全球能源发展经历了从什么时代到什么时代再到什么时代电气时代的演变过程
正全球能源发展经历了从薪柴时代到煤炭时代,再到油气时代、电气时代的演变过程。
相关知识:
1、目前,世界能源供应以化石能源为主,有力支撑了经济社会的快速发展。为适应未来能源发展需要,水能、风能、太阳能等清洁能源正在加快开发和利用,特别是近20年,世界能源发生了深刻变革,总体上形成煤炭、石油、天然气三分天下,清洁能源快速发展的新格局。在保障世界能源供应、促进能源清洁发展中,将发挥越来越重要的作用。
2、全球能源资源主要有煤炭、石油、天然气等化石能源和水能、风能、太阳能、海洋能等清洁能源。全球化石能源资源虽然储量大,但随着工业革命以来数百年的大规模开发利用,正面临资源枯竭、污染排放严重等现实问题;清洁能源不仅总量丰富,而且低碳环保、可以再生,未来开发潜力巨大。
总之,全球能源生产与消费结构目前仍以化石能源为主,清洁能源和电力比重增长较快;由于能源分布不均衡,能源供需分离程度不断加深,全球能源贸易规模不断扩大。
对人类能源的利用史略加考查,可以发现人类对能源的利用主要有三大转换:第一次是煤炭取代木材等成为主要能源;第二次是石油取代煤炭而居主导地位;第三次是20世纪后半叶开始出现的向多能源结构的过渡转换。
人类利用能源的历史,也就是人类认识和征服自然的历史。人类利用能源的历史可分为五大阶段:(1)火的发现和利用;(2)畜力、风力、水力等自然动力的利用;(3)化石燃料的开发和热的利用;(4)电的发现及开发利用;(5)原子核能的发现及开发利用。
火,化石能源(木柴木炭,煤,石油等),电力,新能源(核能,风能,潮汐能等)。
旧石器时代是考古学中石器时代的早期阶段,我国已发现的旧石器时代人类化石,如北京猿人。在周口店北京猿人遗址洞穴内发现木炭、灰烬等痕迹,说明北京猿人已能利用火。从人类能利用火开始,就是能利用燃料(能源)的开始。
新石器时代彩陶的出现充分说明人类已经能利用木材、柴薪作燃料烧烤食物和烧制陶器。
农业社会开始于约4000年前。农业社会中利用的能源是太阳能系统的能源,植物能源如木材是主要能源。从广义能源的意义上看,食物也是能源,是一次能源,人体能(人力)是二次能源,是由食物的能量转化而来。按照同样道理,畜力也是二次能源。在农业社会太阳能也被利用,光利用(照明)和热利用(取暖、海盐制造等);风能也被利用,如风车和帆船。在农业社会,水能和地热也曾被利用。古时有将水能转换为机械能的设备,如水轮泵和水磨等,用于提水灌溉和磨面。用温泉水沐浴是利用地热的例子。在漫长的农业社会,能源结构几乎没有多大变化。
木材的来源是砍伐森林。由于生产发展,人口增加,人类长期砍伐森林,破坏植被,导致自然生态问题,同时引起木材资源的匮乏,导致农业社会的能源危机。
18世纪前,人类只限于对风力、水力、畜力、木材等天然能源的直接利用,尤其是木材,在世界一次能源消费结构中长期占据首位。蒸汽机的出现加速了18世纪开始的产业革命,促进了煤炭的大规模开采。到19世纪下半叶,出现了人类历史上第一次能源转换。1860年,煤炭在世界一次能源消费结构中占24%,1920年上升为62%。从此,世界进入了“煤炭时代”。
煤可以用作燃料,早为人们知晓。但是由于煤又黑又脏,开采又较困难,人们不喜欢使用。14~16世纪木材短缺已严重威胁西欧和北欧人民的生活,1700年首先在英国决定以煤代替木材作为能源基础,以后逐渐扩展到欧美各国。这为十八世纪的工业革命提供了能源条件。工业革命在十八世纪60年代始于英国,工业社会迄今约250年。与漫长的农业社会相比,这是很短暂的。但是,在这250年中,工业生产发展异常迅速,科学技术日新月异。这段时期,人类使用的能源结构发展变化很快。
19世纪70年代,电力代替了蒸汽机,电器工业迅速发展,煤炭在世界能源消费结构中的比重逐渐下降。1965年,石油首次取代煤炭占居首位,世界进入了“石油时代”。1979年,世界能源消费结构的比重是:石油占54%,天然气和煤炭各占18%,油、气之和高达72%。石油取代煤炭完成了能源的第二次转换。
十八世纪末出现的以煤为燃料的蒸汽机,推动了机械化的工厂逐渐代替手工业工场。在十八、十九世纪,煤成为人类社会的主要能源。十九世纪中叶人类又开发了石油。1859年在美国宾夕法尼亚州钻成了第一口现代化的石油井,开发了第一个油田。十九世纪末以后相继出现用汽油作燃料的汽车、飞机,用柴油作燃料的内燃机火车和内燃机轮船。柴油还用于火力发电。石油逐渐超过煤炭成为二十世纪的主要能源。以后,天然气的利用也被重视。电能也是在十九世纪被人类发现的。1831年英国物理学家法拉第发现磁铁同导线相对运动时,导线中有电流产生,从而开辟了一种新能源——电能,人类利用电力的大门由此开启。十九世 纪70年代人们发明了直流发电机,1882年建成第一座火力发电厂。十九世纪末至二十世纪初,又有人成功建立了水力发电站。从此,电力逐渐成为人类广泛使用的能源,各部门广泛使用电力进行生产和工作的电气化成为经济现代化的标志。
人类在二十世纪40年代又发现了原子能。50年代建立了世界上第一座原子能发电站,核能的和平利用登上历史舞台。
煤、石油和天然气等化石能源是近现代的主要能源,因此人们把近三百年(从1700年算起)或二百五十年(从工业革命算起)称为化石能源时代,以区别于原始太阳能时代。
但是地球上石油的储量有限,石油的大量消费,使能源供应严重短缺,世界能源向石油以外的能源物质转移已势在必行。世界能源正面临一个新的转折点。在能源消费结构中,已开始从石油为主要能源逐步向多元能源结构过度。新能源包括地热、低品位放射性矿物、地磁等地下能源;还包括潮汐、海浪、海流、海水温差、海水盐差、海水重氢等海洋能和风能、生物能等地面能源;以及太阳能、宇宙射线等太空能源。在这些能源中,核能是最有希望取代石油的重要能源。
1、原始的自然能源转向煤炭(工业革命的影响)
2、煤炭转向石油和天然气(科技的发展,汽车产业兴起,煤炭的弊端)
3、水力,核能,风能,太阳能。
对人类能源的利用史略加考查,可以发现人类对能源的利用主要有三大转换:第一次是煤炭取代木材等成为主要能源;第二次是石油取代煤炭而居主导地位;第三次是20世纪后半叶开始出现的向多能源结构的过渡转换。
人类利用能源的历史,也就是人类认识和征服自然的历史。人类利用能源的历史可分为五大阶段:
(1)火的发现和利用;
(2)畜力、风力、水力等自然动力的利用;
(3)化石燃料的开发和热的利用;
(4)电的发现及开发利用;
(5)原子核能的发现及开发利用。
18世纪前,人类只限于对风力、水力、畜力、木材等天然能源的直接利用,尤其是木材,在世界一次能源消费结构中长期占据首位。蒸汽机的出现加速了18世纪开始的产业革命,促进了煤炭的大规模开采。到19世纪下半叶,出现了人类历史上第一次能源转换。1860年,煤炭在世界一次能源消费结构中占24%,1920年上升为62%。从此,世界进入了“煤炭时代”。
19世纪70年代,电力代替了蒸汽机,电器工业迅速发展,煤炭在世界能源消费结构中的比重逐渐下降。1965年,石油首次取代煤炭占居首位,世界进入了“石油时代”。1979年,世界能源消费结构的比重是:石油占54%,天然气和煤炭各占18%,油、气之和高达72%。石油取代煤炭完成了能源的第二次转换。
但是地球上石油的储量有限,石油的大量消费,使能源供应严重短缺,世界能源向石油以外的能源物质转移已势在必行。世界能源正面临一个新的转折点。在能源消费结构中,已开始从石油为主要能源逐步向多元能源结构过度。新能源包括地热、低品位放射性矿物、地磁等地下能源;还包括潮汐、海浪、海流、海水温差、海水盐差、海水重氢等海洋能和风能、生物能等地面能源;以及太阳能、宇宙射线等太空能源。在这些能源中,核能是最有希望取代石油的重要能源。
世界最新八大自然奇观世界遗产由联合国教科文组织(UNESCO)评定,列入世界遗产名录的文化和自然遗址被认为“对人类有重大价值”,应该得到保护和保存。这8处自然奇观加入后,世界遗产名录上共有145个国家的878处遗址(679处文化遗址、174处自然遗址和 25处混合遗址)。这8大自然奇观分别是: 1.瑟尔塞岛(冰岛)
瑟尔塞岛是远离冰岛南海岸线的一座火山岛,位于冰岛的最南端。瑟尔塞岛是位于海平面以下130米的火山爆发形成的,1963年11月14日它露出海面。这次爆发可能开始于几天前,并一直持续到1967年6月5日,此时该岛达到它的最大面积——2.7平方公里。从那以后,风和海浪侵蚀导致它的面积不断下降,到2002年该岛的表面积是1.4平方公里。 这座新岛是以挪威神话中火神的名字命名,在这座小岛形成过程中和爆发结束后,火山学家一直在对它进行大量研究。现在由于生命在这座最初荒芜的小岛上逐渐繁盛起来,它开始慢慢引起植物学家和生物学家的极大兴趣。产生瑟尔塞岛的海下火山口是韦斯文尼查(Vestmannaeyjar)水下火山系统 (被称作大西洋中脊的海床裂缝的组成部分)的一部分。1973年,韦斯文尼查火山系统还引起黑迈(Heimaey)岛上发生著名的艾尔菲火山爆发。产生瑟尔塞岛的火山爆发还导致该火山链上形成其他几座小岛,例如Jólnir和其他没命名的小山头。不过它们大部分很快就会被侵蚀掉。2、索科特拉群岛(也门)
索科特拉群岛位于印度洋附近的亚丁湾,长250公里,由4座小岛和2座岩石小岛(显然被看成是“非洲之角”一个延长部分)组成。这里非常重要,因为它上面生活着多种生物,这座群岛上有大量不同种类的植物和动物:索科特拉岛上825种植物中有37%的植物、90%的爬虫动物和95%的蜗牛品种都是世界其他地方见所未见的。该地还是全球大量陆地鸟和海鸟的重要栖息地,其中包括很多受到威胁的鸟类。索科特拉群岛上生活着192种鸟类,其中有44种在该岛上繁殖后代,有85种定期迁徙。索科特拉岛的海洋生物也非常丰富,有253种造礁珊瑚、730种沿岸鱼和300种螃蟹、龙虾和小虾。 3、乔金斯化石断崖(加拿大)
加拿大乔金斯化石断崖是一处世界级古生物学遗址,位于芬迪湾入口处。这个地区受到世界上最高的潮汐(超过15米或说49英尺)影响。经过潮汐作用不断侵蚀,形成23米(75英尺)高的断崖,科学家经常会在这里发现新化石。这里产生的化石,已经让人们对石炭纪时期的生命(包括种类繁多的植物群、变化多样的两栖动物群、令人兴奋的节胸属的踪迹和一些世界首批爬虫动物)有了更多了解。 1851年乔金斯化石断崖开始出名,当时《地质学规则(The Principles of Geology)》的作者查尔斯·莱尔和《加拿大地质学》及《煤炭时代通气口(Air Breathers of the Coal Period)》的作者威廉·道森对这个地点进行了考察。当时乔金斯化石断崖已经享有一些知名度,因为科学家早已在这个原始位置发现大量化石树干。道森和莱尔检查其中一个化石树桩时,他们注意到一些非常微小的骨骼。结果这些貌似无关紧要的骨骼变成了在新斯科舍获得的最重要的化石发现。事实上这些是世界上首批爬虫动物的遗体,也是能证 明陆生动物生活在“煤炭时代”的第一个证据。 4、新喀里多尼亚环礁:暗礁多样性及相关生态系统(法国)
新喀里多尼亚环礁(暗礁多样性及相关生态系统)由6个海洋珊瑚礁组成,象征着法国太平洋新喀里多尼亚群岛珊瑚礁和相关生态系统的多样性,它是世界上三个最广阔的珊瑚系统之一。泻湖内生活着多种珊瑚虫和鱼类,这里是从红杉树到海草的栖息地,是世界上珊瑚结构的密度变化最大的地方。新喀里多尼亚环礁是一个完整无损的生态系统,这里生活着健康的大型食肉动物群体和大量不同的大鱼。这里还为大量受到威胁的鱼类、海龟和海洋哺乳动物提供了栖息地,其中儒艮数量位居世界第三。这些泻湖周围的自然风光异常美丽,泻湖内有不同年代的珊瑚,其中有活着的,也有远古珊瑚化石,为研究大洋洲的自然历史提供了一个重要的信息源。 5、美洲王蝶生态保护区(墨西哥)
这片占地56259公顷的生态圈位于墨西哥城西北大约100公里处草木丛生的山上。每年秋天都有数百万或者十亿只蝴蝶从北美洲的广阔区域来到这里,汇聚在森林保护区的狭小空间内,将丛林树木点缀成橙色,它们的总重量将树枝压弯。春天,这些蝴蝶经过8个月迁徙,往返东加拿大一次,在这个过程中,有4代蝴蝶出生和死亡。它们是如何找到返回越冬地的路线的至今仍是一个谜。(注:墨西哥曾拍摄一部美洲王蝶的纪录片:《迁徙的王蝶》) 6、三清山国家公园(中国)
三清山位于江西省玉山、德兴两县交界处。主峰玉京峰海拔1819.9米,因山有三峰,名为玉京、玉华、玉虚,如三清(即玉清、上清、太清)列坐其巅,故名三清山。三清山南北狭长,约56平方公里,由于长期地貌变化,形成了三清山别具一格的奇峰怪石、急流飞瀑、峡谷幽云等雄伟景观。 三清山为历代道家修炼场所,自晋朝葛云、葛洪来山以后,便渐为信奉道学的名家所向往。最先在三清山修建道观的为唐朝信州太守王鉴的后裔。唐僖宗时,王鉴奉旨抚民,到达三清山北麓,见到此山风光秀丽,景色清幽,卸任后即携家归隐在此。 到宋朝时,其后裔王霖捐资兴建道观,成为道家洞天福地。延至明景泰年间,王霖后裔王祜又在三清山大兴土木,重建三清宫。从登山处步云桥直至天门三清福地,共兴建宫观、亭阁、石刻、石雕、山门、桥梁等200余处,使道教建筑遍布全山,其规模与气势,可与青城山、武当山、龙虎山媲美。因此,三清山有 “露天道教博物馆”之称。三清山风景名胜资源丰富,种类齐全,规模宏大,景点众多。 7、萨亚尔-哈萨克斯坦北部草原和湖泊(哈萨克斯坦)
萨亚尔(北哈萨克斯坦草原和湖泊)由瑙尔祖姆(Naurzum)及科尔加尔辛(Korgalzhyn)两个自然保护区组成,总面积达 450344公顷。具有特色的沼泽地对迁徙水鸟非常重要。这些水鸟包括一些受到全球性威胁的物种,例如极其罕见的西伯利亚白鹤、卷羽鹈鹕、玉带海雕等等。这些沼泽地是从非洲、欧洲和南亚飞往西和东西伯利亚繁殖地的中亚候鸟迁徙途中的重要落脚点和交汇处。20万公顷的中亚大草原为该地区一半多的植物群和大量受到威胁的鸟类及濒临灭绝的赛加羚羊(以前数量很多,现在由于偷猎,导致数量急剧下降)提供了庇护所。大草原上有淡水和咸水两种湖,它们位于从北部流向极区和南部,最后汇入阿拉尔-伊特什盆地的河流的分水岭上。 8、萨多纳环形地质结构(瑞士)
瑞士东北的萨多纳环形地质结构覆盖3.285万公顷山区,其中具有特色的7座山峰海拔高达3000米以上。这个区域展现出造山运动的异常实例,它通过大陆板块碰撞和独特的地质断面(通过逆冲型地震构成)等过程,将较老的深层岩石搬迁到较年轻的浅处的岩石上面。清晰的三维立体结构和刻画这种现象的过程是这个地点的最大特征,自18世纪以来,这里一直是重要的地质学研究基地。格拉鲁斯阿尔卑斯山脉是一座被冰雪覆盖的山脉,它屹立在狭窄的河谷上,是阿尔卑斯山中部最大的冰河期以后的山崩地点。
科学家们认为,天然气的形成多数与生物有关,例如礁型的天然气资源。在地质历史中,海洋里生存着大量的生物,它们在生长过程中具有分泌钙质骨骼的能力,在水深、温度、光照和海水含盐度适宜的条件下,这些生物一代又一代地繁殖,便形成了坚固的生物礁。研究得知,钙藻类、海绵、水螅、苔藓虫、层孔虫、珊瑚等等都曾是地质历史中的造礁生物,现代海洋中的生物礁就是由珊瑚和藻类共同形成的。在漫长的地质史中形成的礁体厚度巨大,它们死亡后,被沉积物覆盖并埋藏在地层深部,在长期的地质作用下,逐渐成为石油和天然气形成的物质基础。科学家们通过对地史时期和生物礁的研究发现,在礁体的生物骨骼遗骸中具有成千上万的孔洞和空隙,含有较理想的孔隙度和渗透率,它们为石油和天然气的形成和储集提供了便利条件。早在上世纪80年代,我国就已在湖北、四川等地找到了一批产量丰富的礁型天然气田。
石油是怎样形成的?
石油的原料是生物的尸体,生物的细胞含有脂肪和油脂,脂肪和油脂则是由碳、氢、氧等3种元素组成的。生物遗体沉降于海底或湖底并被淤泥覆盖之后,氧元素分离,碳和氢则组成碳氢化合物。
我们已经在地球上发现3000种以上的碳氢化合物,石油是由其中350种左右的碳氢化合物形成的,比石油更轻的碳氢化合物则成为天然气。煤矿与石油的成因很类似,但煤是植物的化石,又是固态。
大量产生碳氢化合物的岩石即称为“石油源岩”。埋没于地中的石油源岩受到地热和压力的影响,再加上其他多种化学反应之后就产生石油,而石油积存于岩石间隙之间便形成油田。
地壳变动而石油生成
我们最近逐渐了解地球内部的变化与石油的生成有十分密切的关系,在描述此种关系之前,让我们先来了解一下地球内部的状况。
地球的半径大约是6400公里,覆盖地球表面的地壳下方是由岩石形成厚达2900公里的“地慢”,其下方则是由金属形成的“地核”,并以大约5100公里深处分界,分为“外核”与“内核”。外核主要是由液态金属铁组成,内核则主要是固态铁。 地球表面铺满坚硬的“板 块”,厚度约有100公里,是由向上喷出的“洋脊”产生的,’在 缓缓移动到“海沟”后就沉降于 另一板块下方。 80年代后期,人们学会捕捉地震波传递到地球内部时的立体图,于是发现令人惊讶的地慢活动状况。高温又巨型的上升流“超级卷流”由地底涌上后,以蘑菇形态分别存在于夏威夷和非洲大陆正下方。此外,低温的巨型下降流“冷卷流”则以水滴形态占据亚洲大陆及南美洲大陆正下方的冷卷流似乎是沉降到地函底部。
我们现在的知道的是,地幔内部落热对流是以冷卷流向超级卷注移动的形态而形成的。此种运动不仅影响板块运动,似乎也对整个地球的地质和环境的变化产生很大的影响。
超级卷流是石油制造者?
现在全球生产的石没之中,有60%是产生了恐龙称霸地球时期所形成的石油源岩,所形成的“黑色页岩”则遍布世界各地。黑色页岩主要是由未经氧化的藻类等浮游植物遗骸堆积而成。由此可知当时必须有可让浮游植物繁殖又不会产生氧化的缺氧环境条件,大量的黑色页岩才会形成。
最近发现,石油源岩在此时代的形成似乎与超级卷流运动的活化可以促使由地下涌出的地幔物质所形成的洋脊体积增大,海面因而上升,使得较低的陆地变成浅海,而浅海则具有可当石油原料的藻类等浮游植物极易繁殖的环境。
浅海地区的藻类等浮游植物因而出现大幅增加和大量死亡的现象,周围的细菌为分解其残骸而消耗氧气,于是出现了缺氧环境。
地球温暖化也会改变深层海水的流动状况,由于高纬度地区与低纬度地区海水的温度高低不同,较低温但含有丰富氧气的高纬度地区深层海水会流向低纬度地区海洋。但地球温暖化的现象减少。氧气较少的海域因而扩大,无法氧化的浮游植物便逐渐堆积,所留下的大量有机物则形成石油源岩。
生物的演化改变了石油的性质
由于石油的原料是生物的遗骸,因此调查石油的性质便可以得知古老时期的生物演化过程和地球环境历史。
生命的演化大概有下述的过程。生命是于38亿年前诞生,并逐渐地进行演化,到了距今5亿5000万年前的古生代寒武纪时期,爆发性的演化才开始,大约4亿4500万年前,生命也登上了陆地。
4亿4000万年至4亿年前时期,石油源岩的主要成分是当时繁茂的浮游植物所形成的耐碳氢化合物。另一方面,羊齿类植物在此时期繁琐盛于海岸近处,因此以陆上植物为原料的石油源岩也出现了。
2亿9000万年前,广大的陆地普遍出现由裸子植物组成的森林,并到处形成被沼泽地包围的湖沼,藻类便在湖沼中开始繁殖。由此也产生了以藻类为原料的新种石油源岩,这也是陆上植物的繁盛促使新性质石油源岩诞生的一例。
9000万年前时期,被子植物和针叶树林开始逐渐扩张到高纬度地区和高地,因而出现以陆地木材为原料的石油源岩。另一方面,树木的树脂成为轻质原油的原料,形成新的石油源岩。针叶树林的增加竟使得木材取代了藻类,成为石油源岩的主要原料。
最近石油性质的分析技术有长足的进步,我们已逐渐可以取得有关石驮�闲灾剩�约坝扇饶芤�鸬谋浠��痰鹊南晗缸柿稀S纱酥肿柿霞茨芙�徊搅私庠�仙�镆藕≈鸾ザ鸦�钡幕肪匙纯觥?
大约1亿7000万年到200万年前所发生的全球性规模“阿尔卑斯造山运动期”也造出了巨油田,在此时期,分布于广大范围的1亿年前前后形成的石油源岩都没入地中。现有的石油和天然气有大约3分之2就是此时期形成的。
石油是怎样形成的 2
石油是当今世界极其重要的工业能源,被称作“工业的血液”,素有黑色金子之称。石油这种黑棕色的,粘稠的液体,以前面渗透到人类生活的许多领域。那么,石油是如何形成的呢?
经过长期的研究,以证明石油是由古代有机物变来的/在古老的地质年代里,古代海洋或大型湖泊里的大量生物、动植物死亡后,遗体被埋在泥沙下,在缺氧的条件下逐渐分解变化。随着地壳的升降运动,它们又被送到海底,被埋在沉积岩层里,承受高压和地热的烘烤,经过漫长的转化,最后形成了石油这种液态的碳氢化合物。
据估计,全世界海底石油的总储量在3250亿吨,占整个地球石油储量的三分之一。而且这些石油多分布在中国近海、中东、波斯湾、墨西哥湾、西非几内亚湾和北海等浅海海底。
石油和天然气的化学成分,暴露了它们的来源,它们都是有机物,应
当与古代生物有关系。一部分科学家认为,油气(石油和天然气)是伴随着沉积
岩的形成而产生的。远古时期繁盛的生物制造了大量的有机物,在流水的搬运下,
大量的有机物被带到了地势低洼的湖盆或海盆里。在自然界这些巨大的水盆中,
有机物与无机的碎屑混合,并沉积在盆底。宁静的深层水体是缺乏氧气的还原环
境,有机物中的氧逐渐散失了,而碳和氢保留下来,形成了新的碳氢化合物,并
与无机碎屑共同形成了石油源岩。
在石油源岩中,油气是零散地分布的,还没有形成可以开采的油田。此时,
水盆底部的沉积物,在重力的作用下,开始下沉。在地下的压力和高温的影响下,
沉积物逐渐被压实,最终变成沉积岩。而液体的石油油滴们拒绝变成岩石,在沉
积物体积缩小的过程中,它们被挤了出来,并聚集在一处,由于密度比水还轻,
所以石油开始向上迁移。幸运的话,在岩石裂隙中穿行的石油,最终会遭遇一层
致密的岩石,比如页岩、泥岩、盐岩等,这些岩石缺少让石油通过的裂隙,拒绝
给石油发通行证,石油于是停留在致密岩层的下面,逐渐富集,形成了油田。含
有石油的岩层,叫做储集层,拒绝让石油通过的岩石,叫做盖层。如果没有盖层,
石油会上升回到地表,最终消失在地球历史的尘烟中,保留不到人类出现的时候。 内容:石油和天然气的化学成分,暴露了它们的来源,它们都是有机物,应
当与古代生物有关系。一部分科学家认为,油气(石油和天然气)是伴随着沉积
岩的形成而产生的。远古时期繁盛的生物制造了大量的有机物,在流水的搬运下,
大量的有机物被带到了地势低洼的湖盆或海盆里。在自然界这些巨大的水盆中,
有机物与无机的碎屑混合,并沉积在盆底。宁静的深层水体是缺乏氧气的还原环
境,有机物中的氧逐渐散失了,而碳和氢保留下来,形成了新的碳氢化合物,并
与无机碎屑共同形成了石油源岩。
在石油源岩中,油气是零散地分布的,还没有形成可以开采的油田。此时,
水盆底部的沉积物,在重力的作用下,开始下沉。在地下的压力和高温的影响下,
沉积物逐渐被压实,最终变成沉积岩。而液体的石油油滴们拒绝变成岩石,在沉
积物体积缩小的过程中,它们被挤了出来,并聚集在一处,由于密度比水还轻,
所以石油开始向上迁移。幸运的话,在岩石裂隙中穿行的石油,最终会遭遇一层
致密的岩石,比如页岩、泥岩、盐岩等,这些岩石缺少让石油通过的裂隙,拒绝
给石油发通行证,石油于是停留在致密岩层的下面,逐渐富集,形成了油田。含
有石油的岩层,叫做储集层,拒绝让石油通过的岩石,叫做盖层。如果没有盖层,
石油会上升回到地表,最终消失在地球历史的尘烟中,保留不到人类出现的时候。
煤炭是怎样形成的
煤炭被人们誉为黑色的金子,工业的食粮,它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一。虽然它的重要位置已被石油所代替,但在今后相当长的一段时间内,由于石油的日渐枯竭,必然走向衰败,而煤炭因为储量巨大,加之科学技术的飞速发展,煤炭汽化等新技术日趋成熟,并得到广泛应用,煤炭必将成为人类生产生活中的无法替代的能源之一。
煤炭是千百万年来植物的枝叶和根茎,在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐植质,由于地壳的变动不断地埋入地下,长期与空气隔绝,并在高温高压下,经过一系列复杂的物理化学变化等因素,形成的黑色可然化石,这就是煤炭的形成过程。
一座煤矿的煤层厚薄与这地区的地壳下降速度及植物遗骸堆积的多少有关。地壳下降的速度快,植物遗骸堆积得厚,这座煤矿的煤层就厚,反之,地壳下降的速度缓慢,植物遗骸堆积的薄,这座煤矿的煤层就薄。又由于地壳的构造运动使原来水平的煤层发生褶皱和断裂,有一些煤层埋到地下更深的地方,有的又被排挤到地表,甚至露出地面,比较容易被人们发现。还有一些煤层相对比较薄,而且面积也不大,所以没有开采价值,有关煤炭的形成至今尚未找到更新的说法。
煤炭是这样形成的吗?有些论述是否应当进一步加以研究和探讨。一座大的煤矿,煤层很厚,煤质很优,但总的来说它的面积并不算很大。如果是千百万年植物的枝叶和根茎自然椎积而成的,它的面积应当是很大的。因为在远古时期地球上到处都是森林和草原,因此,地下也应当到处有储存煤炭的痕迹;煤层也不一定很厚,因为植物的枝叶、根茎腐烂变成腐植质,又会被植物吸收,如此反复,最终被埋入地下时也不会那么集中,土层与煤层的界限也不会划分得那么清楚。
但是,无可否认的事实和依据,煤炭千真万确是植物的残骸经过一系统的演变形成的,这是颠簸不破的真理,只要仔细观察一下煤块,就可以看到有植物的叶和根茎的痕迹;如果把煤切成薄片放到显微镜下观察,就能发现非常清楚的植物组织和构造,而且有时在煤层里还保存着像树干一类的东西,有的煤层里还包裹着完整的昆虫化石。值得探讨的是它为何形成得如此集中,而且又是那么如此的优质呢?
记得上小学的时候,我家住在离城不远的乡村,每当盛夏雨季来临时,一场暴雨过后,村子中央就会出现一条湍急的“小溪流”,我们许多小朋友就会跑到那里面去嬉戏,那小溪流也会因暴雨停止时间的延长,而变得越来越小,最后干涸。但在没有断流之前你会发现,很多水流处却被冲下来的木棍儿、杂草等漂浮物堵塞,形成一个个小的水坎儿。为了能让水流通畅,我们不时地把那些小水坎扒开,有的时候也会借此筑起一道小溪上的“堤坝”。既便是现在居住在城里,一场暴雨过后,街道上很多地方也会出现各种各样的漂浮物截住了水流,堵塞了下水道口,而且很多漂浮物又被集中地滞留在一个地方的现象。
小巫见大巫,由此我们便可以推断出煤炭的形成可能与洪水有直接关系。如果没有洪水那样强大的力量和搬运的功能,煤炭的形成绝对不会那么集中,也不会那么优质。
我们可以设想一下,在千百万年前的地质历史期间,由于气候条件非常适宜,地面上生长着繁茂高大的植物,在海滨和内陆沼泽地带,也生长着大量的植物,那时的雨量又是相当的充沛,当百年一遇的洪水或海啸等自然灾害降临时,就会淹没了草原、淹没了大片森林,那里的大小植物就会被连根拨起,漂浮在水面上,植物根须上的泥土也会随之被冲刷得干干净净,这些带着须根和枝杈的大小树木及草类植物也会相互攀缠在一起,顺流漂浮而下,一旦被冲到浅滩、湾叉就会搁浅,它们就会在那里安家落户,并且象筛子一样把所有的漂浮物筛选在那里,很快这里就会形成一道屏障,并且这个地方还会是下次洪水堆积植物残骸(也会有许多动物的残骸)的地方。当洪水消退后,这里就会形成一道逶迤的堆积植物残骸的丘岭,再经过长期的地质变化,这座植物残骸的丘岭就会逐渐地埋入地下,最后演变成今天的煤矿。
那么也许有人会问,1998年中国遭受的一场罕见的水灾,为何没有出现这样的情况呢?我认为,那是因为中国目前的森林覆盖率很低,而且有森林的地方多在高海拔地区,在平原到处是粮田,几乎到了没有什么森林可淹的境地,只不过是淹没了一些农田的防护林,并且农田防护林的树木很稀少,而且树木的根须又十分的发达,抓地抓得十分牢固,短时间的浸泡、冲击不会造成多大危害。而森林中的树木就不同了,很多树木都挤在一起生活,它们为了吸食太阳的能量,拼命地往上长,根须并不发达,一旦一处树木被洪水连根拨起,就会连带成片的树木被洪水毁掉,就如同放木排一样,顺流漂浮而下,势不可挡,最后全部堆积在一个地方。
另外,由于人类对大自然认识的增强,抵御突发性自然灾害的能力不断提高,兴修水利,筑起坚固的堤坝,加固江堤、河堤,大大地减缓了凶猛洪水的冲击力,泛滥的现象少了,甚至乖乖地听从人类的召唤,并把凶猛的洪水变成了电能、动能、热能,造福于人类,服务于人类社会。
不仅洪水有搬运动植物这样的能力,而且潮汐、台风、海啸也具备这样的能力。由于地震、火山喷发等因素引起的海啸,可以使海浪掀起三、四十米还高,并且在顷刻之间把一个岛屿上的动植物扫荡一空;把海岸线附近的一切生物全部洗劫。
再者,地球表面上的物质不可能永久的一成不变地等待着地球进行沉降运动的,而且地球表面上的物质是在不断地循环流动着的。因此,“水灾说”是使煤炭形成得如此集中、优质,还是有一定的道理的,是有说服力的,也是能够令人信服的。
地球表面上的物质不可能永久的一成不变地等待着地球进行沉降运动的,而且地球表面上的物质是在不断地循环流动着的。因此,“水灾说”是使煤炭形成得如此集中、优质,还是有一定的道理的,是有说服力的,也是能够令人信服的。
煤炭千真万确是植物的残骸经过一系统的演变形成的,这是颠簸不破的真理,只要仔细观察一下煤块,就可以看到有植物的叶和根茎的痕迹;如果把煤切成薄片放到显微镜下观察,就能发现非常清楚的植物组织和构造,而且有时在煤层里还保存着像树干一类的东西,有的煤层里还包裹着完整的昆虫化石。值得探讨的是它为何形成得如此集中,而且又是那么如此的优质呢?
由于古代的在植物大量沉积,被深深的埋在地层下,受到高压和高温,经过几亿年的时间,变成煤炭
煤矿和其它矿一样,是层状的,且不是到处都有,如果是地表植物积聚而成,则不会那么集中,应该到处都有,所以我认为,书上所说的不对。碳元素是地球故有的,地表的碳大部分以化合物形式存在,地心的碳以单质形式存在,地心的碳向地表喷出时,一部分为钻石,一部分为石墨,大部分为煤(不同条件下形成不同的物质),和其它大部分矿的成因一样。
植物当被压在地下,在长时间的缺氧高压的条件下便会形成煤。
石炭纪地球植物大繁盛,为煤的形成形成的强大的物质基础,后来的造山运动为煤的形成提供了外部条件。经过常年累月,便有了煤。
能源发展简史
人类利用能源是以薪柴、风力、水力和太阳能等可再生能源开始,后来才发现了煤炭和石油。中国大约在春秋末(公元前500年)开始利用煤炭作燃料,但是直到13世纪英国开采煤矿,才把煤炭推上了能源的主角地位。
18世纪瓦特发明蒸汽机,英国进行产业革命,大量的动力机械逐渐替代了手工业生产方式,交通运输业也迅速发展,使世界能源结构起了重大变革。
1859年美国开始了石油钻探,这种液体燃料显示出比被称为黑色金子的煤炭更具有吸引力。
1876年,德国人奥托创制了内燃机,使机械工业发生了翻天覆地的变化。石油与煤炭的竞争加速了世界工业化的进程。特别是第二次世界大战结束后,中东一带的石油大量开发,廉价石油使发达国家的经济像吹气球似地膨胀起来。在煤炭、石油、天然气加速发展的同时,以电为主导的能源结构大变革又开始了。
作为二次能源的电力,从19世纪开始,无论是火电或水电,以及后来居上的核电,已在一些国家的经济中越来越起主导作用。电给人们带来无限的欢乐,从生活到生产,人们已离不开电,这是人类利用能源的重要里程碑。
综上所述,能源变革就是人类利用能源的简史。时至今日,人类消耗的能源越来越多,能源的种类也很繁多。
能源的有限性
当今支撑世界经济发展的能源主要是化石能源,即煤炭、石油和天然气。这些能源资源都是亿万年前古代太阳能的积存,远古的生物质吸收了太阳辐射能而生长,但是经过地壳变化,翻天覆地,把这些生物质埋藏在地下,受地层压力和温度的影响,慢慢地变成了碳氢化合物,这是一种可以燃烧的矿物质。
然而,这种漫长的地质年代和地壳的巨大变化,已不可能在地球上重复出现。尽管今后仍会有地震发生,而地球本身早已进入了稳定期。否则,像过去一样的造山运动,恐怕人类也将不复存在了。所以说,现在的煤炭、石油和天然气是不可再生的能源,只能是用一点,少一点,这种天赐的能源资源是有限的,值得人们十分珍惜。
1984年,第11届世界能源会议估计,全世界煤的预测贮量为13.6万亿吨,其中可采贮量为1.04万亿吨。20世纪90年代我国公布煤炭总资源贮量为5.06万亿吨,其中可采贮量约0.43万亿吨。中国是煤炭大国,煤产量居世界第一。
全国2000多个县,有煤资源的占1350个。目前,全国的能源供应,70%以上靠煤炭。但是煤是化石能源中最脏、热效率也较低的固体燃料,所以,带来的环境污染也最大。
水电是一种可再生能源,在一些国家还有较大的开发潜力,中国的水能资源较为丰富,但是大多数尚未很好开发利用,若能合理开发,将是弥补电力不足的好出路。由于化石能源的有限性和环境保护的需要,国际上对水电开发又开始重视,特别是有些发展中国家,没有更多的廉价石油和煤炭供火力发电,及早考虑如何充分利用水能资源,把电力工业和基础农业同时发展起来,将是现实可行的。例如巴西在发展水电方面有不少成功的经验。有些经济发达国家,如瑞士、日本、挪威、美国、意大利、西班牙、加拿大、奥地利等国的水能资源都得到了较充分的利用,而在多数发展中国家的水能资源尚未大量开发利用。我国的水能利用率仅及印度的1/2。加速水电开发势在必行。发展经济需要能源,但是从上述能源资源看,经济增长不能无限增加能耗。
20世纪70年代的世界石油危机给人们敲响了警钟,特别是一些靠消耗别国能源资源的国家,不加节制地增加能源用量不是长远之计,明智的办法是提高能源利用率和寻找替代能源。因此,美、日、德、法等国,在节能和开发新能源方面加大了投入。实际上许多经济发达国家从20世纪70年代后期以来,已逐渐做到经济有增长,能耗不增加,甚至有的国家总能耗还略有下降。它们已经认识到天赐资源有限,何况多数发达国家的能源大部分靠进口。如日本,国家小,资源不足,不能靠拼能源去增强经济实力,只能从技术上发挥优势,充分利用有限的资源,开展综合利用,使物尽其用,毫不浪费。
我国和多数发展中国家,对能源资源的紧迫感还不强,能源利用效率偏低。例如,我国比欧洲国家的能源利用,总效率约低20%;在农业方面约差10%,工业方面约差25%,民用商业方面也差20%。发展中国家浪费能源资源的现象比较普遍,技术越落后,浪费也越大。
化石能源资源不仅有限,而且同时也是多用途的宝贵资源。煤炭、石油、天然气除作为燃料使用外,就经济价值而言,作为化工原料更为合理。剖析这些物质的成分,它们都属于碳氢化合物,是有机合成的好原料,可以制造合成纤维、塑料、橡胶和化肥等等。如果我们今天把这些宝贵资源都燃烧掉,将来子孙后代搞化工合成就没有原料了,岂不要遭后人唾骂。因此,为了满足人们各方面的需要,珍惜有限的自然资源,人类应有长远的考虑。
如果20世纪70年代节约使用化石能源,是从防止世界产生石油危机考虑,进入20世纪90年代以后,则不仅是考虑不可再生能源资源的问题,而且更突出的是世界环境保护问题。例如大气中二氧化碳含量的增加,对温室效应和全球气候恶化产生的影响。
1992年6月,联合国在巴西的里约热内卢召开了世界环境与发展大会,许多国家元首和政府首脑出席了会议,会上发表了《关于环境与发展的里约热内卢宣言》,并提出了《21世纪议程》。我国人口多,人均能耗和二氧化碳排放量虽低于外国,但是绝对排放量却居世界第三位,当然不可忽视。亚洲地区新兴国家较多,能源消耗量大,预计到2010年,亚洲总能耗将比1992年翻一番,届时二氧化碳的排放量将占全球的1/4,直接导致的环境问题更为严重。不仅二氧化碳的排放量在直线上升,其实二氧化硫的排放量也令人忧虑,我国几乎40%的国土面积受到酸雨的威胁。主要是因燃煤过多而使二氧化硫的排放量过高引起的。酸雨对农林业影响巨大,仅南方江浙等7省,因酸雨减产的农田就达1.5亿亩,年经济损失约37亿元;森林受害面积128亿平方米,林业及生态效益损失约54亿元。这难道不惊人吗?所以说,没有远虑,必有近忧。现在国际上每年都有能源环境方面的会议,对于使用化石能源的排放标准已有许多限制议案。人们越来越关心这个热门话题,世界各国能源与环境政策制订者正在研究对策。关键还是要在技术上采取必要措施。工业革命时期,工厂的烟囱林立,人们把烟雾腾腾的伦敦称为“雾都”。然而现在世界上究竟有多少个雾都?
在20世纪,能源与环境是人类迫切需要解决的问题,它直接影响到世界生态平衡和人类的可持续发展。现在国际上许多国家政府都把《21世纪议程》当作制订政策的依据。各方面的科学家和工程技术人员都把注意力集中到人类迫切需要解决能源问题的焦点上,为了人类生存发展的共同目的,进行广泛的国际科技合作,攻克难关,创造更美好的明天。《关于环境与发展的里约热内卢宣言》提出:“保护和恢复地球生态,防止环境退化,各国共担责任。”中国在《21世纪议程》中提出:“综合能源规划与管理;提高能源效率和节能;推广少污染的煤炭开采技术和清洁煤技术;开发利用新能源和可再生能源。”
最近几十年以来,人们经常可以在传媒中看到“能源危机”的警示。所谓“能源危机”,是指现在人类所使用的主要能源(化石能源)耗尽时,还没有找到足够替代能源这样一种危险。
能源危机的提出,主要是基于这样两个事实——能源消耗量的直线上升及化石能源的逐渐枯竭。据统计,2000年全世界的能源使用量比1900年大了30倍,这一统计还是属于比较保守的。
由于世界人口的2/3生活在发展中国家,他们平均每人的能源消耗只等于富裕地区市民的1/8,他们正在大力工业化,能耗量增长极快,他们有权利耍求避免繁重的劳动和单调的工作,而要做到这一点,就需要“能源奴隶”来代替。
早在20世纪40年代,曾有人作过一项估算,那时每个美国人使用的动力如果产生于体力劳动,则相当于古代150个奴隶的劳动量;20世纪70年代,这个数字已增到将近400个奴隶;至2000年则可能推进到1000个。这些能量所做的,就是过去奴隶曾做的劳动,如烧饭、送人往来、打扇、司炉、浆洗衣物、清除垃圾、演奏音乐以及其他家务劳动。现在干这些劳动的不再是人力,而是用机器来代替了,正是这些机器,代替了人的劳动,消耗了动力,消耗了能源。随着人口的增加,生活需求的增长,对能源的需求量也必将猛增,能源供应的短缺将给人类带来困难。
煤炭、石油、天然气等能源在地壳中的蕴藏量究竟有多大?虽然说法不一,但无论如何总是有限的,连续不断地大量消耗下去,不可避免地会有一天要枯竭,这是历史的必然。以煤炭为例,它是地球上蕴藏量最丰富的化石燃料,据世界能源会议估计,全世界最终可以开发的煤约11万亿吨,经济上有开采价值的约有7370亿吨。
有人估计,人类到2112年时将会消耗掉煤蕴藏量的一半,到2400年,地球上的煤将会全部用光。石油怎样呢?虽然它的开采时间不过100多年的历史,但人们已经感到“石油枯竭”的威胁。今天人们所说的“能源危机”,实际上就是“石油危机”。世界石油蕴藏量究竟还有多少呢?据土耳其权威的《石油》杂志1993年初的估计,大约还值192840亿美元,仅够用至2033年前后。依20世纪90年代石油每桶20美元计算,世界原油蕴藏量约值200000亿美元,其中绝大部分集中在中东地区,以沙特阿拉伯最多,约值51500亿美元;伊拉克次之,值20000亿美元;阿拉伯联合酋长国排名第三,有19000亿美元;第四是科威特,有18900亿美元。原油蕴藏量较多的其他国家依次是伊朗、委内瑞拉、前苏联、墨西哥,美国排名第九,蕴藏量约值5230亿美元,中国有2000亿美元蕴藏量,尼日利亚3400亿美元,印尼2200亿美元,加拿大、挪威、印度各有1000亿美元。总之,在今后几十年内,世界石油的绝大部分将被耗尽,到那时,人类将不得不转而起用其他能源。
能源的重要性
能源,对于人类的物质文明有着巨大的影响。能源发展的每一次飞跃,都引起了人类生产技术的变革,推动了生产力的发展。从木炭时代到煤炭时代,从煤炭时代到石油时代,以至原子能开发和各种各样新能源登上能源的消费舞台,都曾使几近停滞的文明开始新的发展。
现代人类社会依赖2种能量的供应:①维持人体正常生理功能所需要的能量,②维持社会生产力和日常生活所需要的能量。
第一种能量便是食物。在人体内部,各种物质总是处于相互作用之中,它们不断地发生着化学变化,为此必须有促进化学变化的热能,这就要从食物中摄取糖、淀粉等碳水化合物或脂肪,这些物质经转化而在血液中慢慢“燃烧”,使之产生氧化热,以维持必要的体温。由此而得的热能,通过使用肌肉这一“机械”而转化为运动能,以从事活动和工作。
当然,食物中必须有蛋白质,有钙、铁等矿物营养素。它们构成我们身体各部分的原材料,靠它们制成肌肉、骨骼及内脏器官。生命要进一步进行运动,则必须供给燃料,即能量,这就是碳水化合物和脂肪。一个人只要瞬时失去能源的供应,就将无法生存。
第二种能量则是人类进行生产所必须具备的能源,它和原材料、生产工具共同构成了人类生产的必要条件。并不是只要有了资金、材料和劳动力,社会建设就不存在问题了,如果没有能源,人类就不能建设城镇、村庄,不能制造机器,不能开动火车,不能从事各项研究活动。有人作过这样一个比喻:煤炭、石油或铀等能源好比现代社会的米、麦和面包。离开了能源,社会就将停滞以至灭亡。
人类生活水平和物质文明程度的提高,意味着能源需求量的增加。现在,一般都把每人每年平均能源消费量作为大体衡量该国人民生活水平的标准,因为能源消费增长同人均国民生产总值之间存在着一种互为因果的正面关系,这就是说,能源消费增长,会促进国民生产总值的增长,从而促进个人收入的增加,而个人收入增加又意味着对商品和社会服务有更大的需求,这就又导致消耗更多的能源。当然,这也不是绝对的。
地球上的能源种类繁多,但大致可分为2大类:非再生能源和再生能源。前者主要是指化石能源,后者则包括太阳能、水能、风能、生物能和海洋能等。这些能源存在于自然界中,随着人类智力的发展而不断地被发现,被开发利用,而每一种新能源的被发现和被利用,又强有力地推动了人类文明的发展,因此,能源的变迁史是同人类社会文明发展史紧紧联系在一起的。
从能源的利用和人类文化的发展进程看,大致经历了以下四个阶段:原始阶段(火的利用)、木材能源时代、化石能源时代和最后能源时代。煤炭和石油属于化石能源,它们的发现历史已相当悠长,中国早在3000多年前就开始使用煤炭,希腊2000多年前也开始使用。但由于种种原因,直到近代才达到实用化的地步。蒸汽机的发明和广泛应用,促进了对煤炭燃料的开发利用,直到20世纪前半期,煤炭始终占据能源的权威地位,统霸着热源、动力源和电力源。可以说,产业革命以后,文明的发展是靠煤炭推进的。
19世纪末,石油开始开采。1859年,美国人多列依库开发油田成功,使长眠于地下的石油成为大量供应的燃料。尤其是汽油发动机和柴油发动机的发明,使得石油制品得到了广泛应用,它更加迅速地推进了机械文明和近代文明的发展。进入20世纪后半期,石油最后动摇了煤炭的权威地位,在能源消费结构内跃居第一位,占50%以上。现在,大多数工业国家的经济几乎完全依赖于石油和天然气作能源,正因如此,每当石油出现紧张时,人们才普遍关心起能源问题来。
今天,人类利用的几乎完全是非再生能源,因此,人们迟早要面对化石燃料完全耗尽这样一个现实,必须探索新的能源。化石能源必将逐步过渡到最后能源时代。据专家预测,2070年以后,世界将进入以太阳能、地热能、风能、氢能、海洋能和核能、增殖堆等能源为主导的“最后”能源时代。
新能源展望
由于能源是左右人类物质生产发展的主要因素,如果离开了能源,人类的工业和农业就难以发展。正因如此,各国对能源科学的研究都极为重视,对新能源的开发都颇为关注。
新能源一般指太阳能、氢能、地热能、核能、海洋能、生物能、风能等,有的国家将煤炭气化、液化及页岩油、油沙油等也列入新能源之列。在新能源中,名列第一的恐怕是太阳能。据粗略统计,每年太阳照射到地面上的能量要比目前全世界已利用的各种能量的总和还要大1万倍。太阳灶是人们直接利用太阳能的设施之一,它结构简单,使用方便,不仅可以用来蒸熟米饭,还可以加热冷水等。我们还可以把太阳能转变为电能,实现这种转换的装置叫太阳能电池,它在航天、远洋、通信等事业中的应用逐渐广泛,人造地球卫星上的帆板就是给卫星上的设备提供能源的太阳能电池。太阳储藏着巨大的热能,据科学家们推断,它在几十亿年内仍是我们地球上最重要的能源。
迄今为止,就世界范围而言,太阳能的利用还是微不足道的。美国科学家正在为太阳能电池寻找新的电导材料,它叫铜铟联硒化物,与以往的结晶硅相比,它既省料又便宜,用它的薄膜制成的一块10平方米太阳能组件,可将11%的太阳能转换成电能。除此,长期让它在阳光下曝晒,性能也不会下降。有关专家相信,新一代太阳能电池材料尽管价格昂贵,但效益高,这些材料主要是指经过改进的结晶硅和ⅢⅤ族化合物,之所以将它们称为ⅢⅤ族化合物,是因为它们结合了化学元素周期表中的第Ⅲ和第Ⅴ族元素,它们的价格较高,但前景可观。例如砷化镓,有科学家称其为最理想的材料,它可以吸收在最佳光谱范围内的阳光,且可以与许多材料形成合金。美国的太阳能工业部门宣称,即使没有新的技术突破,仅仅依靠现有的技术,其也准备在2000年前大量生产洁净的电能。
20世纪末将是太阳能时代的黎明,太阳能新时代发出的曙光已在驱散人们的疑云。到2030年,太阳能采光板将使世界上绝大多数的居民用上热水,成千上万个太阳能集热器出现在千家万户的屋顶上,如同今天的电视天线一样,成为典型的城市建筑奇观。
核能的开发利用开始于20世纪50年代初。1954年,世界上第一座实用的核电站在苏联建成,向工业电网并网发电,虽然电功率只有5000千瓦,却为人类打开了又一扇能源的宝库。从此,核能在世界上的发展相当迅速,尤其在能源资源缺乏的国家,核能升为第一位,成了主要的能源。从国际原子能机构公布的结果知道,到1989年年底止,全世界的27个国家和地区,已经运行了的核电站有434座反应堆,总共发电功率有318吉瓦,占全世界总电量的17%。此外,正在建设的核电站有97台机组,总共77吉瓦。
目前,核电站的主要原料是铀,它是一种放射性元素,铀矿石同煤、石油一样是从地底下开采出来的,只不过铀的蕴藏量远比煤少得多,然而释放的能量却比煤要多得多,1000克铀裂变放出的热量相当于2500吨标准煤燃烧所放出的热量。但是,由于核能对于人类社会和生态环境有着潜在危险,有人将核反应堆视为潜在的原子弹,是“关在笼中的老虎”。因此,如何看待核能源,是人类解决对能源需求日益扩大过程中一个非常紧迫的问题。
地热能是一个不可忽视的能源。地球内部储藏着灼热的岩浆,犹如石油一样埋在地底下,这些岩浆可以把地下水变为蒸汽,如果我们钻一口深井,这些蒸汽就可以冲出地面,我们不仅可以用它来推动发电机发电,还可推动一些其他机器运转。据统计,地球上全部地下热水和热蒸汽的热能约相当于地球全部煤蕴藏量的1.7亿倍,但对它的利用,进展比较迟缓。
风能也是一种可利用的能源。古时候,人们曾利用风力带动风车,进而带动石磨转动,用来磨面。现在,在一些风力资源比较丰富的地区,还可用风能带动发电机发电。海洋能有2种不同的利用方式:①利用海水的动能,②利用海洋不同深度的温差通过热机来发电。前一种又可分为大范围有规律的动能(如潮汐、洋流等)和无规则的动能(如波浪能)2类,它们都可设法直接转化为机械能。利用海洋不同深度的温差来达到发电的目的,其潜力也是很大的。
据估计,仅仅靠近美国的那一部分墨西哥湾暖流,就可提供超过当今耗能100倍的能量。若是将全世界的潮汐能收集起来,有10亿多千瓦,如能充分利用,每年可发电度数大约相当于目前全世界水电站年发电总量的1万倍,可见海洋能的开发前景是多么辉煌。另一种大有前途的能源是氢能,作为和电类似的二次能源,它也初露头角。氢能可以由“取之不尽”的阳光来分解“用之不竭”的海水而获得,这是一种比较理想的代替石油的燃料,没有污染,使用方便,还可以直接利用现有的热机,不需要对现有的技术设备作重大的更改。
由此可见,人类能源的出路,一是节流,二是开源,自然界为我们提供的能源在短时期内是不会枯竭的,就看我们如何开发和利用它们了。
6、万里长城 7、毛索洛斯墓庙 8、罗得斯岛巨像
简介:
1、金字塔
金字塔是古代埃及王自己修建的陵墓。埃及的吉札金字塔被古代世界七大奇之一。在埃及的大小金字塔,大多都建筑於埃及第三到第六王朝。些有4000多年历史的金字塔主要分在首都及尼河上游西岸吉等地。吉札金字塔左便属于卡夫拉王,右边属于库夫王,附近连著一座是狮身人面像.主要建材石灰岩,部分为花岩。埃及共金字塔八十座,其中最的一座金字塔是在公元前2600年左右建成的吉札金字塔,全部都是由人工建成。古代埃及人如何把坎石雕薹刻及砌成陵墓,陵墓内部的通道和陵室的局宛如迷,古代埃及人是用什么方法建造它呢?
2、宙斯神像
宙斯是希腊众神之神,为表崇拜而建的宙斯神像是世上最大的室雕像,宙斯神像所在的宙斯神殿是奥林匹克运动会的源地,部份奥运项目就曾在此行。址位於希腊西海岸奥林比亚(olympia)的古城中。 宙斯神殿建於公元前470年,於公元前456年完工,由建筑师libon设计,宙斯神像由雕刻家pheidias。神殿是以表面铺上灰泥的石灰岩建成,殿顶则使用大理石兴建而成,神殿共由三十四高17米的科林斯式(corinthian)支柱支著,神殿的面41.1米乘107.75米
3、法洛斯灯塔
法洛斯灯塔与其余六个奇观绝对是不同,因为它并不带有任何宗教色彩,纯粹为人民实际生活而建,法洛斯灯塔的灯光在晚上照耀著整个亚历山卓港,保护著海上的船只,另外,它亦是当时世上最高的建筑物。
4、巴比伦空中花园
与罗得斯岛巨像一样,考古学家至今都未能找到空中花园的遗迹,事实上,不少在自己著作中提到空中花园的古人也只是从别人口中听回的,并没有真的看到,到底空中花园是否纯粹传说呢? 空中花园位於euphrates河东面,伊拉克首都巴格达以南50里外左右,四大文明古国之一巴比伦中。巴比伦的空中花园当然不是吊於空中,这个名字的由来纯粹是因为人们把原本除有「吊」之外,还有「突出」之意的希腊「kremastos」及拉丁文「pensilis]错误翻译所致
5、阿提密斯神殿
阿提密斯是希腊的狩猎女神,阿拉伯人称她lat,埃及人称她依西斯,而罗马人则称她戴安娜(diana),在古代的希腊阿提密丝女神深受敬仰,因此建了七大奇观之一阿提密丝神殿。 提密斯神殿丝址估计位於古城爱菲索斯(ephesus)中,大约在土耳其的南面50公里
6、万里长城
我国古代伟大的工程之一。始建於春秋战国(西元前770~476),今存者为明代所修建。西起嘉峪关,东到丹东鸭绿江畔的虎山口。长城是有史以来唯一在太空中可看到的三度空见建筑物。长城东段经过山地或丘陵地,古称「用险制塞」,起伏蜿蜒,形式雄峻;遥望我国山川的伟大形势,将令人叹服先民开疆拓土的艰难,而激起无限的壮志雄心。
7、毛索洛斯墓庙
毛索洛斯墓庙位於哈利卡纳素斯,在土耳其的西南方,底部建筑为长方形,面积是40米(120呎)乘30米(100呎),高45米(140呎),其中墩座墙高20米,柱高12米,金字塔高7米,最顶部的马车雕像高6米建筑物被墩座墙围住,旁边以石像作装饰,顶部的雕像是四匹马拉著一架古代双辆战车.此墓庙著名之处除了它的建筑外,还有那些雕塑.毛索洛斯墓庙的雕塑由四名著名的雕刻家bryaxis, leochares, scopas,和 timotheus制造,每人负责墓庙的其中一边
8、罗得斯岛巨像
罗得斯岛巨像是八大奇观中最神秘的一个,因为它只在短短五十六年间便倒下了,考古学家甚至连它的确切位置及外观都未能确定。罗得斯岛巨像位於希腊罗得斯岛(island of rhodes)通往地中(mediterranean sea) 的港口。在公元前305年罗得斯联邦和马耳他(malta)的安帝哥尼(antigonids) 发生了一场战争,战胜的罗得斯联邦得到大批占利品,为了纪念这场战仗,他们便卖战利品来建造罗得斯岛巨像。