2021氢与氢能技术.docx

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1、氢与氢能技术目录前言3. 1. 2 现状99第 1 章氢能源与氢经济13. 2 电解水制氢1021. 1 世界经济和能源13. 2. 1 原理1021. 2 各国能源消耗和我国能源消耗的特点 53. 2. 2 现状1021. 3 世界能源资源和开发状况123. 3 生物质制氢1051. 4 CO2 排放和环境问题191. 5 氢能的特点和利用形式233. 3. 1 光合生物制氢3. 3. 2 生物发酵制氢 105 1081. 6 氢气的供给263. 4 光催化制氢1121. 7 氢能的利用形式293. 4. 1 原理1121. 8 可再生能源与氢能源343. 4. 2 光催化制氢反应器1131

2、. 9 氢能源研究的发展与各国氢能源3. 4. 3 制氢光催化剂的分类以及性能 114研究动态41参考文献122参考文献46第 4 章氢分离和提纯125第 2 章氢的基本性质484. 1 氢分离提纯方法1252. 1 氢的基本性质概述484. 2 变 压 吸附1262. 1. 1 氢原子的性质484. 3 膜 分离1262. 1. 2 氢气的分子结构和物理性质 514. 3. 1 高分子膜分离1282. 2 氢 的 反应584. 3. 2 二氧化硅膜1292. 2. 1 氢的核聚变反应584. 3. 3 沸 石膜1292. 2. 2 氢气的制备684. 3. 4 金属透氢膜1302. 2. 3

3、 氢的化学性质702. 3 氢 化物764. 4 本菲尔法4. 5 深冷分离 138 1392. 3. 1 概述764. 5. 1 冷 凝法1392. 3. 2 含氢化合物的命名774. 5. 2 膨 胀 机法1402. 3. 3 碱金属和碱土金属氢化物774. 6 重氢的分离1402. 3. 4 其他主族元素氢化物784. 6. 1 氢同位素的特性1402. 3. 5 铝氢化物和硼氢化物854. 6. 2 重氢的核聚变反应1412. 3. 6 二元合金氢化物874. 6. 3 重氢提纯回收1422. 3. 7 氢化物研究的常用方法 904. 6. 4 氢同位素的分离浓缩1452. 4 氢和物

4、质的相互作用 92参考文献1502. 4. 1 氢对材料力学性能的破坏 92第 5 章高压储氢1532. 4. 2 氢对材料能带结构的影响 945. 1 高压氢气的压缩153参考文献965. 1. 1 氢气的压缩因子153第 3 章氢气制备985. 1. 2 高压氢气的压缩方式1543. 1 化石燃料制氢985. 2 氢气的加注1553. 1. 1 原理985. 3 高压储氢容器156氢 与 氢 能5. 3. 1 高压储氢容器的发展1567. 1. 3 额外吸附量与总吸附量1915. 3. 2 轻质高压储氢容器的设计 1587. 2 碳材料的发展及储氢性能1915. 4 高压储氢的风险评估和检

5、测试验 1617. 2. 1 活 性炭1925. 4. 1 高压储氢的使用风险1617. 2. 2 碳 纤维1925. 4. 2 高压储氢容器的风险评估 1617. 2. 3 碳 纳 米管1935. 4. 3 高压储氢使用的标准1637. 2. 4 石墨烯及石墨烯型材料1945. 4. 4 高压储氢的安全性能检测试验 1637. 2. 5 碳材料的开发与研究前景 1955. 5 高压储氢的风险控制1637. 3 金属有机骨架材料的储氢性能 1955. 5. 1 氢气加注过程中的风险控制 1637. 3. 1 结构的设计合成及储氢性质5. 5. 2 高压储氢容器的风险控制 163研究现状1955

6、. 5. 3 运输与车用储氢设备的风险7. 3. 2 与氢气作用机理198控 制 1647. 3. 3 储氢性能的影响因素和发展5. 6 高压储氢的应用164方向2015. 6. 1 运输用大型高压氢气容器 1647. 4 微孔高分子的储氢性能2035. 6. 2 蓄气站大型高压氢气容器 1657. 4. 1 PIM 类型的微孔高分子2035. 6. 3 燃料电池车用高压储氢1657. 4. 2 超高交联型微孔高分子204参考文献 1667. 5 3 种物理吸附材料的比较207第 6 章液态储氢及应用 167参考文献2076. 1 液态储氢简介167第 8 章储氢合金和金属氢化物 2096.

7、1. 1 液态储氢适用条件1678. 1 储氢合金的工作原理和设计2096. 1. 2 正-仲氢转化1678. 1. 1 储氢合金简介2096. 2 液态氢的生产1688. 1. 2 储氢合金的历史发展及现状 2096. 3 液态氢的存储1718. 1. 3 储氢合金的工作原理2116. 3. 1 液氢存储的热学分析1718. 1. 4 储氢合金的设计与评价2166. 3. 2 液氢设备的绝热材料1718. 2 稀土储氢材料2186. 3. 3 液 氢 储罐1728. 2. 1 LaNi5 基 AB5 型储氢材料2186. 4 液氢的运输1758. 2. 2 混合稀土储氢材料2236. 4.

8、1 常温容器加注液氢的冷却特性 1758. 2. 3 非 AB5 型 Re-Mg-过渡金属储氢6. 4. 2 液氢的输送方式177材料2266. 4. 3 液氢储藏型加氢站1788. 3 Mg 和 MgH2 基储氢材料2306. 5 液氢的应用1808. 3. 1 镁单质储氢材料2306. 5. 1 液氢在航空航天领域的应用 1808. 3. 2 Mg-Ni 体系储氢材料2366. 5. 2 液氢在汽车领域的应用1818. 3. 3 Mg-Co 体系储氢材料2416. 5. 3 液氢的其他应用1868. 3. 4 Mg-Fe-H 体系以及其他镁基6. 6 液氢的安全性186储氢材料2426.

9、7 展望1878. 4 Ca 和 CaH2 基储氢材料244参考文献 1888. 4. 1 CaH2244第 7 章物理吸附储氢材料 1898. 4. 2 Ca-Ni-M 体系2447. 1 气体吸附原理及物理储氢的特点 1898. 4. 3 其他 Ca 基合金储氢材料2477. 1. 1 吸附等温线的类型 1898. 5 Ti 基合金储氢材料2477. 1. 2 吸附等温方程 1908. 5. 1 Ti-Fe 基合金体系249目录8. 5. 2 Ti-Co 基 合 金 体系2508. 5. 3 Ti-Mn 基合金体系2509. 5. 1 合成方法9. 5. 2 晶体结构 309 3108.

10、5. 4 Ti-Cr 基合金体系2519. 5. 3 吸放氢性能3138. 5. 5 Ti-Ni 基合金体系2529. 5. 4 吸放氢性能改善3188. 6 V 基体心立方固溶体合金储氢材料 2529. 6 氨硼烷 （ NH3 BH3 ） 及其衍生物 3238. 6. 1 V-Ti-Fe 合金体系 2549. 6. 1 氨硼烷化合物储氢材料的特点8. 6. 2 V-Ti-Ni 合 金 体系255以及合成方法 3238. 6. 3 V-Ti-Cr 合金体系 2559. 6. 2 氨硼烷化合物储氢体系和放氢性8. 7 Zr 基合金储氢材料256能改善3248. 7. 1 Zr-V 基合金体系25

11、79. 6. 3 氨硼烷化合物及其衍生物储氢8. 7. 2 Zr-Cr 基合金体系257材料的研究与发展3338. 7. 3 Zr-Mn 基合金体系257参考文献3358. 8 Pd 基固溶体储氢材料 258第 10 章其他储氢材料3418. 9 纳米材料尺寸效应与形貌对储氢10. 1 水合物储氢技术341材料性能的影响25910. 1. 1 气体水合物的晶体结构3418. 9. 1 纳米结构储氢材料研究背景8. 9. 2 纳米结构储氢材料制备方法 259 26010. 1. 2 气体水合物储氢34310. 1. 3 水合物储气量的一般计算8. 9. 3 纳米结构储氢材料的性能 262方法34

12、58. 9. 4 特殊纳米形貌对储氢性能的10. 2 有机液体氢化物储氢技术346影 响 26410. 2. 1 有机液体氢化物储氢技术8. 10 纳米薄膜材料的储氢性能研究 2688. 10. 1 纳米薄膜材料的储氢研究 268 8. 10. 2 薄膜的氢致光变特性269参考文献275第 9 章无机非金属储氢材料284原理和特点34610. 2. 2 有机液体氢化物储氢技术的关键问题34710. 3 空心玻璃微球高压储氢技术34810. 3. 1 玻璃微球储氢原理3489. 1 氢与氢化物28410. 3. 2 玻璃微球的储氢效率和存在9. 2 无机非金属氢化物285的主要问题3499. 2

13、. 1 基 本 特征28510. 4 铝水反应制氢储氢技术3499. 2. 2 电子结构和成键特性 28610. 4. 1 铝水反应制氢储氢机理3499. 2. 3 吸放氢反应机理 （ 与金属氢化10. 4. 2 铝水反应实用化反应器及其物相比较）287应用展望3509. 3 配位铝氢 （ Al-H） 化物289参考文献3519. 3. 1 合成方法9. 3. 2 晶体结构 289 289第 11 章储氢材料的计算模拟35311. 1 储氢材料计算模拟背景3539. 3. 3 吸放氢性能29311. 2 储氢材料计算模拟的理论基础 3549. 3. 4 掺杂的配位铝氢化物29611. 2. 1

14、 基于密度泛函理论的第一性9. 4 金属氮氢 （ N-H） 化物299原理3549. 4. 1 合成方法9. 4. 2 晶体结构 299 30011. 2. 2 固体结构计算方法和模型 355 11. 2. 3 分子动力学方法3569. 4. 3 吸放氢性能30211. 2. 4 Monte Carlo 方法3589. 5 金属硼氢 （ B-H） 化物 30911. 3 储氢材料计算软件简介360氢 与 氢 能11. 3. 1 VASP36013. 5 磷酸燃料电池42611. 3. 2 Materials Studio36113. 5. 1 概述42611. 3. 3 Gaussian 36

15、113. 5. 2 电 池 结构42711. 3. 4 其他常见软件简介 36213. 5. 3 运行条件对性能的影响42911. 4 储氢材料计算研究进展 36213. 5. 4 PAFC 的冷却系统43011. 4. 1 金属型氢化物和多元络合氢化物36311. 4. 2 化学氢化物储氢材料36611. 4. 3 吸附储氢材料36711. 4. 4 其他固体储氢材料368参考文献370第 12 章镍氢电池37312. 1 概述37312. 1. 1 电化学理论基础37312. 1. 2 化学电源的发展历史37613. 5. 5 磷酸燃料电池的应用43013. 6 熔融碳酸盐燃料电池4321

16、3. 6. 1 概述43213. 6. 2 电 池 结构43213. 6. 3 MCFC 的 应用43413. 7 固体氧化物燃料电池43613. 7. 1 概述43613. 7. 2 电 解质43613. 7. 3 电极44113. 7. 4 密 封 材料44412. 1. 3 镍氢电池的工作原理和特点 377 12. 2 镍氢电池的组成37813. 7. 5 SOFC 的结构13. 7. 6 SOFC 的应用 445 44712. 2. 1 正 极 材料37812. 2. 2 负 极 材料38312. 2. 3 辅 助 材料39212. 3 镍氢电池的开发与应用39412. 3. 1 镍氢

17、电池的开发现状39413. 8 其他燃料电池44813. 8. 1 直接醇类燃料电池44813. 8. 2 硼氢化钠燃料电池44913. 8. 3 微生物燃料电池44913. 9 燃料电池系统45012. 3. 2 镍氢电池的应用39513. 10 燃料电池的成本和开发452参考文献39613. 10. 1 成 本 分析452第 13 章燃料电池39813. 10. 2 燃料电池的开发45313. 1 燃料电池概述39813. 11 燃料电池的应用45513. 2 碱性燃料电池40313. 2. 1 概述403参考文献456第 14 章金属氢化物储氢装置与13. 2. 2 电池构造 404技术

18、46013. 2. 3 操作条件对电池性能的影响 40813. 2. 4 研究现状、 问题及前景40813. 3 高聚物电解质膜燃料电池41013. 3. 1 概述41013. 3. 2 电 池 结构41113. 3. 3 水 管理41814. 1 金属氢化物储氢容器46014. 1. 1 金属氢化物储氢容器储氢原理46014. 1. 2 储氢容器的分类及优缺点46114. 1. 3 金属氢化物储氢容器的应用范围46413. 3. 4 PEMFC 的 应用41814. 1. 4 储氢材料的填充46613. 4 直接甲醇燃料电池41913. 4. 1 概述41913. 4. 2 甲醇的催化电氧化

19、42013. 4. 3 甲 醇 渗漏42213. 4. 4 DMFC 应用42514. 1. 5 储氢容器的密封47014. 2 高压及金属氢化物复合储氢容器470参考文献474第 15 章氢能源汽车47615. 1 氢内燃机汽车476目录15. 1. 1 氢内燃机概述47617. 2. 2 氢气吸收非晶态化的金属间15. 1. 2 氢内燃机工作原理47615. 1. 3 氢气燃烧的特性47815. 1. 4 氢内燃机汽车的结构系统47915. 1. 5 氢内燃机的热效率和输出功率48215. 1. 6 氢内燃机的技术难点和解决办法48315. 1. 7 氢混合燃料内燃机48415. 1. 8

20、 氢内燃机汽车的发展状况48515. 2 燃料电池汽车49015. 2. 1 燃料电池汽车概述49015. 2. 2 燃料电池汽车特点49015. 2. 3 燃料电池汽车工作原理49115. 2. 4 燃料电池汽车结构系统49215. 2. 5 燃料电池汽车的发展状况494参考文献502第 16 章加氢站50316. 1 加氢站的基本组成系统50316. 1. 1 压 缩 系统50416. 1. 2 储 藏 系统50516. 1. 3 加 注 系统50616. 2 各种类型加氢站简介50716. 2. 1 燃料重整型加氢站50816. 2. 2 水电解型加氢站51216. 2. 3 液氢储藏型

21、加氢站51416. 2. 4 压缩氢储藏型加氢站51516. 2. 5 移动加氢站51516. 3 加氢站与加氢站网络建设517参考文献518第 17 章氢气与材料制备和改性51917. 1 氢脆51917. 1. 1 氢在钢铁中的固溶和性能519化合物成分和晶体结构特点 53217. 2. 3 氢气吸收非晶态化的机理 53417. 2. 4 氢致非晶态化化合物的热稳定性53517. 3 HD 和 HDDR 现象以及微观组织调控53617. 3. 1 稀土永磁材料的 HD 现象53617. 3. 2 稀土永磁材料的 HDDR 现象53717. 3. 3 氢气处理引起的钛基材料的晶粒微细化以及性

22、质的提高54017. 3. 4 Nb3 M （ M = Al、 Si、 Ge、 In）粉体的制备54217. 3. 5 镍氢电池合金粉体的制备54317. 3. 6 氢气吸收与多孔金属的形成54317. 4 氢等离子体法制备纳米材料54517. 4. 1 简介54517. 4. 2 设备及其工艺54617. 4. 3 纳米颗粒形成机理和长大过程54617. 4. 4 影响纳米颗粒制备的因素54717. 4. 5 氢等离子体制备的纳米颗粒大小和形貌54817. 4. 6 金属合金以及无机非金属纳米颗粒的制备54817. 4. 7 氢等离子体制备不同形态的纳米结构物质55017. 5 磁 学 性质

23、55117. 5. 1 吸氢所引起的磁矩大小变化55117. 5. 2 交换相互作用55417. 5. 3 磁各向异性55417. 5. 4 储氢合金氢化物的磁学性质55517. 6 超 导 MgB2 的 制备55817. 1. 2 氢 脆 模型52317. 6. 1 MgB2 超导化合物55817. 1. 3 不同材料的氢脆52417. 1. 4 氢脆机理以及氢致滞后17. 6. 2 传统的 MgB2 超导薄膜制备17. 6. 3 Mg （ BH4 ） 2 分解制备 MgB2 559断裂52817. 1. 5 氢脆的防止530超导薄膜560参考文献56117. 2 金属间化合物氢致非晶化53

24、1第 18 章氢气的安全性56417. 2. 1 金属间化合物的氢气吸收和非晶态化53118. 1 氢气安全的基础知识56718. 2 氢气的燃烧和爆炸性能568氢 与 氢 能18. 3 高压氢气和液态氢气的危险性18. 3. 1 高压氢气的危险性 18. 3. 2 液态氢气的危险性 574574575第 19 章基本数据 19. 1 氢元素、 能源与环境19. 2 氢气燃料的基本特性58758758818. 4 氢脆引起的设备安全问题57719. 3 氢气的物理和化学性质58918. 5 储氢合金的安全问题18. 6 氢燃料电池汽车的安全问题18. 6. 1 高压保护系统 578580580

25、19. 4 氢气扩散19. 5 氢化物分类19. 6 储氢材料性质比较59359659718. 6. 2 氢气泄漏检测 18. 6. 3 氢燃料电池汽车的相对安全性 18. 7 氢气泄漏检测方法和氢气检测器18. 8 一般安全的对策参考文献58058158158358519. 7 相图和 PCT 曲线19. 8 氢化物晶体结构19. 9 储氢材料热力学19. 10 蓄 热 合 金 19. 11 氢能源汽车 参考文献599612615618619624第 1 章氢能源与氢经济1. 1世界经济和能源人类的历史是和能源资源的消耗密切联系在一起发展起来的， 人类的生活水平和质量与能源消耗密切相关。 通

26、过考察个人的能源消耗就可以对全球能源消耗做一个展望， 见表 1-1。表 1-1 历史上的人类能源消耗1时期每人每天的消耗/ kcal食物家庭和商业工业和农业运输总计特点原始22只有食物狩猎325木材取火烹煮食物原始农业44412动物耕作先进农业6127126利用煤炭工业732241477蒸汽机技术10669163230内燃机、 电力古代人类使用木材为原料， 受到森林生长的制约， 世界人口长期停留在 2 5 亿之间， 公元 1600 年达到了 5 亿。 18 世纪中叶进入产业革命， 改为以煤炭为主能源资源， 生产力水平迅速提高， 人们生活和医疗卫生水平也有显著改善， 到 1800 年经过 200

27、 年人口增长 1 倍，达到 10 亿。 19 世纪开始使用石油， 1900 年人口达到 15 亿， 20 世纪石油取代煤炭成为了主要燃料， 出现了人口爆炸的局面， 世界人口增长达到了历史高峰， 1999 年人口达到了 60 亿， 在 100 年来人口增加了约 4 倍， 人口增长与能源消耗显示了密切的相关性。 据联合国人口基金会公布的报告显示， 2011 年世界人口已达到 70 亿。1. 人口增长图 1-1 是世界人口年增长和今后的预测， 亚洲的人口增加将尤为迅速。 人口发展的另一个特点是， 各国城市化趋势越来越强， 如图 1-2 所示。 发达国家人均收入达到 2 万美元以上， 发展中国家收入提

28、高迅速， 亚洲几个国家和地区家庭收入在 5000 35000 美元的人口在增长。 富裕阶层， 尤其是中产阶层人口增长迅速， 人均消费也在不断增加。2. 世界经济增长第二次世界大战后世界经济开始慢慢恢复， 20 世纪 70 年代以后发展迅速， 自 20 世纪90 年代以来， 世界科学技术突飞猛进， 在经济全球化和信息技术革命的推动下， 以电子信息、 生物技术和新材料为支柱的高新技术取得了一系列重大突破， 改变了世界的面貌， 推动 1cal = 4. 184J 。9第 1 章 氢能源与氢经济图 1-1 世界人口变迁和预测2图 1-2 世界和亚洲城市化率的变化3了经济全球化的进程。20 世纪 90

29、年代以来， 世界经济增长从 1991 年的 1. 5% 提高到 2007 年的 5. 2% ， 年均增速达到 3. 5% 。 其间， 虽然受 1997-1998 年亚洲金融危机和 2000-2001 年美国 “ 新经济” 泡沫破灭影响而出现下滑， 但在 1 2 年后又恢复到年均增速之上， 总体保持平稳增长趋势。2008 年 9 月的金融危机发生后， 世界各国经济形势快速恶化， 新兴国的经济也受到了很大影响， 但是和发达国家相比还是有很大的发展。 中国、 印度、 巴西和俄罗斯的年增长率都超过了 5% ， 与此相比发达国家都是负增长。 根据以往规律， 世界经济仍将逐步回升到过去多年的年均增长水平。

30、图 1-3 是世界主要经济国家的 GDP 年增长变化。 美国、 加拿大、 德国、 英国、 法国、意大利和日本 7 国， 总人口占世界人口的 11% ， 但是 GDP 占世界总量的 65% 。 而世界其余地区， 人口占世界的89% ， GDP 却仅占世界的35% 。 全非洲50 多个国家， GDP 占世界总量的比例为 1% ， 只相当于美国通用电气公司一家的资产。 尽管各国有自己的经济困难， 但是总体是在增长， 中国 GDP 从 2000 年起增长尤为迅速， 2007 年超过德国， 2010 年超过日本。如图 1-4 所示。图 1-3 世界主要经济国家的 GDP 年增长变化4，5图 1-4 一些

31、国家的人均 GDP4，5经济全球化是全球以市场经济模式全球化， 使资源在使用效率最高的企业使用， 促进竞争和带动经济发展， 在世界上形成产业结构新的国际分工， 这种结果使得世界经济在相当长的一段时间得到了持续的发展。 中国在世界市场整合中是最成功的， 改革开放以来， 30 年间使人均 GDP 提高了 10 倍， 贫困人口减少 5 亿以上。3. 世界钢铁、 汽车、 水泥的生产世界经济发展以及各国的情况可以从钢铁、 汽车、 水泥等几种大宗产品的生产上更深入地了解。（1） 钢铁生产图 1-5 是 2003 年和 2009 年世界主要国家和地区的钢铁生产的对比。 世界 2003 年钢的总产量是 967

32、16. 4 万t， 2009 年钢的总产量是 1219. 7 百万t， 其中中国的钢产量为 567. 8 百万 t， 占全世界的 46. 6% 。根据 World Steel Association 的排名， 世界十大钢厂企业以及 2008 年的产量汇总到了表 1-2。 从中可以看出十大钢厂中有 4 个是中国钢厂。图 1-5 2003 年和 2009 年世界主要国家和地区的钢铁生产的对比6，7表 1-2 世界十大钢厂的情况排名公 司 名 称年钢产量/ 百万 t第 1 名阿塞洛-米塔尔跨国公司 ArcelorMittal103. 3第 2 名日本新日铁 Nippon Steel37. 5第 3

33、名中国宝钢集团 Baosteel Group35. 4第 4 名韩国浦项 posco34. 7第 5 名中国河北钢厂 Hebei Steel Group33. 3第 6 名日本钢铁工程控股公司 JFE33. 0第 7 名中国武钢集团 Wuhan Steel Group27. 7第 8 名印度塔塔钢铁公司 Tata Steel24. 4第 9 名中国江苏沙钢集团 Jiangsu Shanggang Group23. 3第 10 名美国钢铁公司 U. S. Steel23. 2钢铁行业制造过程中材料加热等的热源主要是重油， 虽然原油价格波动大， 通过进行燃料转换和实施节省能源技术的开发， 受到原油

34、价格波动的影响不大。 不过煤炭、 铁矿石等原材料受到原材料的影响很大。 发达国家由于钢铁行业向车用高强钢板等高附加值的制品转移， 可以将原料费的增加转移到成品中去， 所以行业利润一直持续维持下来。（2） 汽车生产世界汽车制造商协会 （ OICA） 公布了 2008 年世界 52 个国家年汽车产量统计数据。 受金融危机影响， 全年全球共生产汽车 7053 万辆， 比 2007 年减少 3. 7% ， 近年来首次出现负增长。 汽车产量超过 100 万辆的 17 个国家中， 除金砖中国、 印度、 巴西、 俄罗斯国家及墨西哥、 泰国、 土耳其、 伊朗等国为正增长外， 其余传统汽车生产大国均为负增长。

35、通过世界各国 2008 年与 2007 年产量排序的变动， 可以从总体上了解世界汽车工业格局的变化情况。表 1-3 是 2009 上半年世界前 10 大汽车集团的销售排序， 及 2008 年同期的排名变化。 中国的汽车市场发展很快， 而且今后还会持续下去。 根据日本自动车产业专门调查会社调查报告2010 年中国汽车产量为 2200 万辆， 预计 2015 年达到 3000 万辆， 中国企业和外资都积极加大投资， 加入竞争8 。表 1-3 世界十大汽车生产公司的生产情况9排名 （2008 年排名）车 厂 名销售量/ 百万辆变 化 （% ）1 （1）丰田3. 564- 262 （2）通用3. 55

36、3- 223 （3）大众3. 265- 54 （5）现代2. 153- 25 （4）福特2. 145- 336 （8）标致雪铁龙1. 587- 147 （6）本田1. 586- 228 （7）日产1. 546- 239 （10）铃木1. 150- 1010 （9）雷诺1. 107- 16. 5（3） 水泥生产2009据中国建筑材料联合会信息部初步统计， 年全国水泥产量生产能力： 水泥熟料产量 10. 79 亿 t， 比上年增长 10. 42% ； 其中新型干法熟料产量 7. 79 亿 t， 比上年增长26. 05% ； 其他熟料产量 2. 99 亿 t， 比上年下降 16. 52% 。 水泥熟

37、料产量新型干法比例72. 25% ， 比上年上升 8. 96 个百分点。 全国水泥产量 16. 48 亿 t， 比上年增长 16. 07% 。水泥熟料和水泥产量比例 65. 45% ， 比上年下降 3. 35 个百分点。 图 1-6 所示为 2010 年世界水泥生产大国的生产量， 我国的水泥产量已占世界总产量的一半以上。图 1-6 2010 年世界水泥生产大国的生产量101. 2 各国能源消耗和我国能源消耗的特点人类和能源的关系是能源消耗规模取决于人类的生活以及经济活动水平， 如图 1-7 所示， 同时生活和活动也是由能源的供给方法来决定和制约的一种相互关系。 正如W. W. Rosutou

38、在 “ 经济发展阶段学说” 中指出的一样， 经济发展到了某种程度后， 能源的消耗将随着经济发展而增加。从工业革命至今， 人类社会的能源消耗几乎完全建立在化石燃料的基础之上。 200 年以来， 全球能源消耗中煤炭 + 石油的比例很大， 占 75% 80% ， 20 世纪 80 年代末， 天然气的比例有一定上升， 水电 + 核电的比例上升较快。 从 20 世纪 80 年代末至今的 30 多年能源结构比较稳定。 一般为： 煤炭占 26% 26. 5% ， 石油占 36. 5% ， 天然气占 23. 5% ， 水电占6. 0% ， 核电占 6. 0% 。 化石燃料仍占主要地位。图 1-7 能源消耗增长

39、历史以及燃料和资源利用的变迁 （ 括号内的数据是 H/ C 原子比） 111. 能源需求增长图 1- 8 为全球各种一次能源消耗比例变化， 随着经济成长世界的能源消耗不断增长，图 1-8 1971 2008 年间全球各种一次能源消耗增长 （ 折算成 toe） 131971 年为 61. 55 亿toe （ tonne of oil equivalent）， 以后以 2. 6% 的年平均增长， 2008 年达到了122. 67 亿 toe， 将近翻了一番。世界一次能源消耗的能源资源是以石油为主体， 其中一部分用于发电。 1971 2008 年石油消耗增长率为 2. 3% ， 和能源整体的增长率大体相当， 到了 2008 年， 石油消耗占能源整体消耗的比例从 1973 年的 46. 1% 降到 2008 年的 33. 2% 。 这期间取代石油的能源资源主要是原子能和天然气， 其年增长率分别为 11. 8% 和 3. 6% ， 正因如此， 原子能和天然气能源的消耗 （ 一次能源） 占整体的比率分别从 0. 9% 增长到 5. 8% ， 16. 0% 增长到 21. 1% 。 以前和石油一样