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世界与中国的能源分布


世界与中国的能源分布
陈颖怡 李璐 叶玉婷 刘结容 邓超芬

能源家族
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能源家族成员种类繁多,而且新成员不断加入。只 要能为人类利用以获取有用能量的各种来源都可以 加入到能源家族中来。能源家族从不同的角度可以 划分不同的成员,从其产生的方式以及是否可再利 用的角度可分为一次能源和二次能源,可再生能源 和不可再生能

源;根据能源消耗后是否造成环境污 染可分为污染型能源和清洁型能源;根据使用的情 况又可分为常规能源和新型能源。

一次能源中有可再生的水力资源和不可再生的煤炭、 石油、天然气资源。其中,煤炭、石油和天然气是当今 世界中一次能源的三大支柱,构成了全球能源家族结构 的基本框架。另外,一次能源小家族中也列入了像太阳 能、风能、地热能、海洋能、生物能以及核能。 二次能源中包括电力、煤气、汽油、柴油,重油, 焦炭、洁净煤、激光、和沼气等等。 污染型能源包括像煤炭、石油等,清洁型能源包括 像水力、电力,太阳能,风能和核能等。 常规能源包括一次能源中的可再生的水力资源和不 可再生的煤炭、石油、天然气等资源,新型能源包括太 阳能、风能、地热能、海洋能、生物能以及勇于核能发 电的核燃料等。

太阳能概述
太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产 生的能量。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其 总辐射能量(约为3.75×1026W)的22亿分之一,但 已高达173,000TW,也就是说太阳每秒钟照射到地球 上的能量就相当于500万吨煤。地球上的风能、水能、 海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是 来源于太阳;即使是地球上的化石燃料(如煤、石油、 天然气等)从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳 能,太阳能既是一次能源,又是可再生能源。它资源 丰富,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污 染。

太阳能分布(世界)

太阳能在我国的分布
中科院专家马胜红说, 我国地处北半球,南 北距离和东西距离都在5000公里以上。在我 国广阔的土地上,大多数地区年平均日辐射量在 每平方米4千瓦时以上,西藏日辐射量最高达每 平米7千瓦时。我国2/3以上地区的年日照大 于2000小时,与同纬度的其他国家相比,与 美国相近,比欧洲、日本优越得多,我国太阳能 资源的理论储量达每年17000亿吨标准煤。

从全国太阳年辐射总量的分布来看,西藏、青 海、新疆、内蒙古南部、山西、陕西北部、河北、 山东、辽宁、吉林西部、云南中部和西南部、广东 东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾 省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大,尤其 是以青藏高原地区为最,那里平均海拔高度在40 00米以上,大气层薄而清洁,透明度好,纬度低, 日照时间长。

海洋能
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地球表面积约为5.1X108km,其中陆地 表面积为1.49X108km,占29%;海洋面 积达3.61X108km,占71%。以海平面计, 全部陆地的平均海拔约为840m,而海洋 的平均深度却为380m,整个海水的容积 多达1.37X109km3。一望无际的汪洋大 海,不仅为人类提供航运、水产和丰富 的矿藏,而且还蕴藏着巨大的能量。

通常海洋能是指依附在海水中的可再生能源,包 括:潮汐能、波浪能、海洋温差能、海洋盐差能 和海流能等,更广义的海洋能源还包括海洋上空 的风能、海洋表面的太阳能以及海洋生物质能等。 全球海洋能的可再生量很大,上述五种海洋能理 论上可再生的总量为766亿千瓦。虽然海洋能的强 度较常规能源为低,但在可再生能源中,海洋能 仍具有可观的能流密度。

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中国是世界上建造潮汐电站最多的国家,在 50年代至7O年代先后建造了近5O座潮汐电站, 但据5O年代初的统计,只有8个电站仍正常运行 发电。江厦电站是中国最大的潮汐电站,目前已 正常运行近2O年。

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陆地矿物燃料日趋枯竭,环境污染日趋严重, 世界上一些主要的海洋国家纷纷把目光转向海洋, 加大投人,促进和加快了人类开发利用海洋的步 伐,从摸清资源状况,制定发展计划,组织科技 项目到实用技术的试验,均投入了大量的人力物 力。

生物能
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生物质是指由光合作用而产生的各种有机体。生 物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量 形式,一种以生物质为载体的能量,它直接或间接地 来源于植物的光合作用。据估计地球上每年植物光合 作用固定的碳达2x1011t,含能量达3x1021J,因此每 年通过光合作用贮存在植物的枝、茎、叶中的太阳能, 相当于全世界每年耗能量的10倍。生物能是第四大能 源,生物质遍布世界各地,其蕴藏量极大。

世界上生物质资源数量庞大,形式繁多,其中包括 薪柴,农林作物,尤其是为了生产能源而种植的能 源作物,农业和林业残剩物,食品加工和林产品加 工的下脚料,城市固体废弃物,生活污水和水生植 物等等(中国生物质资源主要是农业废弃物及农林 产品加工业废弃物、薪柴、人畜粪便、城镇生活垃 圾等四个方面)

天然气
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天然气水合物,又称笼形包合物,它是在一定条件 (合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、pH 值等)下由水和天然气组成的类冰的、非化学计量的、 笼形结晶化合物,其遇火即可燃烧。形成天然气水合 物的主要气体为甲烷,对甲烷分子含量超过99%的天 然气水合物通常称为甲烷水合物。 天然气水合物在自然界广泛分布在大陆、岛屿的斜坡 地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以 及海洋和一些内陆湖的深水环境。在标准状况下,一 单位体积的气水合物分解最多可产生164单位体积的 甲烷气体,因而其是一种重要的潜在未来资源。

煤炭资源分布

地热能

地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类。 地热能是来自地球深处的可再生热能。它起源于地球 的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地热能是指其储量 比目前人们所利用的总量多很多倍,而且集中分布在 构造板块边缘一带、该区域也是火山和地震多发区。 如果热量提取的速度不超过补充的速度,那么地热能 便是可再生的。

全球地热资源的分布
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在一定地质条件下的“地热系统”和具有勘探开 发价值的“地热田”都有它的发生、发展和衰亡 过程,绝对不是只要往深处打钻,到处都可发现 地热。作为地热资源的概念,它也和其它矿产资 源一样,有数量和品位的问题。就全球来说,地 热资源的分布是不平衡的。明显的地温梯度每公 里深度大于30℃的地热异常区,主要分布 在板块 生长、开裂-大洋扩张脊和板块碰撞,衰亡-消减 带部位。环球性的地热带主要有下列4个:

(1)环太平洋地热带 它是世界最大的太平洋板块与美洲、欧亚、印 度板块的碰撞边界。世界许多著名的地热田,如美 国的盖瑟尔斯、长谷、罗斯福;墨西哥的塞罗、普 列托;新西兰的怀腊开;中国的台湾马槽;日本的 松川、大岳等均在这一带。

(2)地中海一喜马拉雅地热带 它是欧亚板块与非洲板块和印度板块的碰撞边 界。世界第一座地热发电站意大利的拉德瑞罗地热 田就位于这个地热带中。中国的西藏羊八井及云南 腾冲地热田也在这个地热带中。

(3)大西洋中脊地热带 这是大西洋海洋板块开裂部位。冰岛的克拉弗拉、 纳马菲亚尔和亚速尔群岛等一些地热田就位于这个地 热带。 (4)红海一亚丁湾一东非裂谷地热带 它包括吉布提、埃塞俄比亚、肯尼亚等国的地热 田。除了在板块边界部位形成地壳高热流区而出现高 温地热田外,在板块内部靠近板块边界部位,在一定 地质条件下也可形成相对的高热流区。如中国东部的 胶、辽半岛,华北平原及东南沿海等地。


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