上海交通大学：《能源与环境》教学资源（PPT教学课件）节能原理与技术_绪论（第1讲）

节能原理与技术 罗永浩 热能工程研究所

能源大背景 现状、问题、趋势 节能原理、技术、案例 热力系统、锅炉、发动机、燃气轮机、换热器 工程热力学、燃烧学、传热学、流体力学 工业节能、建筑节能、交通节能

能源大背景 节能原理、技术、案例 工业节能、建筑节能、交通节能 现状、问题、趋势 热力系统、锅炉、发动机、燃气轮机、换热器 工程热力学、燃烧学、传热学、流体力学

能源问题 基本概念与理论 燃烧过程节能 解决方案 清洁高效发电系统 传热过程节能 工业节能 建筑节能 交通节能 热经济学

热经济学 能源问题 解决方案 基本概念与理论 清洁高效发电系统 燃烧过程节能 传热过程节能 工业节能 建筑节能 交通节能

能源分类 一次能源是从自然界取得而直接加以利用的能源，如煤炭、石油、天然气、 风能、水能、天然铀矿等。 二次能源是由一次能源经过加工、转换而来的能源，如电力、蒸汽、焦炭、 煤气等，它们便于运输和使用，是相对品质高污染少的能源。 可再生能源包括太阳能、风能、生物质能、水能、海洋能等，可再生能源不 会由于它本身的转化或人类的利用而日益减少。 化石能源一般指煤炭、石油、天然气，是不可再生能源。 近期发现非常规天然气，页岩气和可燃冰 可燃冰 困在页岩层中的天然气 分布在深海和冻土层的天然气水合物

一次能源是从自然界取得而直接加以利用的能源，如煤炭、石油、天然气、 风能、水能、天然铀矿等。 二次能源是由一次能源经过加工、转换而来的能源，如电力、蒸汽、焦炭、 煤气等，它们便于运输和使用，是相对品质高污染少的能源。 可再生能源包括太阳能、风能、生物质能、水能、海洋能等，可再生能源不 会由于它本身的转化或人类的利用而日益减少。 化石能源一般指煤炭、石油、天然气，是不可再生能源。 近期发现非常规天然气，页岩气和可燃冰 能源分类 困在页岩层中的天然气 分布在深海和冻土层的天然气水合物 页岩气 可燃冰

能源历史

能源历史

约46亿年前形成太阳 能源从此产生

约46亿年前形成太阳 能源从此产生

生命起源与能源关系 。十 Electrodes Electrical spark (Lightning) 合成 N 需要 能源 Alexander Oparin (1894-1980) HO.CHa,NHg, H2.C0 to vacuum pump Soviet biochemist gases(primitive atmosphere) 1924年提出生命起源学说 认为当时的地球像一锅“原始 Sampling probe Condenser 汤”，生命细胞来自碳基分子的 Cold water- 化学进化。 Sampling probe Water (ocean) 最早的细胞是细菌，38亿年前就 Cooled water 形成。能源供应是原始生命进化 (containing organic compounds) Heat source 的基本需求之一，以形成代谢机 制。没有新陈代谢，就没有生命。 Trap 生命形成之初的能源来自40亿年 前火山大爆发的地热。 Schematic of the Miller-Urey experiment of 1953

Schematic of the Miller-Urey experiment of 1953 Alexander Oparin（1894-1980） Soviet biochemist 1924年提出生命起源学说 认为当时的地球像一锅“原始 汤” ，生命细胞来自碳基分子的 化学进化。 生命起源与能源关系 最早的细胞是细菌，38亿年前就 形成。能源供应是原始生命进化 的基本需求之一，以形成代谢机 制。没有新陈代谢，就没有生命。 生命形成之初的能源来自40亿年 前火山大爆发的地热。 合成 需要 能源

出现了具有光合 Photosynthetic bacterium in nature 作用的蓝藻细菌 Solar energy Fuel 根据内共生理论，植物 的叶绿体和真核藻类是 从蓝藻细菌进化而来的。~ HO c01

出现了具有光合 作用的蓝藻细菌 根据内共生理论，植物 的叶绿体和真核藻类是 从蓝藻细菌进化而来的

蓝藻细菌的光合作用改变了大气成分 光合作用 火星 地球 38亿年前，地球和现在火星一样，大气中95.3%是二氧化碳 在约1亿年的时间内，大气中氧气从不足1%增加到15%。大约 22亿年前，蓝藻细菌光合作用时代结束，因为氧气中毒

38亿年前，地球和现在火星一样，大气中95.3%是二氧化碳 在约1亿年的时间内，大气中氧气从不足1%增加到15%。大约 22亿年前，蓝藻细菌光合作用时代结束，因为氧气中毒。 火星 地球 n 蓝藻细菌的光合作用改变了大气成分 光合作用

真核生物时代的开启 light energy Atmosphere 真核细胞 Oxygen 需氧呼吸 starch or sugar photosynthesis, storage organ respiration,and photorespiration Q co 氧气二氧化碳 H,O vapor sugars 循环平衡 starch HO Plants create oxygen with Photosynthesis sugars starch or sugar storage organ 生气勃勃的 Animals and plants breathe in oxygen 地球 Carbon Dioxide respiration,no photorespiration 02 HO and co. minerals enter through root hairs 真核生物是其细胞具有细胞核的单细胞生物和多细胞生物的总称，它包括所有动物、植物、真菌和其他具有由膜 包裹着的复杂亚细胞结构的生物。真核生物与原核生物的根本性区别是前者的细胞内含有细胞核，因此以真核来 命名这一类细胞。许多真核细胞中还含有其它细胞器，如粒线体、叶绿体、高尔基体等

真核生物是其细胞具有细胞核的单细胞生物和多细胞生物的总称，它包括所有动物、植物、真菌和其他具有由膜 包裹着的复杂亚细胞结构的生物。 真核生物与原核生物的根本性区别是前者的细胞内含有细胞核，因此以真核来 命名这一类细胞。许多真核细胞中还含有其它细胞器，如粒线体、叶绿体、高尔基体等 真核生物时代的开启 真核细胞 需氧呼吸 氧气二氧化碳 循环平衡 生气勃勃的 地球