个人介绍
火电技术如何应对气候变化的挑战

主讲教师:毛健雄

教师团队:共1

  • 毛健雄
学校: 清华大学
开课院系: 热能工程系
学分: 0.3
课时: 4

此讲座中,毛健雄教授首先介绍了能源消费和温室气体排放相关方面的知识。接着重点阐述了为什么要发展低碳能源和低碳经济,火电技术应对低碳要求的可能技术方案,当前最可行、经济、可靠的洁净煤发电技术是超临界和超超临界技术。

教师团队

毛健雄

职称:教授

单位:清华大学

部门:热能工程系

职位:教授

人类发展对气候的影响

气候变化的原因可能是自然的内部进程,或是外部强迫,或者是人为地持续对大气组成成分和土地利用的改变。既有自然因素,也有人为因素。在人为因素中,主要是由于工业革命以来人类活动特别是发达国家工业化过程的经济活动引起的。化石燃料燃烧和毁林、土地利用变化等人类活动所排放温室气体导致大气温室气体浓度大幅增加,温室效应增强,从而引起全球气候变暖。据美国橡树岭实验室研究报告,自1750年以来,全球累计排放了1万多亿吨二氧化碳,其中发达国家排放约占80%。气候变化会带来哪些影响? 气候变化导致灾害性气候事件频发,冰川和积雪融化加速,水资源分布失衡,生物多样性受到威胁。气候变化还引起海平面上升,沿海地区遭受洪涝、风暴等自然灾害影响更为严重,小岛屿国家和沿海低洼地带甚至面临被淹没的威胁。气候变化对农、林、牧、渔等经济社会活动都会产生不利影响,加剧疾病传播,威胁社会经济发展和人民群众身体健康。据政府间气候变化专门委员会报告,如果温度升高超过2.5℃,全球所有区域都可能遭受不利影响,发展中国家所受损失尤为严重;如果升温4℃,则可能对全球生态系统带来不可逆的损害,造成全球经济重大损失。据2006年中国发布的《气候变化国家评估报告》,气候变化对中国的影响主要集中在农业、水资源、自然生态系统和海岸带等方面,可能导致农业生产不稳定性增加、南方地区洪涝灾害加重、北方地区水资源供需矛盾加剧、森林和草原等生态系统退化、生物灾害频发、生物多样性锐减、台风和风暴潮频发、沿海地带灾害加剧和有关重大工程建设和运营安全受到影响。

目前的气候变化,全球科学家的共识是:有90%以上的可能是人类自己的责任,人类今日所作的决定和选择,会影响气候变化的走向。今日,地球比过去两千年都要热。如果情况持续恶化,于本世纪末,地球气温将攀升至二百万年来的高位。

过去一百多年间,人类一直依赖石油煤炭等化石燃料来提供生产生活所需的能源,燃烧这些化石能源排放的二氧化碳等温室气体是使得温室效应增强、进而引发全球气候变化的主要原因。还有约1/5的温室气体是由于破坏森林、减少了吸收二氧化碳的能力而排放的。另外,一些特别的工业过程、农业畜牧业也会有少许温室气体排放。

在中国,煤炭在能源消费总量中占主导地位。1979年至2005年,煤炭资源消费在总能源消费中的平均比重为72.4%。在各种能源消费量的相对变化上,虽然煤炭占总能源消费量的比重呈现缓慢下降的趋势,但其绝对消费量却在不断上升,目前,煤炭消费占约67%,加之中国能源效率并不高,如此高度依靠煤炭发展是不可持续的,面对日益严重的全球变暖问题,人们只有一个选择:必须立即采取行动。

低碳与经济

随着全球人口和经济规模的不断增长,能源使用带来的环境问题及其诱因不断地为人们所认识,不止是烟雾、光化学烟雾和酸雨等的危害,大气中二氧化碳浓度升高带来的全球气候变化也已被确认为不争的事实。 2003年,英国政府发布能源白皮书——《我们能源的未来:创建低碳经济》,首次明确提出发展“低碳经济”,也就是低排放、低能耗、低污染,经济效益、社会效益和生态效益的相统一新的经济发展模式。


随着哥本哈根世界气候大会和中国两会的召开,“低碳”一词迅速为人们所接受。以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式——“低碳经济”也呈现在世界人民面前,发展“低碳经济”已成为世界各国的共识,倡导低碳消费也已成为世界人民新的生活方式。

低碳,即是指较低(更低)的温室气体(二氧化碳为主)排放。

所谓“低碳经济”,是指在可持续发展理念指导下,通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段,尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗,减少温室气体排放,达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。

火电技术简介

火力发电(thermal power,thermoelectricity power generation)[1]是指利用煤炭、石油、天然气等固体、液体、气体燃料燃烧时产生的热能,通过热能来加热水,使水变成高温产生高压水蒸气,然后再由水蒸气推动发电机继而发电的一种发电方式。在所有发电方式中,火力发电是历史最久的,也是最重要的一种。由于地球上化石燃料的短缺,人类正尽力开发核能发电、核聚变发电以及高效率的太阳能发电等,以求最终解决人类社会面临的能源问题。最早的火力发电是1875年在巴黎北火车站的火电厂实现的。随着发电机、汽轮机制造技术的完善,输变电技术的改进,特别是电力系统的出现以及社会电气化对电能的需求,20世纪30年代以后,火力发电进入大发展的时期。火力发电机组的容量由200兆瓦级提高到300~600兆瓦级(50年代中期),到1973年,最大的火电机组达1300兆瓦。大机组、大电厂使火力发电的热效率大为提高,每千瓦的建设投资和发电成本也不断降低。到80年代后期,世界最大火电厂是日本的鹿儿岛火电厂,容量为4400兆瓦。但机组过大又带来可靠性、可用率的降低,因而到90年代初,火力发电单机容量稳定在300~700兆瓦。,其所占中国总装机容量约在70%以上。火力发电所使用的煤,占工业用煤的50%以上。来自“清洁高效燃煤发电技术协作网”2007年会的信息显示,目前我国发电供热用煤占全国煤炭生产总量的50%左右。大约全国90%的SO2排放由煤电产生,80%的CO2排放量由煤电排放。

火力发电按其作用分单纯供电的和既发电又供热的。按原动机分汽轮机发电、燃气轮机发电、柴油机发电。按所用燃料分,主要有燃煤发电、燃油发电、燃气发电。为提高综合经济效益,火力发电应尽量靠近燃料基地进行。在大城市和工业区则应实施热电联供。

参考教材


课程评价

教学资源
课程章节 | 文件类型   | 修改时间 | 大小 | 备注
1.1 火电技术如何应对气候变化的挑战(一)
视频
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2014-10-27 87.67MB
1.2 火电技术如何应对气候变化的挑战(二)
视频
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2014-10-27 82.99MB
1.3 火电技术如何应对气候变化的挑战(三)
视频
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2014-10-27 91.77MB
1.4 火电技术如何应对气候变化的挑战(四)
视频
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2014-10-27 80.40MB
1.5 火电技术如何应对气候变化的挑战(五)
视频
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2014-10-27 87.36MB
1.6 火电技术如何应对气候变化的挑战(六)
视频
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2014-10-27 90.77MB
1.7 火电技术如何应对气候变化的挑战(七)
视频
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2014-10-27 85.94MB
1.8 火电技术如何应对气候变化的挑战(八)
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2014-10-27 127.10MB
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