高中化学问题

（1）绿色植物通过光合作用将太阳能转化成化学能；

为开发新能源，人类己能够把油菜籽、蓖麻、大豆等农作物加工转化成“生物燃料”，“生物燃料”属于 可再生能源．

（2）各种方式能源分类的定义：

可以直接从自然界获取的能源叫一次能源，无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源；

不可能在短期内从自然界得到补充的能源叫不可再生能源，可以在自然界里源源不断地得到的能源叫可再生能源；

指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源叫常规能源，尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源叫新能源；

不排放污染物的能源叫清洁能源，它包括核能和“可再生能源”，排放污染物的能源叫非清洁能源．

故答案为：

（1）化学能；可再生．

（2）Ⅰ①③④⑤⑥⑧⑨⑩???；②⑦?．

Ⅱ①⑤⑥⑨⑩；②③④⑦⑧???⑩．

Ⅲ①③④⑤⑥⑦??；②⑧⑨⑩?．

Ⅳ②③④⑦⑧⑨??；①⑤⑥⑩??．

很多，目前使用最多的有：

煤气，以煤为原料加工制得的含有可燃组分的气体。有水煤气、半水煤气、空气煤气 (或称发生炉煤气) ，焦炉煤气，高炉煤气等。

天然气，包括油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气等，可通过管道输送至用户。将这些气体压缩成液体罐装，就是液化气。

沼气，就是沼泽里的气体，主要成份是甲烷。有自然界天然发生的沼气和人工制造的两种，是各种有机物质，在隔绝空气(还原条件)，并在适宜的温度、PH值下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。沼气属于二次能源，并且是可再生能源。

电石气，由电石（碳化钙）遇水生成，主要成份为乙炔，工业上用得较多。

氢气，水经电解可生成。

可燃冰，是未来最有希望的海底能源，主要成份也是甲烷。

这二者之间基本没有可比性。其实最根本的原则是，根据自家的条件综合判定。燃气热水器轻巧、便捷，费用低廉，但前提是必须有管道燃气。空气能热水器体积庞大，储水后总质量大（空载100公斤左右，停水后再增加200公斤左右），首先要确保在超越房屋的设计承重能力。我的观察和研究对象中，基本没有用户想到这个问题。300公斤集中于一个楼板上，这个问题不能不考虑。空气能热水器水质要比燃气热水器差一点，这个也应引起用户的注意，还有就是安装成本和使用费用也要略高于燃气热水器的。希望对你有帮助

这样的生火做饭方式与烧天然气、液化石油气相比，究竟哪个对环境的污染最小呢？

首先，先来说说传统的生火做饭方式会排放出哪些污染物？

我们俗称的柴火，通常包括一类的可燃物，比如干枯的树枝、尚未干枯的树枝、以及麦秸秆等上面提到的农作物茎秆。如果细细深究这些柴火的基本组成的话，这类柴火通常由碳、氢、氧组成，所以都是环保的材料。

但是当它燃烧起来时就不是环保了，伴随着燃烧它将释放出一类污染气体，包括：硫氧化合物、多环芳烃（碳氢化合物）、氮氧化合物、甲烷、一氧化碳以及大量的二氧化碳，未能及时燃烧的颗粒物也就是浓烟徐徐升起，我们之所以感觉到辣眼睛，就是其中的一些污染物在作怪。

其中多环芳烃还具有很大的 健康 威胁，其中的相当一部分还有致癌性，虽然袅袅炊烟拴住了我们的乡愁，但同时还要认清楚，它是一种污染源。

而天然气、液化气我们用起来会怎样呢？以及这些燃料是哪里来的呢？

液化石油气是炼油厂进行炼制原油时的副产品，它是一种无色的挥发性液体，热值高，主要的成分是丙烷和丁烷，以及其他烷系或烯类物质。现今的居民生活使用一般是城市的燃气公司管道供给，当然还有气罐供给的方式。

这种燃料造成的污染较小，况且它是一种副产品，不用就白白浪费了，燃烧无粉尘，也是一种比较环保的燃料了。

天然气相对它来说更加的环保，天然气涵盖的比较广泛，有油田气、气田气、煤层气、生物气，天然气也可以用以制作液化石油气，天然气的主要组成是烷烃，其中甲烷占了大多数。

天然气究其来源要比石油气还要环保一些，并且天然气在使用过程中也要比液化石油气安全。

总之来说，使用天然气以及液化石油气要比直接烧柴火环保的多，而且随着时代进步，烧柴火自然会慢慢消失，因为现在的人都爱美，不会在浓烟滚滚的屋子中去点燃柴火、生火做饭了，这一缕乡愁终究是会消失的。

随着环保力度的加大、环保意识的提高，绿水青山就是金山银山这一理念深入人心，乡村也会在环保方面越来越规范化，所以，那一缕乡愁终究是会消失的。

儿时住在美丽的 江南 小城黄山， 40多年前 叫徽州。那时候家里既有煤球炉子，也有烧柴的灶。煤粉需要从煤站买来，趁天气好的时候自己拌上些黄泥和水做成煤球，晒干后储存起来慢慢用。烧柴火则需要买劈柴，有时候也会去附近的山上捡一些枯枝，但树是绝不许砍的。

（这是借来的图，有美人，厨房啥样无所谓，对吧？）

外婆家在农村，没有煤炉，用的是很大的铁锅和柴灶。家里的稻草麦秆总是不够用的，时常需要表哥周末或假期去挺远的地方砍茅草挖树根回来，在院子里晒干了用来烧火。因为家家户户都烧柴草，附近山上能砍的树和草都被砍光了，看过去没多少树。

用过柴灶的人都知道，它一定需要一个长长的烟囱从屋顶伸出去，否则是决不能用的。为啥？因为有烟，很大的烟。即便有烟囱，厨房四壁也总是黑乎乎的，他们都习惯了，不觉得有啥不好。

（袅袅炊烟是许多人的乡愁）

前些年北方闹雾霾，一到冬天就发愁，因为PM2.5，空气中大量的细颗粒物污染。这其中 汽车 尾气和燃煤电厂贡献了大头，剩下的大多与家家户户烧火取暖有关。燃煤有烟气，烧柴更甚，自大规模煤改气后，情况要好许多。

我们都知道花草树木主要由木质素、纤维素组成，还含有少量的脂类、蛋白质和灰分等等，从元素组成看， 木材主要含有49.5%的碳、6.3%的氢、44.1%氧、 和 氮、硫等少量其它元素 。

从木材的化学组成来看，如果它完全燃烧，确实不会造成多少污染，因为绝大多数的物质都会转化成二氧化碳（CO₂）和水份（H₂O），剩下极少量化学物质会存留在碳灰里，它们是很好的农家肥料。

问题是 木柴的燃烧常常是不完全的，在燃烧过程中会产生大量的烟气 。

（火点着时，因温度不够高，会产生大量的烟气）

木头燃烧通常可以分为干燥准备、有焰燃烧和无焰燃烧三个阶段 。

干燥准备阶段通常从木头点着开始，在热的作用下木头里的水分开始蒸发，当温度达到150℃~200℃时，木材开始分解，产生水蒸汽、甲酸、乙酸、二氧化碳、氮氧化合物、硫氧化合物、醛、多环芳烃等气体。 与此同时木头还会产生大量的烟，上述的气体大部分会随着烟一起向外排出 。

随着温度进一步上升到200℃~250℃，木材开始炭化，产生少量水蒸气、甲烷、一氧化碳等。随着温度继续升高，木材开始剧烈分解，如果空气中氧气充分就会进行有焰燃烧。 有焰燃烧的过程中大部分的挥发物和颗粒物都会被烧掉，所以发烟量会减轻许多 。

（有焰燃烧时烟气会少一些）

当木材中的有机成分分解完毕后，蒸发的可燃气体减少，氧气开始与碳发生反应，逐渐进入到无焰燃烧阶段，直到木炭完全燃尽。 无焰燃烧阶段很少产生烟气 。

（无焰燃烧）

前文说到木材燃烧时会产生大量的挥发性物质和烟气，到底哪些木材产生的烟多，哪些烟少呢？我们先来看下面这张检测图表：

（不同木材在相同储存及燃烧条件下发烟情况）

由上表我们可以看出，木材品种不同，它们产烟的密度相差很大，其中红松产烟少，而榆树、枫木、白桦等则多很多。 发烟密度MSD与木材本身的密度呈正相关关系，越结实的木材，发烟越多。 这 主要是因为木材的密度越大，它的导热性就越好，木材表面温度上升的比较慢，热解速度降低，容易造成燃烧不充分，燃烧速度降低 。

同时， 木材本身的含水量也与发烟量密切相关，水分的蒸发吸收了大量的热能，从而延长了从干燥准备到有焰燃烧再到无焰燃烧的过程，造成越潮湿的木材烟越多 。

大量的烟气颗粒物携带着未能及时燃烧的硫氧化合物、醛、多环芳烃等气体散布到空气中，被称为 “木材燃烧烟雾颗粒物” （WSP），WSP与多环芳烃等化合物被人体吸入后会沉积在肺部，经年累月可刺激巨噬细胞和上皮细胞分泌白细胞介素-6（IL-6）、IL-8和肿瘤坏死因子α（TNF-α）等促炎症因子， 这些因子已经被证实是引起肺部炎症以及某些严重疾病的重要诱因 。

（现在你觉得弥漫在乡村上空的炊烟是浪漫还是空气污染呢？）

目前在大多数城市和一部分农村都在推广以燃气代替烧煤和烧柴，这将大大减轻空气污染。

城市燃气主要以液化石油气和天然气为主，有些农村地区没有条件通燃气管道，但许多也用上了瓶装燃气，少数地方自建沼气池用沼气做饭，也不失为一个好办法。

无论是烧煤气、液化石油气、天然气或沼气，都极少产生固体颗粒物的排放 。

（天然气的火焰）

煤气就是一氧化碳 ，它与氧气发生化学反应会生成二氧化碳，除此之外没有其它化学物质产生，比较环保，但因为热值比较低，现在除了工业锅炉和化工原料，民用的少了。

液化石油气中主要成分是丙烷（C₃H₈）和丁烷（C₄H₁₀） ，还有一些其它的烷烃。它的热值是木材的三倍以上，燃烧后的产物主要是二氧化碳和水，并且燃烧无烟尘无废渣，储存和运输条件也不怎么苛刻，因此被广泛用于化工原料和民用燃料。

天然气和沼气是一种东西，它的主要成分是甲烷（CH₄） ，甲烷完全燃烧后生成二氧化碳和水蒸汽，因此是一种无污染的清洁燃料。

（烧气比烧柴要干净得多）

尽管柴草取之于自然，燃烧之后的灰烬又可以回到自然充当肥料，但在燃烧的过程中它会释放大量的烟尘和一些挥发性的多环芳烃等气体，这些烟尘尽管看起来有些浪漫的气息，实际上它是一种空气污染物，并且会对我们的 健康 造成伤害 。

相比之下，无论是煤气、液化气还是天然气，它们在燃烧时都不会产生烟尘，有害的挥发性气体也极少，因此燃气比烧柴草要更加环保。

（这样的“浪漫”还是少一些的好！）

浪漫与 健康 ，你选择哪一样呢？

烧柴与烧气，谁最污染环境，我是一位农民，谈化学知识，我不懂，但我可以想象一下。在封闭的屋里烧柴时，人民感到呛人。超过一定时间。人就会设法跑出来，因为太呛人了。如果在封闭屋里加上气。我想人就会不知不觉中死去。从这里我们可以发现，虽然烧柴烟雾燎扰，但是比看不见的气，安全多了。

另一方面看，自然界的能源，应该最无污染的是太阳能，水能，风能。因为它们取之不尽，真正对环境没一点污染，除了这三样外，应该是柴草了。虽然产生污染，但是它产生的二氧化碳是作物吸引的气体，与动物的相互补充，所以地球生存到今天，也没有看见乌烟瘴气的天气，而是工业化加快雾霾的天气。

我们再来想一想，气是怎样产生的，气可以分方两大类，一是天然气，另一种是煤气，大家都知道天然气是开采的，那么怎样开采。开采是否产生污染，提练是否产生，从开采，生产，运输，到家庭使用是否就不会污染呢？不能只盯着用的过程，就是用的过程是否产生污染，我看还是值得研究的。

而柴草怎么产生的，大家都应该知道，农谚说的好，树长千年当柴烧，就是 历史 [说柴草就是烧锅的，如果柴草不烧锅，也是会烂在地里的，实际上也是污染，只是看不见而已。

从上面我的看法，我想专家就不要想点子卖气了，城里人烧气，农村人烧柴，都顺其自然吧。

这种对比本来就是不怀好意，刻意引起口水战来达到某种目的，具体什么目的大家应该能猜出来！

有些人总是热衷于从专业领域去分析，比如烧柴与城市烧气的化学反应的利用率和废物排放的多少等等，甚至会有看起来非常专业的数据加以支撑。

但事实上呢？两者本来就没有多少可比性，单纯地从农村烧柴与城市烧气的燃烧效率来看，烧气效率更高，而烧柴由于效率偏低，常常不能充分燃烧，会排出很多浓烟！

但无论如何烧柴是直接取之于大自然，中间几乎没有任何环节，直接拿过来就能用，而烧气呢？需要经过多少环节才能最终达到每个家庭？最开始的勘探，开发，运输，铺设管道……每个环节都一定会有很大的能源投入，也不可避免地出现污染环境的情况！

况且，烧柴理论上是可再生的，而烧气理论上烧一点就少一点，是不可再生的！对燃气的过渡开发不单单对地球环境有破坏，对地球地质结构也会有影响，这种影响是长期性的，甚至是不可逆的！

我们的老祖宗烧柴都烧了几千年了，没见过对环境有多少污染，如今环境大气污染严重了，就拿烧柴说事？故意转移问题的本质所在？拿烧材与烧气这种表面性东西做文章？

环境的保护需要每个人的参与，城市化于环境污染也不一定非得划等号，但谁也不能否定过去几十年我国用牺牲环境来换取城市化和经济告诉发展的策略，虽然我们不想这样，但事实上已经发生，我们要做的是转型经济，保证环境经济可持续发展！

我是农村的，我也烧柴，当然也用气！从能量守恒来说！其实提高柴火灶的热能利用率！比烧气环保！因为这些秸秆，稻草，柴火，充分燃烧以后，硫化氢这些东西！比液化气天然气要少！我家里有大灶，小灶！菜多的时候大灶，少的时候就小灶！这样柴火就少用不少！

现在很多地方都有高效灶了！那用起来，不会比气差！而且烧完的灰可以做菜肥，循环利用！气的话终究是不可再生或者说缓慢再生资源！

题主要是这样比的话，那么肯定是农村烧柴对环境损害大。从化学层面分析，天然气燃烧后产生的主要是二氧化碳和水，而燃烧干柴产生的除了二氧化碳和水之外，还有各类有害物质，比如固体颗粒和有害气体，以前在农村生活过的伙伴就应该知道，燃烧干柴产生的滚滚浓烟是非常刺鼻的。

不过，拿烧柴与烧天然气相比根本没有任何意义，要是农村里面也通上气或者农民能够消费得起天然气，谁还愿意天天被烟熏呢。要比对环境影响大小，农村烧柴应该和城市工业废气和 汽车 尾气相比，这样才公平。现在的城市已经被大量雾霾笼罩，而农村依旧蓝天白云。

保护环境、人人有责，不管是城市居民还是农村居民，都有义务去保护环境，可是经济差距造成了这种不平等，到头来农村又是禁止焚烧秸秆、又是禁止使用柴灶，这对农民是不公平的，一会以来，农村对环境的影响可以说四微乎其微的，地球上千年的刀耕火种还抵不上短短几十年的工业废气。

要说两者哪个污染严重，那肯定是煤气天燃气，天然气的开采要用多少能耗？本身带来多少污染？局部地理失衡会带来地震等灾害系数的增加，天然气运输储存物的生产运输安装又要污染多少空气？只是这种污染可见性低，给人的直觉是比较卫生的，岂不知只要燃烧产生的能量一致，其氧化反应的生成物也基本一致，只是柴火产生的氧化物可见度高，属于大颗粒空气杂质，但可沉落可转化度高些，柴火产生的灰分是很好的多元肥料，缺点是柴火燃烧不好的情况下一氧化碳多些，只要改进柴灶即可有效解决，而柴火的来源是绿色植物，绿色植物没有污染，而且产生大量氧气净化空气，柴火的生成和燃烧本身只是自我循环的自然回归……其实现在比以前烧柴火的少很多了，所谓污染大都与烧柴关系并不大，主要还是与 汽车 尾气和各种冒烟的工厂污染的关系比较大些，可那又是发展的需要，基本生活需要和发展需要到底哪个该给哪个让路呢？我觉得还是让人们自由根据自己的能力和需要自主选择的好，不应该强推哪种方式，而且发展为什么的问题还是要摆正关系

烧气和烧柴谁更环保，谁对地球损害小，不是一两句好话能说清楚的，也不是现实能说说清楚的，只有让后代，用 历史 客观的去评论。

不论是烧柴还是烧气，其实都是人类在不断改变生活方式的一种进步。咱就拿农村烧柴来说，其实农民最懂得环保，和再利用，农民烧柴的过程就是充分利用柴火的一个过程，先是点火，利用大火把柴锅烧热把饭菜做好，搭灶也充分利用了抽期原理，让灶膛内有充分的空气，使柴能充分燃烧，在做饭菜的同时，利用烟道向上升的道理，又搭了和灶台连接的土炕，让烟在炕洞里循环，也是把多余的热量通过烟道的土炕散热，用余热把土炕烧热取暖，同时还能把燃烧过后的灰尘浓烟等小颗粒物，在炕洞内降下来一部分，然后通过烟囱又降低一部分，这时一般烟囱出来的都是淡淡的清烟。这是一个燃烧过程，其实污染很少，再说一下烧的柴，都是山里农村常见的绿色植物，今年烧了明年又长出来，用了那句不恰当的比喻，野火烧不尽，春风吹又生，循环利用，周而复始，是永远烧不尽的燃料。

燃气呢，清洁，干净方便，是一种矿藏，是时下人类比较好的一种能源选择，在各方面的对比中，都比柴火要方便清洁，但开埰和分布不均匀，随说使用污染较少，但开采和运输也不是不计成本的，最为关键的是它是一种一次性的燃气烧完就没了，不向柴火那样能周而复始没有穷尽，同时开采也是破坏环境的一种，烧完也就完了。其实人们只看到时下燃气的方便，真正要显现燃气的利避只有让后代评说，不是现代人所能断定的，不向柴火那样经历了几千年实践得来的结果。

这个问题恐怕是本人回答更合适。

首先，要先懂得什么叫污染和影响更大？

污染：人类向环境排放的物质超过了环境的自我净化能力，引起生态失衡，危及人类和生物的生存与发展。

影响大这个不好解释。姑且理解成短时间内与原状态有比较大的不同吧。

如果同意以上的解释，则问题就简单了。相同的条件下，农村烧柴火，排放的固体微粒、硫氧化物、氮氧化物等要比城市烧煤气多，因而对地球环境影响大。

柴火来自自然界植物生长，是可再生能源。今年消耗了，明年继续产出（建立在不扩大砍伐规模上）。而煤气则是将千百万年形成的不可再生（短期无法形成）取出来使用，用一点少一点。从这个角度上说，农村烧柴火比城市烧煤气造成的污染小（因为没有污染）。问题是：你让城里人吃生米？

凡事总有利有弊，关键是要做到利大于弊。城市烧煤气是污染最少的办法之一了。

如果，大量地绿化环境，增加自然界的自我净化能力，加上用尽一切办法节约资源消耗，那么，人类活动对地球环境影响就小，地球这个人类家园会越来越美丽的。

烧气相对于烧柴而言，当然是烧气对地球环境的影响小。当然这里指的是空气污染。在温室效应日趋严重的今天，减少二氧化碳排放同样重要。

烧气一般烧的是煤气、天然气、液化石油气和沼气，他们燃烧时一般很充分，并不会像柴草那样产生巨大烟尘。目前城市主要是烧天然气和罐装的液化石油气。

天然气和沼气的主要成分是甲烷CH4，液化石油气的主要成分是丁烷C3H8和丙烷C4H10，煤气的主要成分是一氧化碳。从化学成分上就可以看出，他们燃烧后的产物主要就是二氧化碳，根本不会对环境产生什么危害。

在北方的冬天，由于取暖需求旺盛，特别是在农村，基本上家家户户都要烧木材取暖。北方的冬天雾霾特别严重，这就是主要污染源之一。特别是在那种盆地地区，天气干燥少风少雨，情况就更加严重。

木材主要含有碳、氢、氧，以及含有氮、磷、钾、硫等元素。由于木材中一般或多或少都会含有水分，特别是那种湿柴，很难完全燃烧，就会产生大量的烟尘。我们看到烟囱中冒的那种白烟其实就是大量水汽以及固体小颗粒、有毒有害气体构成的混合物，是PM2.5的来源之一。

在北方农村生活久了，如果细心点，你就会发现，那种疏松的干木材燃烧时，基本上不会产生什么太大的烟尘。由此可见木材的密度越大，含水量越高，不完全燃烧的成份也就越多，产生的烟尘也就越大。

在古代富人家里用的木炭，就是由密度高的木材在密闭环境中加热脱水碳化而来，由此产生的木炭就可以在室内燃烧而不产生大量烟尘。以前也有烧木炭的，现在管理的比较严，没那么多了。

烧柴时还会产生各种少量有毒有害气体，北方农村喜欢烟熏腊肉，如果长期大量使用的话，就很容易产生致癌。当然这个也看个人身体状况，并不是说一定会得癌症。由于经济限制，就是这么个状况，尽量不要长期食用太多烟熏腊肉。

在古代是没有雾霾的，那么为什么现在有雾霾？主要还是人口暴涨，庞大的需求必然会对自然环境造成影响。

除了农村烧柴之外，在城市地区大量烧煤也会造成很大的污染。 汽车 尾气也占了一个大头，还有需要大量排放废气的工业生产，除此之外还有建筑施工等原因。

从现实观察来看，农村基本上很少有雾霾，雾霾还是主要集中于城市上空，这与城市人口密集有很大的关系。人多了，排污量也大，自然空气污染更严重。

由此可见，不能把雾霾的源头都怪在烧柴上面。

由于经济条件所限，在一些小城市还在烧煤，农村很多都还在烧柴。由于国家的大力推广，部分农村地区在大力新建沼气池，不过目前效果并不良好，有些都被弃用了。

（正在建设中的沼气池）

除了无人区以外，全国99%以上的地区基本上都通电了，有些人可能觉得为什么农村不直接用电？这主要是受限于经济条件。山上的树木本来就多，烧柴只是费一些力气，若是用电每月就要多花上几百元，农民的收入本来就微薄，这无形中增加了一笔负担。有些地区的电压也不是太稳定。

农村居住比较分散，天然气管道铺设成本较高，因此并不实用。不过有些农村地区比较富裕的，现在也开始使用罐装的液化石油气了，但目前依然是少数，还是烧柴和烧煤的比较多。

目前农村基本上都禁止焚烧秸秆，国家也在大力推广新能源 汽车 ，比如纯电动 汽车 ，用以缓解日趋严重的污染问题。

由此可见，烧气的优点是显而易见的。不过经济所限，烧柴在农村还是广泛存在的现象，目前并不能一竿子打死。其次农村烧柴也主要是用于取暖做饭，需求量并不是太大，一般也只是用的树木的枯枝和农作物的秸秆，因此并不会对林地保护造成什么影响。

未来要想改变这一现状，除了技术进步以及新能源的成本下降以外，还要政府大力推广补贴。整个 社会 共同努力，大家才能过上无污染的新生活。

缺点：在自然界中存量有限，早晚要开采用尽。 化石燃料是人类文明进程中的重要一环，是承上启下的一个重要阶段。没有化石燃料的开采寿命问题，就不会出现新能源的开发应用。而新能源则标志着人类进入到一个新的文明进程。由工业文明、信息文明、进步到生态文明。

拓展资料：

1、可再生能源成本趋势

在2016年投产的电厂中，全球生物质能的发电成本加权平均值是 0.066 美元/千瓦时(度)，水电 0.048 美元/千瓦时，陆上风电 0.07 美元/千瓦时，地热 0.064 美元/千瓦时，太阳能光伏 0.11 美元/千瓦时，海上风电 0.152 美元/千瓦时和 CSP 0.27美元/千瓦时(图1)。全球的可再生能源电力技术除了 CSP 和海上风电以外，现均达到化石燃料的价格范围(从 0.045 美元/千瓦时，至 0.14 美元/千瓦时)。

2016-2017年不同地区、可再生能源技术平准化度电成本

近几十年来，光伏发电和陆上风电的发电成本大幅下降。光伏组件的学习率为18%至22%， 而价格自2010年以来已经下降了80%左右。由于安装成本的降低(自2009年以来，风电机组价格平均下降了38%)和由性能改善带来的产量提高使得陆上风电成本学习率达到了15%。

尽管最近投产的离岸风电和 CSP 项目仍相对昂贵，但2016年和2017年是这些技术的分水岭。两种技术仍然处于开发利用的初期阶段，发电量分别为13吉瓦 (gigawatts) 和5吉瓦。在2016年和2017年，丹麦、德国、荷兰和英国的海上风力发电的招标项目将发电协议签订到 2022 年左右。发电价格可预计下降到 0.06 美元/千瓦时至 0.10 美元/千瓦时。这个价格在欧洲新一代的发电方式中具有很强的竞争力。类似地，澳大利亚和迪拜的 CSP 招标达到了大约为0.07 美元/千瓦时的价格。这一价格将使CSP成为具备竞争力的可调度的可再生能源发电技术，目前，CSP累计装机容量不足光伏发电的2%。

虽然太阳能发电和风电在商业上已经成熟，但它们的发电成本仍有很大下降潜力。到 2025 年，光伏发电的全球加权平均成本可能下降59%，CSP 下降43%。陆上和海上风电的成本分别下降 26% 和 35%。

物质、能量与信息。

因此，能源的发展史直接影响人类的发展史。

我们人类生存与发展中最具有决定性意义的要素是三个：¾¾ 物质、能量和信息。

组成我们的世界是物质；人类生存活动决定于对信息的认知和反应；而维持生命，从事发展的活动又地要通过消耗能量来进行。

一切能量来自能源，人类离不开能源。能源是人类生存、生活与发展的主要基础。能源科学与技术，能源利用的发展在人类社会进步中一直扮演着及其重要的角色。

能源发展的里程碑 可以这么说，每一次能源利用的里程碑式发展，都伴随着人类生存与社会进步的巨大飞跃。几千年来，在人类的能源利用史上，大致经历了这样四个里程碑式的发展阶段：原始社会火的使用，先祖们在火的照耀下迎来了文明社会的曙光；18世纪蒸汽机的发明与利用，大大提高了生产力，导致了欧洲的工业革命；19世纪电能的使用，极大地促进了社会经济的发展，改变了人类生活的面貌；20世纪以核能为代表的新能源的利用，使人类进入原子的微观世界，开始利用原子内部的能量。

未来对能源的要求

有足够满足人类生存和发展所需要的储量，并且不会造成影响人类生存的环境污染问题。

未来对能源的需求 未来的人类社会依然要依赖于能源，依赖于能源的可持续发展。因此，我们须现在就很清楚地了解地球上的能源结构和储量，发展必须开发的能源利用技术，才能使人类的生存得于永久维持。

而我们赖于生存的能源是取之不尽用之不完的吗？回答是：不是，也是。事实上，进入21世纪后，人类目前技术可开发的能源资源已将面临严重不足的危机，当今煤、石油和天然气等矿石燃料资源日益枯竭，甚至不能维持几十年。因此，必须寻找可持续的替代能源。而近半世纪的核能和平利用，已使核能已成为新能源家属中迄今为止能替代有限矿石燃料的唯一现实的大规模能源。而且，未来如能实现核能的彻底利用，人类的能源将是无穷的。

除了物质、能量和信息三大因素外，人类对安全的要求也越来越重要了。安全包括社会安全、健康安全和环境安全等。它们同能源的关系也是非常密切的。现在利用的能源已造成了大量的环境污染问题，严重影响了人类的生存。因此，未来对能源的要求将不仅是储量充足，而且还必须是清洁的能源。相对其它化石能源而言，核能的和平利用已充分证明了核能是清洁的能源之一。

u 能源的定义与源头

究竟什么是“能源”呢？《科学技术百科全书》是这样说的：“能源是可从其获得热、光和动力之类能量的资源”；《大英百科全书》说：“能源是一个包括着所有燃料、流水、阳光和风的术语，人类用适当的转换手段便可让它为自己提供所需的能量”。可见，能源是呈多种形式的、可以相互转换的能量的源泉。简而言之，能源是自然界中能为人类提供能量的物质资源。

能源的源头

来自地球以外天体的能源（如太阳能）、地球本身蕴藏的能源（如地热、核能）、地球与其它天体相互作用产生的能源（如潮汐）。

而能源是产生能量的源头。

人们通常按形态与应用方式对能源进行分类。一般分为：固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能。其中，前三类统称化石燃料或化石能源。已被人类认识的这些能源，在一定条件下可以转换为人们所需的各种形式的能量。比如薪柴和煤炭，加热到一定温度，能和氧气化合并放出大量热能，可以直接用来取暖，也可用来产生蒸汽推动汽轮机，再带动发电机，使热能变成机械能，再变成电能。把电送到工厂、机关和住户，又可以转换成机械能、光能或热能。

在我们生活的地球上，能源形形色色。总起来说有三个初始来源。

太阳能

地球

来自地球外部天体的能源（主要是太阳能）人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。

地球本身蕴藏的能量 通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。

与地球内部的热能有关的能源，我们称之为地热能。温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。地球可分为地壳、地幔和地核三层，它是一个大热库。地壳就是地球表面的一层，一般厚度为几公里至70公里不等。地壳下面是地幔，它大部分是熔融状的岩浆，厚度为2900公里。火山爆发一般是这部分岩浆喷出。地球内部为地核，地核中心温度为2000度。可见，地球上的地热资源贮量也很大。

与原子核反应有关的能源正是本书要介绍的核能。原子核的结构发生变化时能释放出大量的能量，称为原子核能，简称核能，俗称原子能。它则来自于地壳中储存的铀、钚等发生裂变反应时的核裂变能资源，以及海洋中贮藏的氘、氚、锂等发生聚变反应时的核聚变能资源。这些物质在发生原子核反应时释放出能量。目前核能最大的用途是发电。此外，还可以用作其它类型的动力源、热源等。

来自星球引力的能量 指由于地球与月球、太阳等天体相互作用的形成的能源。地球、月亮、太阳之间有规律的运动，造成相对位置周期性的变化，它们之间的引力随之变化使海水涨落而形成潮汐能。与上述二类能源相比，潮汐能的数量很小。全世界的潮汐能折合成煤约为每年30亿吨，而实际可用的只是浅海区那一部分，每年约可折合为6000万吨煤。

u 能源结构与储量

地球上有哪些能量资源可供我们使用？它们还能维持多久？我们该怎么办？

能源的种类

一次能源：煤炭、石油、核能等自然界天然能量资源；

二次能源：汽油、电力、蒸汽等人工制造的能量资源，

一次能源和二次能源 能源按其生成方式，分为天然能源（一次能源）和人工能源（二次能源）两大类。天然能源是指自然界中以天然形式存在并没有经过加工或转换的能量资源，如煤炭、石油、天然气、核燃料、风能、水能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等；人工能源则是指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源，如煤气、汽油、煤油、柴油、电力、蒸汽、热水、氢气、激光等。

常规能源和新能源 其中，已被人类广泛利用并在人类生活和生产中起过重要作用的能源，称为常规能源，通常是指煤炭、石油、天然气、水能等四种。而新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源，相对于常规能源而言，在不同的历史时期和科技水平情况下，新能源有不同的内容。当今社会，新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。

煤的时代

能源结构的变迁 历史上，伴随着新的化石资源的发现和大规模开采与应用，世界的能源消费结构经历了数次变革。18世纪的以煤炭替代柴薪，到19世纪中叶煤炭已经逐渐占主导地位。20世纪20年代，随着石油资源的发现与石油工业的发展，世界能源结构发生了第二次转变，即从煤炭转向石油与天然气，到20世纪60年代，石油与天然气已逐渐称为主导能源，动摇了煤炭的主宰地位。但是，20世纪70年代以来两次石油危机的爆发，开始动摇了石油在能源中的支配地位。以此同时，大部分化学能源的储量日益减少，并伴随着许多环境污染问题。

而人类对能源的需求却在与日俱增。例如主要能源形式 地球能源的储量估计

煤炭：～200年

石油、天然气：～50年

核能：无穷多

之一的电力消耗逐年增加。根据统计，人口若每30年增加一倍，电力的需求量每八年就要增加一倍。

于是，20世纪末，能源结构开始经历第三次转变，即从以石油为中心的能源系统开始向以煤、核能和其它再生能源等多元化的能源结构转变。特别是随着时间的推移，核能的比例将不断增长，并将逐步替代石油和天然气而成为主要的大规模能源之一。

化学能的储存量 煤炭、石油、天然气还有多少年可以让人类开采利用？据世界能源会议统计，世界已探明可采煤炭储量共计15980亿吨，预计还可开采200年。探明可采石油储量共计1211亿吨，预计还可开采30～40年。探明可采天然气储量共计119万亿立方米，预计还可开采60年。必须指出的是，煤炭、石油等直接燃烧用来生产电能与热能实在太可惜了，且不说可能带来的环境污染，它们还是很好的化工原料呢！

水能及新能源的潜力 那么水能呢？我们知道，水力是可以长期开发利用的。但是，在那些大面积缺水、水力资源不丰富的国家和地区怎么办？再说，水能还有个季节性的问题。这些都使水能无法成为世界能源结构中唯一的主力军。新能源中，太阳能虽然用之不竭，但代价太高，并且就目前的技术发展情况来看，在一代人的时间里不可能迅速发展和广泛使用。其它新能源也是如此。其它一些能源与水能相似，它们的规模受到环境、季节、地理位置等条件的限制，如风能、潮汐能、地热能等等。

易裂变核素

易发生裂变的原子只有铀-235（U235）、钚-239（Pu239）、铀-233（U233）三种。而天然存在的易裂变元素只有铀-235，钚-239可由铀-238生成，铀-233可由钍-232（Th232）生成。

易聚变核反应

氘（D2）-氚（D3）反应。氘和氚都是氢原子的同位素。氘天然存在，而氚极少，必须由人工生成（如由锂制造）。

核能--无穷的能源 核能分为裂变能和聚变能两种。目前人类能正在用于和平利用的只有裂变能。可控聚变能利用技术正在攻克。

天然铀的成份

天然铀中占99.3%为难裂变的铀-238，仅有0.714%为易裂变的铀-235。铀-238可通过吸收一个中子变成易裂变的钚-239。

作为发展核裂变能的主要原料之一的铀，世界上已探明的铀储量约490万吨，钍储量约275万吨。如果利用得好，可用2400～2800年。

聚变反应主要来源于氘-氚的核反应，氘来可大量自海水，氚可来自锂。因此聚变燃料主要是氘和锂，海水中氘的含量为0.03克／升，据估计地球上的海水量约为138亿亿米3，所以世界上氘的储量约40亿万吨；地球上的锂储量虽比氘少得多，也有2000多亿吨，用它来制造氚，足够满足人类对聚变能的需求。这些聚变燃料所释放的能量比全世界现有能源总量放出的能量大千万倍。按目前世界能源消费的水平，地球上可供原子核聚变的氘和氚，能供人类使用上千亿年。如果人类实现了氘-氚的可控核聚变，核燃料就可谓“取之不尽，用之不竭了”，人类就将从根本上解决能源问题，这正是当前核科学家们孜孜以求的所以。聚变能源不仅丰富，而且安全、清洁。聚变产生的放射性比裂变小的多。

专家们预测，核能在未来将成为人类取之不尽的持久能源。

1.2 变脏的地球与干净的核电

本节要点：回答的问题以下问题：现有的能源还能维持多久？能源利用可以不污染环境吗？核能真是可持续能源吗？

u 能源的可持续发展

必须寻找一些既能保证有长期足够的供应量又不会造成环境污染的能源。

而目前人类面临的问题正是：能源资源枯竭；环境污染严重。

能源利用与环境的可持续发展

能源危机

目前世界上常规能源的储量有的只能维持半个世纪（如石油），最多的也能维持一、二百年（如煤）人类生存的需求。

今天，几乎所有的工业化国家都面临着两个关系到可持续发展的紧密相连的挑战：保证令人满意的长期能源供应和减少人类活动带给环境的影响。能源利用与环境的可持续发展已成为关系到人类未来生存与文明延续的一个重要问题。

能源供应危机 今天的世界人口已经突破60亿，比上个世纪末期增加了2倍多，而能源消费据统计却增加了16倍多。无论多少人谈论“节约”和“利用太阳能”或“打更多的油井或气井”或者“发现更多更大的煤田”，能源的供应却始终跟不上人类对能源的需求。当前世界能源消费以化石资源为主，其中中国等少数国家是以煤炭为主，其它国家大部分则是以石油与天然气为主。按目前的消耗量，专家预测石油、天然气最多只能维持不到半个世纪，煤炭也只能维持一二百年。所以不管是哪一种常规能源结构，人类面临的能源危机都日趋严重。

浓烟滚滚的火电厂

能源对环境的污染 另一方面，特别是利用化石能源的过程也直接影响地球的环境，使大气和水资源遭受严重污染。大气中主要的五种污染物是：氮氧化物（如NO与NO2）、二氧化硫（SO2）、各种悬浮颗粒物、一氧化碳（CO） 大气污染的主要源头

目前世界上最严重的大气污染来自化石能源燃烧造成的大气中二氧化碳量的增加。带来的主要后果是：酸雨、温室效应和臭氧层破坏。

和碳氢化合物（如CH4、C2H6、C2H4等）。其来源主要有三个方面：① 煤、石油等化石燃料的燃烧；② 汽车排放的废气；③ 工业生产（如各种化工厂、炼焦厂等）产生的废气。而其中燃烧化石燃料的火力发电厂是最大的固定污染源。

表1-1 世界CO2排放量统计（1995年）

国名

排放量（百万吨）

人均（吨/人）

百分比

美国

5228.52

19.88

23.7

中国

3006.77

2.51

13.6

俄罗斯

1547.89

10.44

7.0

日本

1150.94

9.17

5.2

德国

884.41

10.83

4.0

印度

803.00

0.86

3.6

英国

564.84

9.64

2.6

u 核能是可持续发展的能源

二者的主要成分都是甲烷，在燃烧方面有什么差别:

一、沼气中含有硫化氢气体，在燃烧使用前必须要进行脱硫；

二、沼气中的甲烷成分含量为55—65%，而天然气中的甲烷含量达90%以上，所以天然气燃烧起来火力要强一些；

三、天然气的压力大，沼气的压力小，由于压力的关系，两者之间灶具是不能通用的。

沼气和天然气在甲烷的含量的方面是有很大不同的：

一般沼气中，甲烷占60％，二氧化碳约占40％。

天然气无色、无味、无毒且无腐蚀性，主要成分为甲烷，也包括一定量的乙烷、丙烷和重质碳氢化合物。还有少量的氮气、氧气、二氧化碳和硫化物。

当然，燃烧性质方面就会有所不同了

天然气由于其热值高，储量大，适用范围广，一般采用液化天然气运输，或是天然气管道运输。而且远距离运输的成本也特别高！而沼气主要是用于农村地区，一般不需要远距离运输，而且沼气不稳定。如果非要运输沼气的话，估计也是可以的。但是可能产生的沼气成分估计会有很大的变化，而且适用范围不是很广。

1、华润燃气：

作为中国领先的燃气公用事业集团，华润燃气主要从事下游城市燃气分销业务，包括管道天然气分销及天然气加气站业务及燃气器具销售。华润燃气的业务策略性地分布于全国各地，主要位于经济较发达和人口密集的地区以及天然气储量丰富的地区。

2、新奥能源：

新奥立足于推动能源生产与利用方式的转变，创新煤基低碳能源转化技术和泛能网技术，在节能减排，传统能源的清洁高效利用和可再生能源领域，为各类客户提供清洁能源整体解决方案，满足客户日益增长的用能、节能和环保需求。

新奥从燃气业务起步，经过持续的战略升级与产业拓展，构建了能源分销、智能能源、太阳能源、能源化工等相关多元产业。

3、昆仑能源：

昆仑能源有限公司(以下简称 “昆仑能源”或“公司”)总部设于中国香港，是在（英属）百慕达注册成立，在香港联合交易所主板上市，由中国石油天然气股份有限公司控股的国际性能源公司为恒生中资企业指数成分股之一。

4、港华燃气：

港华燃气集团是香港中华煤气有限公司（中华煤气）在内地经营的公用事业企业，业务涵盖城市燃气、城市水务、燃气具零售、分布式能源，以及燃气综合保险、家居精品、高端橱柜等延伸服务。

公司背景

港华煤气于1994年开展于内地投资设立燃气项目，首先在华南珠三角地区成立城市管道燃气企业，之后在华东长三角地区配合国家天然气清洁能源政策，大力推进发展城市管道燃气，并陆续拓展至华中、西南及东北等地区。

2002年，中华煤气在深圳成立港华投资有限公司，负责管理内地之投资项目。至今，港华燃气于内地南京、武汉、西安、济南、成都、长春及深圳等地发展282个城市燃气项目。

业务遍布华东、华中、华北、东北、西北、西南、华南共23个省、直辖市及自治区，住宅及工商业客户数目由最初的约5000户已发展至3181万户，总售气量（含中游项目）为344亿立方米。

以上内容参考：百度百科-华润燃气控股有限公司

以上内容参考：百度百科-新奥能源服务有限公司

以上内容参考：百度百科-昆仑能源有限公司

以上内容参考：百度百科-港华燃气有限公司

我国的天然气前景可谓是相当光明，因为我国的天然气储量已经呈现稳定上升的态势发展。

国内的天然气产量连续5年取得突破之后，很多网友也关心起了国内的天然气产业发展，因为天然气属于清洁能源的范围，如果能够大量使用天然气的话，那么必然会给环保事业的发展带来相当大的推动。

虽然我国的天然气需要国外市场的供应，但是在科学工作者的努力下，我国局部地区还是发现了相当规模的天然气储量，只要我们能够好好利用这些天然气资源，我国的天然气前景也必然会非常的光明。当这些天然气资源能够被好好利用后，我国的能源供应也将会有所保障。

尽管我国也有着丰富的天然气储量，但是由于我国属于人口众多的国家，这使得中国的人均天然气储量依旧处于世界的末尾位置。不过随着我国天然气储量出现稳定上升的趋势后，我国的人均天然气拥有量也开始有了明显的提升，所以我认为我国的天然气行业也必然会有着不错的发展。

也许很多人觉得开采天然气，并不是一件困难的事情，但是由于我国的地理形势相当复杂，这使得开采天然气是一件相当麻烦的事情。如果没有办法掌握先进的天然气开采技术，那么必然会导致天然气的开采存在很多的安全隐患，为了更好的开采天然气，我国的科学技术人员也掌握了相当出色的天然气开采技术。