谈谈个人对新能源的认识
能源亦称能量资源或能源资源。是指可产生各种能量(如热量、电能、光能和机械能等)或可作功的物质的统称。是指能够直接取得或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源,包括煤炭、原油、天然气、煤层气、水能、核能、风能、太阳能、地热能、生物质能等。按照各种能源在当代人类社会经济生活中的地位,人们把能源分为常规能源和新能源两大类。
常规能源为技术上比较成熟,已被人类广泛利用,在生产和生活中起着重要作用的能源。例如煤炭、石油、天然气、水能和核裂变能等。
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。为目前尚未被人类大规模利用,还有待进一步研究试验与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。
所谓新能源,是相对而言的。现在的常规能源在过去也曾是新能源,今天的新能源将来也会成为常规能源。
可再生能源是指人们在自然界中能有规律地得到补充和不断再生的能源。 新能源中大多属于可再生能源。通过以上分析,可见新能源和可再生能源是人类社会资源的重要组成部分,也是未来能源的基础,它是取之不尽、用之不竭的可再生的洁净能源,有着广阔前景。它们主要有以下几种:
(一)太阳能:太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一,即太阳每秒钟辐射到地球上的能量相当于500万吨标准煤。
(二)风能:风是地球上的一种自然现象,是由太阳辐射热引起的。风能是太阳能的一种转换形式,是一种重要的自然能源。据有关资料推算,全球的风能资源比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。目前,风力发电不到全世界发电总量的1%,预计到2020年它将可提供世界电力需求的10%。
(三)地热能:地热是指地壳内岩石和流体(液、气相)中能被经济合理地开发出来的热能,可分为蒸气型、热水型、地压型、干热型和岩浆型五种。地热资源开发的对象是热能,其中以热水形式存在的地热是至今利用价值较高的替代绿色能源之一。它集热能、水资源为一体,可用来发电,亦可直接用于供暖、洗浴、医疗保健、休闲疗养、养殖、农业种养殖、纺织印染、食品加工等产业。
(四)小水电:水能是指人们利用河流流水下落所产生的能量。将水能转换为电能,则称为水电,它是一种可再生的清洁能源。据资料估计,世界水电可开发资源大约为22亿~4亿千瓦,其中小水电(<10MW)可开发资源约为1.2亿
~1.44亿千瓦。关于小水电的定义,世界各国是不统一的,也是不断变化的。如有的以10MW为小水电,有的可到25MW,我国则可达到50MW。
新能源:开发利用可再生能源,发展太阳能利用、地热发电、大功率风力发电、潮汐发电、生物质能发电技术。发展核能技术,对先进压水堆、空间核电源、高性能燃料组件等予以重点攻关。
另外,波能、可燃冰、煤成气、微生物将成为人类广泛应用的新能源。
波能:即海洋波浪能。这是一种取之不尽,用之不竭的无污染再生能源。据科学家推测,地球上海洋波浪蕴藏的电能高达90万亿千瓦。近年来,在各国开发的新能源的计划中,波能的利用已占有一席之地。尽管波能发电成本较高,需要进一步完善,但目前的进展表明了这种新能源潜在的商业价值。日本的一座海洋波能发电厂已运转8年,电厂的发电成本虽高于其他发电方式,但对于边远岛屿来说,可节省电力传输等投资费用。目前,美、英、印度等国家已建成几十座波能发电站,从目前看,均运行良好。
可燃冰:这是一种与水结合在一起的固体化合物,它的外型与冰相似,故称“可燃冰”。可燃冰在低温高压下呈稳定状态,冰体融化所释放的可燃气体相当于原来固体化合物体积的100倍。据科学家测算:可燃冰的蕴藏量比地球上的煤、石油和天然气的总和还多。
煤成气:煤在形成过程中由于温度及压力增加,在产生变质作用的同时也释放出可燃性气体。从泥炭到褐煤,每吨煤生产68立方米气 从泥炭到肥煤,每吨煤产生130立方米气 从泥炭到无烟煤每吨煤产生400立方米气。科学家估计,地球上煤成气可达2000万亿立方米。
微生物:世界上有不少国家盛产甘蔗、甜菜、木薯等,科学家利用微生物发酵,可将它们制成酒精,酒精具有燃烧完全、效率高、无污染等特点,用其稀释汽油所配制的“乙醇汽油”,功效可提高15%左右,而且制作酒精的原料丰富,成本低廉。据报道,巴西已改装“乙醇汽油”或酒精为燃料的汽车达几十万辆,减少了大气污染。科学家还研究成功利用微生物制取氢气,开辟了能源的新途径。
开发新能源和可再生能源是能源可持续发展的应有之义。我国的能源供应结构里,煤炭、石油与天然气等不可再生能源占绝大部分,新能源和可再生能源开发不足,这不仅造成环境污染等一系列问题,也严重制约能源发展,必须下大力气加快发展新能源和可再生能源,优化能源结构,增强能源供给能力,缓解压力。
我国的核电装机容量不到发电装机容量的2%,远低于世界17%的平均水平,应当采取有效的措施,解决技术路线、投资体制、燃料保障等问题,使我国核电发展的步子迈得更大一些。同时,我国的风电资源量在10亿千瓦左右,目前仅开发几百万千瓦,应当对风电发展进行正确引导,促进用电健康可持续发展。
走能源可持续发展之路,从大的能源结构来讲,还是要加快发展核电。最近一两年,从中央到国务院,都坚定了加快发展核电的信心,今年以来核电的工作力度也在加大。在今后一个时期,在优化能源结构方面,核电的比重、速度要保持相对快速的增长,规模要在短期内有比较大的提升。不光是沿海,还要逐步向中部地区发展。
节能减排是能源可持续发展的必由之路。侯云春表示,我国能源需求结构不合理突出表现在能源利用消耗高、浪费大、污染严重,缓解能源供需矛盾问题,从根本上就是大力节约和合理使用,提高其利用效率,严格控制钢铁、有色、化工、电力等高耗能产业发展,进一步淘汰落后的生产能力。同时,还要大力发展循环经济、积极开展清洁生产,全面推进管理节能,大力推广节能市场机制,促进节能发展,广泛开展全民节能活动。
新能源的开发和利用对人类有什么影响?
能源包括核能、太阳能、生物质能、海洋能、地热能、氢能和风能等,因其发展潜力大、环境污染低、可永续利用等诸多优点,得到了各国的普遍重视与大力发展。
优点:可再生、无污染,环境友好型
好处:减少了废气的排放,减缓了地球温室的作用,洁净了空气
新能源(new energy sources或称可再生能源更贴切)是指传统能源之外的各种能源形式。它的各种形式大都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部深处所产生的热能(潮汐能例外)。包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。也可以说,新能源包括各种可再生能源和核能。相对于传统能源,新能源普遍具有污染少、储量大的特点,对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源(特别是化石能源)枯竭问题具有重要意义。同时,由于很多新能源分布均匀,对于解决由能源引发的战争也有着重要意义。
据世界断言,石油,煤矿等资源将加速减少。核能,太阳能即将成为主要能源。
新能源开发的目的和意义?新能源的开发和利用对人类有什么影响?生物质能在经过了几十年的探索后,国内外许多专家都表示这种能源方式不能大力发展,它不但会抢夺人类赖以生存的土地资源,更将会导致社会不健康发展地热能的开发和空调的使用具有同样特性,如大规模开发必将导致区域地面表层土壤环境遭到破坏,必将引起再一次生态环境变化而风能和太阳能对于地球来讲是取之不尽、用之不的健康能源,他们必将成为今后替代能源主流
生物能源主要是指在生物体(尤为植物)内,经一系列化学反应所释放出的能源。其实,世界上90%的能源消耗来自植物光合作用所积累的能源,比如地球演变的历史上所积累的矿物能源(煤、石油、天然气,因为它们是堆积在一起的有机物经地质作用形成的),但总有一天矿物能源会消耗殆尽。能源危机威胁着人类的发展。所以发展可再生能源,尤其是利用植物光合产物转化成便于利用的能源,引起了全球的广泛关注。人类利用生物能源,实质是将植物通过光合作用固定的碳的能量释放出来。它的好处在于: 一、中性的碳循环,即无温室效应;二、生物再生的能源有助于克服化石能源供应的萎缩。并且,发展生物能源不仅可以解决资源、环境的问题,还可以带动农业产业的发展,实现环境与经济效应的双赢。
我国是粮食大国,同样也是资源匮乏的国家,发展生物能源十分符合我国国情。对此农业部成立了生物质工程中心,目的是加强农业生物质技术研究,在生物能源的开发等方面取得突出进展,并使我国在未来达到国际先进水平。与此同时,国内的众多科研院所也纷纷加入研发行列,试图开拓出自己的道路。巴西、美国等利用玉米淀粉转化成酒精已经取得很大成效。但是就世界上大多数国家和地区而言,不可以用有限的耕地去发展新的能源产业。所以利用荒地种植野生、半野生的能源植物已是大家认同的发展方向。另外,与某些国家采用把玉米、甘蔗转化成乙醇,或是从油料作物中提取生物柴油不同,我们国家把目光放在了更为高效的纤维素上。 纤维素是植物的木质部分,是地球数量最大的植物积累的产物,植物从太阳获取的绝大部分能量也都储存于其中。所以人类一旦掌握了释放出存储在纤维素中能量的技术,能源危机便可迎刃而解。在北京市科技俱乐部组织的活动中,我有幸与北京大学生命学院的老师交谈,并聆听纤维素技术。我了解到纤维素的降解和转化是十分关键的步骤,也是巨大的难点。纤维素犹如植物坚硬的骨架,因此它远比淀粉类物质难分解。而突破口是找到合适的能高效分解纤维素的酶。在这方面生物又给了我们很好的启示:牛吃的是充满纤维素的草,却能够胜任拉车、耕田的重活。牛胃的反刍作用,其中微生物产生的纤维素酶都是很值得我们去模拟的。我们的课外科技活动就从这里开始,从分离和改良纤维素酶基因开始。而从另一个角度,我们还可以通过提高植物体内的纤维素含量,来提高转化效率,降低成本。天然的甜高梁、柳枝稷是目前已知的高纤维素含量植物,而通过对它们进行转基因处理,我们能从单位植株中获得更多的纤维素。
生物能源的开发与生物技术、基因工程密不可分。北大的老师向我讲述了基因工程在培育能源植物中的作用。其中包括促进光能产物的积累,促进采收后纤维素的降解,以及要使能源植物在缺水的环境中生长,要使这些植物耐受低温、增加一年中光能转化的时间。这些都是可以通过基因操作技术来实现。这些工作正是我们这一代人明天要做的事情。今天,我们要多学习这方面的高新技术知识。
作为当代的青少年,我们需要放眼世界,密切关注生态环境和资源问题。过去,我们曾开展节水宣传、参与植树造林,为美化环境做出贡献。而现在我们要身体力行,加入到开发、宣传新能源的行列中。比如,我们可以在实验田里学农劳动,负责原料作物的种植和养护;有组织地进行野外考察,研究各种作物的成分及价值,提供给有关部门。或者科学合理地运用已有的知识,为增强农作物的环境适应性、解决荒漠化问题积极献言献策。我们还可以在学校内做培养微生物、植物的组织培养等实验,提高对生物工程技术的认识水平;加入青少年科技俱乐部,进入科研院所,与导师合作研究相关课题。或者是在学校、社区中宣传生物能源的使用前景…… 总之,有无数活动与创意等待我们去实施。在这个过程中,不但能丰富自己的文化知识,还可以提高科学素养,锻炼能力!其实,我们的力量并不微小。只要我们报有一颗热爱科学的心,将热情与智慧投入其中,就会获得意想不到的收获。而我们的家园,也必将在你我的行动中,变得越来越美丽!