎處處都有可以用來發電的小河流。幾乎處處都有可以用來發電的小河流。 一般來說，小型水電站造成的環境影響較小。一般來說，小型水電站造成的環境影響較小。 當把河水用于其他目的時，如灌溉和供水等，當把河水用于其他目的時，如灌溉和供水等，如能同時加上小水電發電系統，往往會更有如能同時加上小水電發電系統，往往會更有吸引力。吸引力。 在工業化國家，常常把小型水電站作為局部

48、在工業化國家，常常把小型水電站作為局部地區工業的能源。但在適宜的條件下，小型地區工業的能源。但在適宜的條件下，小型電站也可并入公用供電系統供電。電站也可并入公用供電系統供電。 對已有的大壩和設施上的舊的小型電站進行對已有的大壩和設施上的舊的小型電站進行改建，發電的成本較低，在經濟上比較合算。改建，發電的成本較低，在經濟上比較合算。 中國有豐富的水力資源，可開發量達中國有豐富的水力資源，可開發量達，其中小水電開發量，其中小水電開發量。小。小水電資源分布也很廣泛，在全國水電資源分布也很廣泛，在全國個個縣（市）中有縣（市）中有個縣有可開發小水電個縣有可開發小水電資源，其中可開發量在資源，其中可開發量

49、在的縣有的縣有個，個，的縣有的縣有個，超過個，超過的縣有的縣有個。個。 1986年，中國在杭州建立了年，中國在杭州建立了 1998年，聯合國開發計劃署（年，聯合國開發計劃署（UNDP）又正式把又正式把設在中國，這設在中國，這表明中國的小水電已從中國走向世界。表明中國的小水電已從中國走向世界。 二次能源又稱人工能源是指由一次能源二次能源又稱人工能源是指由一次能源經過加工直接或間接轉換成其他形式的、經過加工直接或間接轉換成其他形式的、符合人們生產生活使用條件的能源產品。符合人們生產生活使用條件的能源產品。 二次能源通常都屬高品質的能源，與一二次能源通常都屬高品質的能源，與一次能源相比，它們或者是熱

50、值高、燃燒次能源相比，它們或者是熱值高、燃燒清潔、熱效率高；或者是運輸使用方便，清潔、熱效率高；或者是運輸使用方便，能夠容易地轉換成其他形式的能量；或能夠容易地轉換成其他形式的能量；或者是能滿足不同工藝的要求。者是能滿足不同工藝的要求。 如焦炭、煤氣、電力、各種石油制品、如焦炭、煤氣、電力、各種石油制品、蒸汽、熱水、酒精、氫氣、激光等都屬蒸汽、熱水、酒精、氫氣、激光等都屬于二次能源，生產過程中排出的余能、于二次能源，生產過程中排出的余能、余熱，如高溫煙氣、可燃廢氣、廢蒸汽余熱，如高溫煙氣、可燃廢氣、廢蒸汽也屬此類。也屬此類。 氣體燃料簡稱煤氣，是以可燃氣體為主氣體燃料簡稱煤氣，是以可燃氣體為主

51、要成分的混合氣體。它是人為地利用固要成分的混合氣體。它是人為地利用固體燃料或液體燃料加工而得到的氣態的體燃料或液體燃料加工而得到的氣態的二次能源。二次能源。 按制氣原料和制氣工藝不同，煤氣又可按制氣原料和制氣工藝不同，煤氣又可分為干餾煤氣、氣化煤氣和油制氣。分為干餾煤氣、氣化煤氣和油制氣。 液體燃料種類繁多，除最常用的汽油和液體燃料種類繁多，除最常用的汽油和柴油外，還有燃料油、航空煤油、醇類柴油外，還有燃料油、航空煤油、醇類液體燃料（甲醇、乙醇）以及新興起的液體燃料（甲醇、乙醇）以及新興起的柴油的替代燃料柴油的替代燃料二甲基醚（二甲基醚（DME）等。等。 燃料油的主要性能指標包括黏度、硫含燃料油的主要性能指標包括黏度、硫含量、低溫性能和安定性等。量、低溫性能和安定性等。 二次能源中，焦炭是最重要的固體燃料，二次能源中，焦