生物质能有什么用途

人类使用的三大主要能源是原油、天然气和煤炭，但它们都是不可再生的能源。据国际能源机构的统计，这三种能源还能供开采的年限，分别只有40年、50年和240年。开发新能源已成为人类发展中的紧迫课题，核能还将有所发展，太阳能、风能、地热能、波浪能和氢能这五种新能源，今后将会优先获得开发利用。另一个值得重视的新能源是可再生的生物能源。

数百年来在燃料王国里唱“主角”的煤和石油都是远古时代的动植物生成的，那么能否种植能源作物，直接从能源作物生产燃料？这是21世纪普遍关注的一个新问题。理想的生物燃料作物应具有高效光合能力，到目前为止，科学家们已发现了40多种能够生产“石油”的植物。正在进行品种的选择和质量的优化，并准备尽快实行商业化生产。下面介绍几种理想的生物燃料作物。

芒——原产于中国华北和日本。其优点：1．生长迅速：一季可长3米高，人称“象草”。 2．生长泼辣：可在从亚热带到温带的广阔地区生长，在强日照和高温条件下生长茂盛，肥水利用率高。生长期间不施化肥和农药，凭它根状茎上的强大根系能有效地吸取养料。 3．燃烧完全：“芒”在收割时植株只含20％－30％水分，它在生长过程中从大气吸收多少二氧化碳，燃烧时就释放多少二氧化碳，不增加大气中的二氧化碳含量。4．成本低：其投入小于种植油菜的1/3。5．产量高：每公顷产量高达44吨。公顷平均年收获12吨石油，比其他现有任何能源植物都高，而且可连续收获多年。

海带和巨藻——原产美国加利福尼亚。从这种巨型海带中，可提取大量合成天然气，还可提取氯化钾和化妆品中的乳化剂。其特点：生长迅速，每天可长2英尺（l英尺= 0. 3048米），在不到 5个月的时间内，它可以长到200英尺（即60.96米）。美国政府在加州外海开辟了一片面积400平方公里的海底农场，专门种植巨型海带，以特殊的采收船采收，经自然发酵或人工加速发酵，一年可产生合成天然气达220多亿立方英尺，可供5万人口的城市一年之用。我国台湾科学家的试验结果，投资和操作成本都较低：每立方米的“海带天然气”价格为台币1．5元，而工业天然气是每立方米台币9元。仅此就可说：巨型海带够资格成为能源救星。巨型海带生长温度在15一20℃之间，且需要海流不大。我国澎湖及马祖附近的海湾适合巨型海带的生长。但因为巨型海带需要在海水深度为150－300米处才能得到足够的养分，矛盾是采收不易，阳光无法穿透而使光合作用难以进行。只有突破这个难题巨型海带的前途才能胜过其他各种生物能源。

巨型海带还可用来年产氯化钾、肥料，提炼出化妆品用乳化剂，并使鱼类和蚝类养殖增产。

美国西海岸附近海域盛产的一种巨型海藻，可提炼汽油和柴油作为石油的代用品。美国能源科学家正在试验，如试验成功，这海生植物的汽油的售价将低于一般汽油。巨藻一般有70－80米长，最长的可达到500米。巨藻还可提炼藻胶，制造塑料、纤维板，也是制药工业的原料。它含有丰富的甲烷成分，可以用来制造煤气。这一新的绿色能源具有诱人的前景。巨藻可以在大陆架海域大规模养殖。叶片较集中于海水表面，便于机械化收割。其生长速度惊人，每昼夜可长30厘米，一年可收割3次。

日本出光兴产中央研究所的生物化学研究所等成功地从一种淡水藻类中提取出了石油。这种藻类在吸收二氧化碳进行光合作用的过程中体内蓄集了石油。在研究过程中发现，这种藻类不仅二氧化碳的吸收率高，而且其石油生成能力远远超过预想的程度。这种淡水藻类广泛分布在世界各地的湖泊沼泽中。2克重的藻块在10天内就可增生到10克，其中约含5克的石油。与特殊的溶剂搅拌混合然后除去溶剂剩下石油。其发热量可与重油相当，其氮的含量只是重油的1/2，硫的含量仅为重油的1/190。燃烧后的灰中含有丰富的钾，可用来作肥料。但其对杂菌敏感，提取较为困难。科研负责人打算用湖泊进行大量培养等方法进一步探索实用化的途径。

生物燃料作物作为未来的一种新能源，与其他能源比有许多优点：l）它是一种绿色洁净能源，在当今全世界环境污染严重的情况下，应用它对保护环境十分有利。2）分布面积广，能因地制宜地进行种植，不需勘探、钻井、采矿，也减少了长途运输，成本低廉，易于普及推广。3）可以迅速生长，能通过规模化种植，保证产量，而且是一种可再生的种植能源，而非一次能源。4）使用起来要比核电等能源安全得多，不会发生爆炸，泄漏等安全事故。5）开发生物燃料作物，将逐步加强世界各国在能源方面的独立性，减少对石油市场的依赖，可以在保障能源供应、稳定经济发展方面发挥积极作用。

欧洲一些国家已在大规模种植芒属植物，英国拟种植150万英亩的芒属植物；德国已兴建了一座发电能力为12万千瓦的发电厂，其燃料就是芒属植物、白杨、柳的混合物和秸秆。

发达国家推广种植能源作物，不仅是国际环保的大势所趋，使能源可再生和综合利用，而且也为农业经济的复苏和改善土壤的要求所致。现代农业的高度生产、单一作物的种植以及过度机械化的结果，导致严重的土壤流失，在某些发展中国家，不当的耕种方式、种植对土壤有害的作物，造成对环境的不良影响。种植能源作物，不仅可阻止土壤的流失，还可帮助土壤建立新土壤层。科学家们认为：普通植物对于阳光的利用效率不到4％，如果通过研究使新型能源作物的阳光利用率提高到5％，那么只要世界农田面积的1／10，就可提供相当于目前人类使用的全部化石燃料的能源。到10－20年后，农民很有可能转而生产能源作物并在农场里建立发电站，广泛利用“生物燃料”。生物燃料作物的开发，是解决未来能源的有效新途径之一。

另外就是自然界的转化，这个就涉及物理了。

当原子核间（量子力学中的“隧道效应”）的力的作用，包括强相互作用(α放射性)和弱相互作用(β放射性)，当然这里边都还涉及电磁相互作用，库仑吸引和库仑排斥，另外引力作用在微观量级中的作用效果可以忽略。核反应转化的物质通常是核素间的转化。比如氢气聚变成氦气等。

原子核外电子和原子核的电磁作用，这相当于是化学反应，这种转化不会生成新的元素，只是像刚才说的2h2o=2h2+↑o2↑一样。

还有就是分子间的力的作用，这种作用一般就是改变物质结构，物质中分子、原子间的距离，宏观体现就是物态变化，比如水变成冰，冰变成水蒸气等。。

新能源优点缺点和用途

新能源优点缺点和用途，目前时代的进步，为了更好的未来，新能源逐渐变成了使用的主要能源，下面我们一起来看看关于新能源优点缺点和用途，让我们对新能源有更多的认识和了解。

各种新能源的优缺点是什么？

新能源又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。

常见新能源

太阳能

太阳能一般指太阳光的辐射能量。太阳能的主要利用形式有太阳能的光热转换、光电转换以及光化学转换三种主要方式

广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等由太阳能导致或转化成的能量形式。

利用太阳能的方法主要有：太阳电能池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能；太阳能热水器，利用太阳光的热量加热水，并利用热水发电等。现在很多公司已经开始着手利用太阳能，例如太阳灶、太阳能烤箱、太阳灶反光膜、太阳能开水器等系列产品。太阳能清洁环保，无任何污染，利用价值高，太阳能更没有能源短缺这一说，其种种优点决定了其在能源更替中的不可取代的地位。

太阳能可分为3种：

1、太阳能光伏 光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋照明，并为电网供电。 光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接，以产生更多电力。近年，天台及建筑物表面均会使用光伏板组件，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。

2、太阳热能 现代的太阳热能科技将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸气和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外，建筑物亦可利用太阳的光和热能，方法是在设计时加入合适的装备，例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。

3、太阳光合能：植物利用太阳光进行光合作用，合成有机物。因此，可以人为模拟植物光合作用，大量合成人类需要的有机物，提高太阳能利用效率。

核能

核能是通过转化其质量从原子核释放的能量，符合阿尔伯特·爱因斯坦的方程E=mc^2，其中E=能量，m=质量，c=光速常量。核能的释放主要有三种形式：

A、核裂变能

所谓核裂变能是通过一些重原子核（如铀-235、铀-238、钚-239等）的'裂变释放出的能量

B、核聚变能

由两个或两个以上氢原子核（如氢的同位素—氘和氚）结合成一个较重的原子核，同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应，其释放出的能量称为核聚变能。

C、核衰变

核衰变是一种自然的慢得多的裂变形式，因其能量释放缓慢而难以加以利用。

核能的利用存在的主要问题：

（1）、资源利用率低

（2）、反应后产生的核废料成为危害生物圈的潜在因素，其最终处理技术尚未完全解决

（3）、反应堆的安全问题尚需不断监控及改进

（4）、核不扩散要求的约束，即核电站反应堆中生成的钚-239受控制

（5）、核电建设投资费用仍然比常规能源发电高，投资风险较大

海洋能

海洋能指蕴藏于海水中的各种可再生能源，包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐度差能等。这些能源都具有可再生性和不污染环境等优点，是一项亟待开发利用的具有战略意义的新能源。

波浪发电，据科学家推算，地球上波浪蕴藏的电能高达90万亿度。目前，海上导航浮标和灯塔已经用上了波浪发电机发出的电来照明。大型波浪发电机组也已问世。我国在也对波浪发电进行研究和试验，并制成了供航标灯使用的发电装置。将来的世界，每一个海洋里都会有属于我们中国的波能发电厂。波能将会为我国的电业作出很大贡献。

潮汐发电，据世界动力会议估计，到2020年，全世界潮汐发电量将达到1000-3000亿千瓦。世界上最大的潮汐发电站是法国北部英吉利海峡上的朗斯河口电站，发电能力24万千瓦，已经工作了30多年。中国在浙江省建造了江厦潮汐电站，总容量达到3000千瓦。

风能

风能是太阳辐射下流动所形成的。风能与其他能源相比，具有明显的优势，它蕴藏量大，是水能的10倍，分布广泛，永不枯竭，对交通不便、远离主干电网的岛屿及边远地区尤为重要。

风力发电，是当代人利用风能最常见的形式，自19世纪末，丹麦研制成风力发电机以来，人们认识到石油等能源会枯竭，才重视风能的发展，利用风来做其它的事情。

1977年，联邦德国在著名的风谷--石勒苏益格-荷尔斯泰因州的布隆坡特尔建造了一个世界上最大的发电风车。该风车高150米，每个浆叶长40米，重18吨，用玻璃钢制成。到1994年，全世界的风力发电机装机容量已达到300万千瓦左右，每年发电约50亿千瓦时。

生物质能

生物质能来源于生物质，也是太阳能以化学能形式贮存于生物中的一种能量形式，它直接或间接地来源于植物的光合作用。生物质能是贮存的太阳能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态或气态的燃料。地球上的生物质能资源较为丰富，而且是一种无害的能源。地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍，但目前的利用率不到3%。

生物质能利用现状

2006年底全国已经建设农村户用沼气池1870万口，生活污水净化沼气池14万处，畜禽养殖场和工业废水沼气工程2,000多处，年产沼气约90亿立方米，为近8000万农村人口提供了优质生活燃料。

中国已经开发出多种固定床和流化床气化炉，以秸秆、木屑、稻壳、树枝为原料生产燃气。2006年用于木材和农副产品烘干的有800多台，村镇级秸秆气化集中供气系统近600处，年生产生物质燃气2,000万立方米。

地热能

地球内部热源可来自重力分异、潮汐摩擦、化学反应和放射性元素衰变释放的能量等。放射性热能是地球主要热源。我国地热资源丰富，分布广泛，已有5500处地热点，地热田45个，地热资源总量约320万兆瓦。

氢能

在众多新能源中，氢能以其重量轻、无污染、热值高、应用面广等独特优点脱颖而出，将成为21世纪最理想的新能源。氢能可应用于航天航空、汽车的燃料,等高热行业。

海洋渗透能

如果有两种盐溶液，一种溶液中盐的浓度高，一种溶液的浓度低，那么把两种溶液放在一起并用一种渗透膜隔离后，会产生渗透压，水会从浓度低的溶液流向浓度高的溶液。江河里流动的是淡水，而海洋中存在的是咸水，两者也存在一定的浓度差。在江河的入海口，淡水的水压比海水的水压高，如果在入海口放置一个涡轮发电机，淡水和海水之间的渗透压就可以推动涡轮机来发电。

海洋渗透能是一种十分环保的绿色能源，它既不产生垃圾，也没有二氧化碳的排放，更不依赖天气的状况，可以说是取之不尽，用之不竭。而在盐分浓度更大的水域里，渗透发电厂的发电效能会更好，比如地中海、死海、我国盐城市的大盐湖、美国的大盐湖。当然发电厂附近必须有淡水的供给。据挪威能源集团的负责人巴德·米克尔森估计，利用海洋渗透能发电，全球范围内年度发电量可以达到16000亿度。

水能

水能是一种可再生能源，是清洁能源，是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源；狭义的水能资源指河流的水能资源。是常规能源,一次能源。水不仅可以直接被人类利用，它还是能量的载体。太阳能驱动地球上水循环，使之持续进行。地表水的流动是重要的一环，在落差大、流量大的地区，水能资源丰富。随着矿物燃料的日渐减少，水能是非常重要且前景广阔的替代资源。目前世界上水力发电还处于起步阶段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水运动均可以用来发电。

可以利用电解水分子和光以及化学分解水分子的方式，来分解到可燃烧的氢气，它可作为新的，多用途的能源来替代现有的矿物质能源。水分子的分解过程简而易行，投资少见效快。这给水能的综合利用带来了广泛的前景，在地球上，水是一种到处可见的液态物质。通过水的分解装置，制备出氢燃料，可用于汽车，航天航空，热力发电等工业和民用方面，在较大的程度上，缓解了人类对矿物质资源的过分依赖。

新能源汽车的优点和缺点是什么？

新能源汽车是指采用非常规车用燃料作为动力来源，采用新技术、新结构的汽车。

现在的新能源汽车有多种，包括包括燃气汽车、燃料电池电动汽车、纯电动汽车、液化石油气汽车、氢能源动力汽车、混合动力汽车、太阳能汽车等。

新能源汽车的优点：

1、节约燃油能源。一般是用天然气、石油气、氢气、电力作为动力。

2、减少废气排放，有效的保护环境。电动汽车不产生尾气，没有污染。氢能源汽车尾气是水，对环境没有污染。

3、效率高。一般新能源汽车采用新技术，新结构，使它的效率更高。

4、噪声低。

新能源汽车缺点：

1、因为新能源汽车处于起步阶段，技术还不是很成熟。

2、车辆保有量低，充电、加气、维修等不太方便。

3、一般车辆排量较小，动力不足，不适合长距离行驶。

现在价格在5-10万的新能源汽车，只有纯电动汽车有批量生产，选择性不是太大。

一、新能源汽车的优点：

1、环保，新能源汽车不采用燃油动力装置，不需要柴油，汽油，而是清洁能源，比如电，太阳能，等，减少二氧化碳的排放。

2、不限号，在大城市新能源汽车是不限号的，更方便出行。

省燃油钱，如果使用燃油费大概6角到8角每公里，然而新能源只需要电费而已。

4、传动效率高，新能源一般采用电机传动效率高。

5、政策补贴，现在的新能源汽车享受政策补贴一辆车还能省不少钱。

二、新能源汽车的缺点：

1、汽车续航里程短，新能源汽车一般都是电动的，电池的蓄电量有限，持续行驶的里程也会受限

2、汽车售后服目前好不成熟，新能源汽车各方面都还在摸索、改善中，对于新能源汽车的售后维修，基本没有很多熟练的维修人员，不能及时维修

3、汽车成本较高，电动车为了能反复充电和续航，必然需要好的电池，好的电机，成本相当高

4、汽车充电难、充电慢，新能源汽车应为受限于各方面的条件，还没有完全普及，充电桩有限。