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关于新能源利用和开发

无聊的钢铁侠
俏皮的乌冬面
2023-01-28 01:57:35

关于新能源利用和开发

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2026-04-13 13:27:23

估计不好写,不过可以给你点资料参考一下

开发可再生能源与提高能源使用效率相结合,将对全球经济可持续发展、解决贫困人口的能源问题、减少废气排放等做出重大贡献。可再生能源事业得到发展,可以成为继煤炭、石油、天然气之后重要的替代能源之一。

电力短缺、煤炭短缺、石油短缺……当前能源短缺正在日益成为制约许多国家经济发展的“瓶颈”,发

展能够替代煤炭、石油、天然气的可再生能源成为人们广泛关注的焦点,认为这是一项涉及子孙后代生存与发展的战略任务。

可再生能源取之不尽

自人类大规模利用矿物能源、特别是石油资源被开发之后,人类生产和生活面貌发生了巨大变化,与此同时,粗放的经济增长方式则造成全球大气、土壤、水源等诸多方面环境质量严重下降,暴露出世界上许多国家以煤炭等为主的能源结构的弊病。特别是自20世纪70年代石油出现危机后,使人们逐步觉醒,矿物能源终有耗尽之时,人类要维持自己的生产生活持续发展,必须开发新的能源,特别是可再生能源。

可再生能源利用价值非常可观。据我国专家推算,每利用一吨可再生资源可以节约原生资源120吨,少产生垃圾废水10吨,增加产值约3000元人民币,产生利润500元。利用可再生资源进行生产不仅可以节约资源,遏制废弃物泛滥,而且具有比利用原生资源进行生产消耗低、污染物排放少的特点。按国际标准测算,一座金矿每吨矿石可提取10多克黄金,而加工废电器每吨可提取50克黄金及其它贵重金属,成本不到金矿的20%,污染仅相当于开矿的几十分之一。

发展可再生资源利用产业几乎涉及所有行业,如果能够得到健康快速发展,便可带动其它相关产业的快速发展,并为城市人口创造大量就业岗位。美国的实践表明,可再生能源发电比传统发电方式劳动密集程度要高。美国全球观察研究所的报告说,10亿千瓦时发电量用煤炭或核燃料需要100到116个工人,而太阳能发电站则提供了248个工作岗位,风电场提供了542个工作岗位。根据国际经验,发展可再生能源可以安排大量剩余劳动力。

发展可再生能源可以降低发展中国家对煤炭的过分依赖,保障能源供应安全。据环境专家测算,大气中90%的二氧化碳和氮氧化物、70%的烟尘来自燃煤,煤炭开发利用过程中产生的大量的矸石、腐蚀性水、煤泥、灰渣和尘垢等,已构成对工农业生产和生态环境的危害,而可再生能源基本上不产生环境污染问题,因而发展可再生能源也是保护大气环境的迫切需要。另外,目前全球有20亿人无法享受正常的能源供应,发展中国家的农村主要依靠直接燃烧秸秆、柴草等提供生活用能,不仅造成严重的环境污染,危害人体健康,还威胁生态环境,发展可再生能源则有利于改善这些国家农村和偏远地区的生产生活条件。

开发与利用方兴未艾

自20世纪80年代以来,开发新能源逐步成为新技术革命的一项重要内容,发达国家竞相投入巨大的人力和物力开发太阳能、风能、潮汐能等可再生能源,一些发展中国家也大力开发替代石油的酒精燃料等新能源。

在可再生能源中太阳能资源取之不尽,清洁安全,是最理想的可再生能源,目前国际上对太阳能的开发十分重视。据有关资料介绍,20世纪80年代美国建成抛物面槽太阳能发电站,俄罗斯、澳大利亚、瑞士相继建立了太阳能发电厂,1992年日本太阳能发电系统和电力公司电网联网,而到2000年已有7万家庭安装了太阳能家庭发电设备。预计到2050年德国消耗的能量半数将来自太阳能。

风能是地球“与生俱来”的丰富资源,加快开发利用风能已成为全球能源界的共识。风能的利用主要是发电,目前风电在全球已发展为年产值超过50亿美元的庞大产业。风能是可再生、无污染的绿色能源,一台单机容量为1000千瓦的风机与同容量火电装机相比,每年可减少排放2000吨二氧化碳、10吨二氧化硫、6吨二氧化氮,没有常规能源所造成的环境污染。风能还具有一次投资后的追加成本少的特点,凭借其巨大的商业潜力和环保效益,在全球可再生能源行业中创造了最快增速。风力发电技术成熟,单机容量大,建设周期短,完全是一种安全可靠的能源。从长远看,不论工程投资还是发电成本,都会逐步接近火电成本。风力发电是一个极具发展潜力的产业,全球已有50多个国家正积极促进风能事业的发展。

政府支持是发展关键

2004年6月在德国波恩召开的国际可再生能源大会,全球150多个国家和地区的政府、企业以及民间代表聚集商讨全球可再生能源开发和利用大计,这是迄今世界范围内在可再生能源领域召开的最大规模的政府间会议。大会通过的《共同宣言》提出了包含165个具体行动方案的《国际行动计划》,如果能够得到落实,到2015年全球使用可再生能源的人口将达到10亿。

为了解决可再生能源开发利用投资成本高的难题,法国政府在科研投入、技术应用和市场化等各个环节做出了巨大支持。据统计,2002年法国科研机构的能源研发总经费为9.4亿美元,其中5000万美元用于发展可再生能源,其中太阳能和地热能技术研发获科研经费最多。多年来,法国政府一直采取投资贷款、减免税收、保证销路、政府定价等措施扶持企业投资可再生能源的技术应用项目,以解决可再生资源的技术应用初期运营成本高、风险大问题。

利用可再生能源的初期成本高,风险大,其低排放与可循环等优势暂时不能体现在价格上,因此与传统能源竞争处于劣势。美国政府解决这一问题的办法主要是通过财政激励方式促进可再生能源的开发和利用,即通过减税、生产补贴、信托基金、低息贷款和政府的研究、开发项目,降低可再生能源产品和相关服务的成本和价格,培育、扩大市场。根据美国1978年《能源税收法》,购买太阳能和风能能源设备的房屋主人,所付金额中2000美元的30%和其后8000美元的20%可从当年须交纳的所得税中抵扣;开发利用太阳能、风能、地热和潮汐的发电技术投资总额的25%可以从当年的联邦所得税中抵扣。1992年《能源政策法》规定,企业用于太阳能和地热发电投资永久享受10%抵税优惠。

作为能源长期依赖进口的国家,为促进可再生能源的开发,德国政府2000年出台的《可再生能源法》规定,电力运营商有义务以一定价格向用户提供可再生能源电力,政府根据运营成本的不同对运营商提供金额不等的补助。从2004年开始,德国政府还制定了市场刺激措施,用优惠贷款及补贴等方式扶助可再生能源进入市场,迄今已投入研究经费17.4亿欧元。目前政府每年投入6000多万欧元,用于开发可再生能源,推动太阳能、风能和地热的开发。 (本刊特约记者 黄泽

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2026-04-13 13:27:23

生物质能与中国新农村建设

摘 要:本文通过新能源——生物质能的概述,初步展示其性质特点。同时,结合当下时事,论述其在新农村建设中起到的作用来证明新农村的建设离不开生物质能的应用与发展,重点讲述了秸秆在实际应用中的途径与意义。而生物质能作为一种无污染,效益高的新性能源,通过查阅相关文献了解到其发展过程中存在的主要问题进行分析研究,进而提出了几点对策。

关键词:生物质能,新农村建设,秸秆应用,现状分析

生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能(biomass energy ),就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源依据来源的不同,可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。

生物质能特点

1) 可再生性

生物质属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用;

2) 低污染性

生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少;生物质作为燃料时,由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量,因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零,可有效地减轻温室效应;

3) 广泛分布性

缺乏煤炭的地域,可充分利用生物质能;

4) 生物质燃料总量十分丰富。

生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000~1250亿吨生物质海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广,生物质资源还将越来越多。

生物质能应用

生物质能一直是人类赖以生存的重要能源,它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源,在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计,生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分,到下世纪中叶,采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。

目前人类对生物质能的利用,包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等;间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等,它们通过微生物作用生成沼气,或采用热解法制造液体和气体燃料,也可制造生物炭。生物质能是世界上最为广泛的可再生能源。据估计,每年地球上仅通过光合作用生成的生物质总量就达1440~1800亿吨( 干重 ),其能量约相当于20世纪90年代初全世界总能耗的3~8倍。但是尚未被人们合理利用,多半直接当薪柴使用,效率低,影响生态环境。现代生物质能的利用是通过生物质的厌氧发酵制取甲烷,用热解法生成燃料气、生物油和生物炭 ,用生物质制造乙醇和甲醇燃料,以及利用生物工程技术培育能源植物,发展能源农场。

新农村建设离不开新能源发展

中国是一个农业大国,农村人口占大多数,因此农村和农民问题是关系到国家稳定与发展的关键性问题。近年来,随着农村经济的发展,农民生活水平不断提高,广大农村对于能源的需求量也在不断上升,传统能源的大量使用造成了严重的污染问题,同时日益增大的农村能源需求量也给我国本已严峻地能源形势带来了更大的挑战。根据《2004年世界BP能源统计年鉴》提供的资料,2003年世界石油探明总储量为1567亿吨,中国石油探明总储量仅占世界的2.1%,但中国的石油年消费量却占到了世界的7.6%,2003年中国石油对外依存度达到了35%,专家预计这一数字到2020年将达到60%。同时我国农村许多地区风能、太阳能、生物质能源丰富,蕴含着发展新能源的巨大潜力,因此,将可持续发展理念引入农村能源利用领域,大力推进新能源建设,则是解决农村能源与环境之间矛盾的有效途径。

新农村建设是我国现代化进程中的重大历史任务,目的在于改善农村生态环境,提高农民生活质量。其中一项重要措施就是大力发展循环农业,开发使用新能源。过去对于农村能源有一个十六字方针,即“因地制宜,多能互补,综合利用,讲求效益”,这是在短缺经济的背景下,针对能源危机而提出来的。目前,我国农村的社会、经济及其能源供需结构形势发生了重大变化,大量商品能源进入农村市场,农村能源面临着结构升级和如何现代化的问题,原十六字方针因缺少生态观和市场观,已不符合现时和未来农村能源可持续发展的实际。因而开发利用生物质能对中国农村更具特殊意义。中国80%人口生活在农村,秸秆和薪柴等生物质能是农村的主要生活燃料。尽管煤炭等商品能源在农村的使用迅速增加,但生物质能仍占有重要地位。1998年农村生活用能总量3.65亿吨标煤,其中秸秆和薪柴为2.07亿吨标煤,占56.7%。因此发展生物质能技术,为农村地区提供生活和生产用能,是帮助这些地区脱贫致富,实现小康目标的一项重要任务。

1991年至1998年,农村能源消费总量从5.68亿吨标准煤发展到6.72亿吨标准煤,增加了18.3%,年均增长2.4%。而同期农村使用液化石油气和电炊的农户由1578万户发展到4937万户,增加了2倍多,年增长达17.7%,增长率是总量增长率的6倍多。可见随着农村经济发展和农民生活水平的提高,农村对于优质燃料的需求日益迫切。传统能源利用方式已经难以满足农村现代化需求,生物质能优质化转换利用势在必行。

生物质能在新农村建设中的应用意义

生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能储存在生物质内部的能量。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能,它通常包括以下几个方面:一是木材及森林工业废弃物;二是农业废弃物;三是水生植物;四是油料植物;五是城市和工业有机废弃物;六是动物粪便。在世界能耗中,生物质能约占14%,在不发达地区占60%以上。全世界约25亿人的生活能源的90%以上是生物质能。

以秸秆产能技术为例,秸秆产能是生物质能里面具有代表性的一种。秸秆属可再生能源,年复一年可保证能源的永续利用。有资料介绍,植物在燃烧过程中放出二氧化碳,但它在生长过程中要吸收二氧化碳,这放出和吸收是基本平衡的,所以对环境保护有利。同时从秸秆的化学成分和热值看亦有它的优势,将它燃烧产生的灰分不小于10%,而且灰分还是一种好的农作物所需的肥料,是发展循环经济的好项目。农作物的成熟期主要集中在春季和秋季,由于它们的生长期和成熟期与气候密切相关,因地区不同也有一些差异。我国秸秆的产生量主要集中在春末或春夏交替期、夏末或夏秋交替期及秋季。由于中国土地辽阔,秸秆的收获时间也存在一定的差异,但趋势是一致的。这里所谈季节性主要针对农作物成熟时产生的秸秆,至于农作物收获后,经过加工过程产生的生物质资源如稻壳等不在此列,它根据粮食的市场需求加工产生。以上秸秆产生的特点将对开发利用秸秆的管理和技术方面带来重大影响。当然对于一些具体情况,应该具体问题具体分析处理。

从实际应用来说,秸秆作为能源原材料可用于制作秸秆煤或者用于秸秆发电。秸秆煤比起普通煤炭,秸秆煤不仅投入小、生产安全,还具有易燃耐燃、热效率高、残渣少等特点,在新农村建设中推广秸秆煤,不仅能使农村的生态环境得到保护,而且能使生产秸秆煤的农民家庭带来丰厚的利润回报。目前利用秸秆发电的途径有两种:一是秸秆气化发电,二是秸秆直接燃烧发电,用得最广泛的是秸秆直接燃烧发电。秸秆发电与常规的火力发电的不同之处主要是燃料不同引起燃烧系统的变化,重点是燃烧设备的变化,而热力系统的其余部分和电气系统与常规一般火电厂类同。秸秆燃烧的另一途径是利用已经运行电厂中的锅炉进行掺烧,这既可节约煤,又可增加秸秆利用的途径。各地电厂所配炉型不同,可以由秸秆的各种成型来满足不同炉型锅炉燃烧要求。有一种在煤粉炉中掺烧秸秆的思路是炉膛中下部稍加改造增加一块炉排烧秸秆,称之为联合燃烧。还有对将按要求被关闭的小型火力发电厂,可以对其锅炉改造或重新建设锅炉装置,改造成为生物质能电厂,这也是有利的途径。在新农村建设中使用秸秆发电,能够有利于减轻农民的负担,同时可以有利于保护环境。

生物质能在新农村建设的现状与发展对策

我国政府历来重视生物质能的开发利用,将其作为能源领域的一个重要方面,纳入了国家能源发展的基本政策之中,先后签署了《里约宣言》、《气候变化框架公约》等国际公约,颁布了《中国21 世纪议程》和《中国环境与发展十大对策》,在十届全国人大第四次会议通过了《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》,确定了可再生能源的发展目标,并提出要实行优惠的财税、投资政策和强制性市场份额政策,鼓励生产与消费可再生能源,提高可再生能源在一次能源消费中的比重,出台了一些支持可再生能源技术发展的政策性文件,这些都有力地推动着可再生能源(包括生物质能)的发展。十一届全国人大常委会第十次会议对可再生能源法修正案(草案)进行了初次审议。在审议中,常委会组成人员建议———大量消费煤炭造成环境污染, 农作物秸秆等发电利国利民。但现实却是,我国可作为能源使用的农作物秸秆、林业剩余物等却大量被废弃。资料显示,每年全国可作为能源使用的农作物秸秆资源量约为1.5亿吨标准煤,林业剩余物资源量约2亿吨标准煤,小桐子(麻疯树)、油菜籽、蓖麻、漆树、黄连木和甜高粱等油料植物和能源作物潜在种植面积,理论上可满足年产5000万吨生物液体燃料的原料需求。工业有机废水和畜禽养殖场废水资源量,理论上可以生产沼气近800亿立方米,相当于5700万吨标准煤。但到2008年底,全国生物质发电装机容仅315万千瓦,其中蔗渣发电170万千瓦,碾米厂稻壳发电5万千瓦,城市垃圾焚烧发电40万千瓦,秸秆、林木废弃物发电55万千瓦。

生物质能源技术同其他新能源技术一样,在其发展的进程中面临着众多的问题。概括而言,这些问题主要有两类:一类是共同性的问题,即绝大多数生物质能源都面临的问题另一类是特殊性问题,即生物质能各个领域中某些技术所面临的特殊问题,一般来说,由于生物质能源技术多种多样,其工艺特征不同、发展阶段不同、市场的取向不同,因此在发展过程中所面临的问题也有所不同。从共性上分析,主要存在以下几个主要问题。分别是:思想认识不到位,技术研发。创新能力弱,政府配套政策不健全,资金缺口大。投融资体系单一,市场体系建设不完善。针对这些存在的问题,为了生物质能的发展应需要做到:提高认识、理清思路、加大宣传,加强人才能力建设、加大科研投入,搞好试验示范,开展资源评价、调整种植业结构、发展能源作物。完善相关的法律法规,吸收外国的成功经验等等。

在呼唤环保建设的今天,无污染的生物质能将会成为热门的能源,为新农村建设带来经济性和环保性的双效收益。总而言之,生物质能是可再生能源,它的应用对于新农村建设有重大的意义,有利于环保工作的进行,而且产能的原材料数量多,分布广,有部分原材料还起到了变废为宝,回收利用等,加大应用生物质能的力度,能够促进调整能源结构,保障能源安全。当然,生物质能也不是没有缺点的,热值及热效率低,体积大而不易运输。直接燃烧生物质的热效率仅为10%一30%。这些缺点都需要技术的革新和政策的相应变动来进行改善,从而为新农村建设发展指向一条明亮的,无污染的发展道路。

生物质能与中国新农村建设

084386 汉语言文学 兰艳丽

摘 要:本文通过新能源——生物质能的概述,初步展示其性质特点。同时,结合当下时事,论述其在新农村建设中起到的作用来证明新农村的建设离不开生物质能的应用与发展,重点讲述了秸秆在实际应用中的途径与意义。而生物质能作为一种无污染,效益高的新性能源,通过查阅相关文献了解到其发展过程中存在的主要问题进行分析研究,进而提出了几点对策。

关键词:生物质能,新农村建设,秸秆应用,现状分析

生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能(biomass energy ),就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源依据来源的不同,可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。

生物质能特点

1) 可再生性

生物质属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用;

2) 低污染性

生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少;生物质作为燃料时,由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量,因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零,可有效地减轻温室效应;

3) 广泛分布性

缺乏煤炭的地域,可充分利用生物质能;

4) 生物质燃料总量十分丰富。

生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000~1250亿吨生物质海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广,生物质资源还将越来越多。

生物质能应用

生物质能一直是人类赖以生存的重要能源,它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源,在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计,生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分,到下世纪中叶,采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。

目前人类对生物质能的利用,包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等;间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等,它们通过微生物作用生成沼气,或采用热解法制造液体和气体燃料,也可制造生物炭。生物质能是世界上最为广泛的可再生能源。据估计,每年地球上仅通过光合作用生成的生物质总量就达1440~1800亿吨( 干重 ),其能量约相当于20世纪90年代初全世界总能耗的3~8倍。但是尚未被人们合理利用,多半直接当薪柴使用,效率低,影响生态环境。现代生物质能的利用是通过生物质的厌氧发酵制取甲烷,用热解法生成燃料气、生物油和生物炭 ,用生物质制造乙醇和甲醇燃料,以及利用生物工程技术培育能源植物,发展能源农场。

新农村建设离不开新能源发展

中国是一个农业大国,农村人口占大多数,因此农村和农民问题是关系到国家稳定与发展的关键性问题。近年来,随着农村经济的发展,农民生活水平不断提高,广大农村对于能源的需求量也在不断上升,传统能源的大量使用造成了严重的污染问题,同时日益增大的农村能源需求量也给我国本已严峻地能源形势带来了更大的挑战。根据《2004年世界BP能源统计年鉴》提供的资料,2003年世界石油探明总储量为1567亿吨,中国石油探明总储量仅占世界的2.1%,但中国的石油年消费量却占到了世界的7.6%,2003年中国石油对外依存度达到了35%,专家预计这一数字到2020年将达到60%。同时我国农村许多地区风能、太阳能、生物质能源丰富,蕴含着发展新能源的巨大潜力,因此,将可持续发展理念引入农村能源利用领域,大力推进新能源建设,则是解决农村能源与环境之间矛盾的有效途径。

新农村建设是我国现代化进程中的重大历史任务,目的在于改善农村生态环境,提高农民生活质量。其中一项重要措施就是大力发展循环农业,开发使用新能源。过去对于农村能源有一个十六字方针,即“因地制宜,多能互补,综合利用,讲求效益”,这是在短缺经济的背景下,针对能源危机而提出来的。目前,我国农村的社会、经济及其能源供需结构形势发生了重大变化,大量商品能源进入农村市场,农村能源面临着结构升级和如何现代化的问题,原十六字方针因缺少生态观和市场观,已不符合现时和未来农村能源可持续发展的实际。因而开发利用生物质能对中国农村更具特殊意义。中国80%人口生活在农村,秸秆和薪柴等生物质能是农村的主要生活燃料。尽管煤炭等商品能源在农村的使用迅速增加,但生物质能仍占有重要地位。1998年农村生活用能总量3.65亿吨标煤,其中秸秆和薪柴为2.07亿吨标煤,占56.7%。因此发展生物质能技术,为农村地区提供生活和生产用能,是帮助这些地区脱贫致富,实现小康目标的一项重要任务。

1991年至1998年,农村能源消费总量从5.68亿吨标准煤发展到6.72亿吨标准煤,增加了18.3%,年均增长2.4%。而同期农村使用液化石油气和电炊的农户由1578万户发展到4937万户,增加了2倍多,年增长达17.7%,增长率是总量增长率的6倍多。可见随着农村经济发展和农民生活水平的提高,农村对于优质燃料的需求日益迫切。传统能源利用方式已经难以满足农村现代化需求,生物质能优质化转换利用势在必行。

生物质能在新农村建设中的应用意义

生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能储存在生物质内部的能量。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能,它通常包括以下几个方面:一是木材及森林工业废弃物;二是农业废弃物;三是水生植物;四是油料植物;五是城市和工业有机废弃物;六是动物粪便。在世界能耗中,生物质能约占14%,在不发达地区占60%以上。全世界约25亿人的生活能源的90%以上是生物质能。

以秸秆产能技术为例,秸秆产能是生物质能里面具有代表性的一种。秸秆属可再生能源,年复一年可保证能源的永续利用。有资料介绍,植物在燃烧过程中放出二氧化碳,但它在生长过程中要吸收二氧化碳,这放出和吸收是基本平衡的,所以对环境保护有利。同时从秸秆的化学成分和热值看亦有它的优势,将它燃烧产生的灰分不小于10%,而且灰分还是一种好的农作物所需的肥料,是发展循环经济的好项目。农作物的成熟期主要集中在春季和秋季,由于它们的生长期和成熟期与气候密切相关,因地区不同也有一些差异。我国秸秆的产生量主要集中在春末或春夏交替期、夏末或夏秋交替期及秋季。由于中国土地辽阔,秸秆的收获时间也存在一定的差异,但趋势是一致的。这里所谈季节性主要针对农作物成熟时产生的秸秆,至于农作物收获后,经过加工过程产生的生物质资源如稻壳等不在此列,它根据粮食的市场需求加工产生。以上秸秆产生的特点将对开发利用秸秆的管理和技术方面带来重大影响。当然对于一些具体情况,应该具体问题具体分析处理。

从实际应用来说,秸秆作为能源原材料可用于制作秸秆煤或者用于秸秆发电。秸秆煤比起普通煤炭,秸秆煤不仅投入小、生产安全,还具有易燃耐燃、热效率高、残渣少等特点,在新农村建设中推广秸秆煤,不仅能使农村的生态环境得到保护,而且能使生产秸秆煤的农民家庭带来丰厚的利润回报。目前利用秸秆发电的途径有两种:一是秸秆气化发电,二是秸秆直接燃烧发电,用得最广泛的是秸秆直接燃烧发电。秸秆发电与常规的火力发电的不同之处主要是燃料不同引起燃烧系统的变化,重点是燃烧设备的变化,而热力系统的其余部分和电气系统与常规一般火电厂类同。秸秆燃烧的另一途径是利用已经运行电厂中的锅炉进行掺烧,这既可节约煤,又可增加秸秆利用的途径。各地电厂所配炉型不同,可以由秸秆的各种成型来满足不同炉型锅炉燃烧要求。有一种在煤粉炉中掺烧秸秆的思路是炉膛中下部稍加改造增加一块炉排烧秸秆,称之为联合燃烧。还有对将按要求被关闭的小型火力发电厂,可以对其锅炉改造或重新建设锅炉装置,改造成为生物质能电厂,这也是有利的途径。在新农村建设中使用秸秆发电,能够有利于减轻农民的负担,同时可以有利于保护环境。

生物质能在新农村建设的现状与发展对策

我国政府历来重视生物质能的开发利用,将其作为能源领域的一个重要方面,纳入了国家能源发展的基本政策之中,先后签署了《里约宣言》、《气候变化框架公约》等国际公约,颁布了《中国21 世纪议程》和《中国环境与发展十大对策》,在十届全国人大第四次会议通过了《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》,确定了可再生能源的发展目标,并提出要实行优惠的财税、投资政策和强制性市场份额政策,鼓励生产与消费可再生能源,提高可再生能源在一次能源消费中的比重,出台了一些支持可再生能源技术发展的政策性文件,这些都有力地推动着可再生能源(包括生物质能)的发展。十一届全国人大常委会第十次会议对可再生能源法修正案(草案)进行了初次审议。在审议中,常委会组成人员建议———大量消费煤炭造成环境污染, 农作物秸秆等发电利国利民。但现实却是,我国可作为能源使用的农作物秸秆、林业剩余物等却大量被废弃。资料显示,每年全国可作为能源使用的农作物秸秆资源量约为1.5亿吨标准煤,林业剩余物资源量约2亿吨标准煤,小桐子(麻疯树)、油菜籽、蓖麻、漆树、黄连木和甜高粱等油料植物和能源作物潜在种植面积,理论上可满足年产5000万吨生物液体燃料的原料需求。工业有机废水和畜禽养殖场废水资源量,理论上可以生产沼气近800亿立方米,相当于5700万吨标准煤。但到2008年底,全国生物质发电装机容仅315万千瓦,其中蔗渣发电170万千瓦,碾米厂稻壳发电5万千瓦,城市垃圾焚烧发电40万千瓦,秸秆、林木废弃物发电55万千瓦。

生物质能源技术同其他新能源技术一样,在其发展的进程中面临着众多的问题。概括而言,这些问题主要有两类:一类是共同性的问题,即绝大多数生物质能源都面临的问题另一类是特殊性问题,即生物质能各个领域中某些技术所面临的特殊问题,一般来说,由于生物质能源技术多种多样,其工艺特征不同、发展阶段不同、市场的取向不同,因此在发展过程中所面临的问题也有所不同。从共性上分析,主要存在以下几个主要问题。分别是:思想认识不到位,技术研发。创新能力弱,政府配套政策不健全,资金缺口大。投融资体系单一,市场体系建设不完善。针对这些存在的问题,为了生物质能的发展应需要做到:提高认识、理清思路、加大宣传,加强人才能力建设、加大科研投入,搞好试验示范,开展资源评价、调整种植业结构、发展能源作物。完善相关的法律法规,吸收外国的成功经验等等。

在呼唤环保建设的今天,无污染的生物质能将会成为热门的能源,为新农村建设带来经济性和环保性的双效收益。总而言之,生物质能是可再生能源,它的应用对于新农村建设有重大的意义,有利于环保工作的进行,而且产能的原材料数量多,分布广,有部分原材料还起到了变废为宝,回收利用等,加大应用生物质能的力度,能够促进调整能源结构,保障能源安全。当然,生物质能也不是没有缺点的,热值及热效率低,体积大而不易运输。直接燃烧生物质的热效率仅为10%一30%。这些缺点都需要技术的革新和政策的相应变动来进行改善,从而为新农村建设发展指向一条明亮的,无污染的发展道路。

【1】 秦大东曹军.浅论我国生物质能发展现状及对策.安徽通报,Anhui Agri.sci.bull.2007,13(1):133-135.

【2】 闫廷满.生物质能: 秸秆发电的思考.东方电气评论第21卷,第1期,2007:1-4

【3】 田永淑. 新型秸秆气化炉及净化工艺. 河北唐山,可再生能源 2003.4

【4】 法忠勇.推进我国农村新能源推广应采取的措施, 甘肃农业2007 年第9 期

【5】 陈亚中 生物质能源应用前景分析 2008

【6】 百度百科

饱满的月光
跳跃的大碗
2026-04-13 13:27:23
     新能源作文初一(精选20篇)

      在现实生活或工作学习中,说到作文,大家肯定都不陌生吧,作文根据体裁的不同可以分为记叙文、说明文、应用文、议论文。你知道作文怎样写才规范吗?下面是小编帮大家整理的新能源作文初一,欢迎阅读与收藏。

新能源作文初一 篇1

      走在22世纪的大街上,你会觉得这是一个全新的时代。新能源的发展促进了世界科学技术的进一步发展。

      能源是人类和地球生存的保障,但石油等能源越来越少,寻找新能源成为人类的重要出路。地球上的海域面积广阔,占总面积的因此,科学家们把注意力集中在可以提取新能源的海洋上。那么可以从海洋中提取什么新能源来维持人类的生存呢?

      这种新能源的开发有效缓解了温室效应和雾霾天气,非常环保,但是东西各有利弊,所以这种能源要避免高温。在校报时代,这种新能源已经取代石油,成为人类生活中使用最广泛的资源。你能猜到这是什么吗?

      有人认为是煤铁矿产资源,但这种能源是天然气。没错,新能源是海洋氢,也就是从海洋中提取的氢。人们用电解水提取氢气,比较实用。来自海洋的氢气可以生产金属、化学品和日用品,为整个社会服务。氢气的密度很小,和氧气反应会产生热量。

      新时代,新能源、科技在不断进步,社会在不断发展。我们也应该充分利用能源为社会和世界服务。让我们一起加油!

新能源作文初一 篇2

      如今,环境污染在世界各地都存在,这是人类滥用石油产品普及的结果。这一后果已经成为世界人类密切关注的焦点。现在人类的生存环境越来越差。节约能源是环境保护的首要和前提,人类应从这方面入手。

      经过调查,我了解到各国都在研究一种新能源――环保燃料电池。据我所知,德国在这项技术上暂时领先于世界。这项技术最初用于军事目的,但现在准备应用于航空和民用。环保燃料电池的特点是无噪音、无污染、无辐射,属于清洁能源。

      这种新型环保能源如果能在世界范围内推广,将会应用于各个方向:车辆、船只、飞机等类似的交通工具、工程机械、照明等。因此可以减少对空气和水的污染。此外,环保燃料电池使用方便,具有许多优异的特性,这将是环保领域的一大事业。

      虽然环保燃料电池还没有完全开发出来,但是一旦这项技术成熟,我们就会推广它,让各行各业都使用环保燃料电池,让我们生活的环境能够减少对环境的污染,让我们的地球母亲受益,也让我们自己和子孙后代受益!让我们期待未来环保燃料电池的诞生和我们美好的生活环境。

新能源作文初一 篇3

      人的生活离不开电,电可以用于照明、生产,动力,汽车、火车都离不开电。电广泛用于生活、生产。

      电有水发电的叫水电,用煤炭发电的叫火电,还有用铀发电的叫核电。但是水,煤炭,铀都有用完的时候,那该怎么办呢?因此人们都在寻找新能源。

      10月1日我的小叔叔来我家,他在浙江大学读物理系读研究生,他正在研究新能源。什么新能源呢?听他说是核聚变,如果研究成功的话,我们人类就有用不完的新能源了。可是我还是不明白,于是我在电脑上查了一下。原来新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部伸出所产生的热能。包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、核聚变能、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。

      原来新能源对人类有如此大的作用,我也要努力学习,将来去研究它。

新能源作文初一 篇4

      今天我读了一篇文章,才知道原来有一种洁净,无污染的新能源――可燃冰。

      这种可燃冰是天然气(甲烷类)被包进水分子中,在海底低温与压力下结晶形成的。这种白色的固体在常温下可释放64立方米甲烷气体和立方米淡水,而且几乎不产生任何污染。现在正全力开采这种可燃冰。

      但在普及过程中,困难出会随之而来。首先是开采的困难,现在开采的方法有热解法、降压法和置换法等,但无一不是既费时、效率又不高。其次就是开采这种新能源一定会受到一定的阻力,那些石油大国怎么会眼白白地看着自己的利益受损?这种新能源一但开采成功,势必很快取代石油,这样靠石油起家的国家将会失去主要的财富来源,因此他们一定会百般阻拦。退一步说,即使这种能源成功开发出来,但这也必定成为出界各国争夺的目标,谁掌握新能源,谁就会掌握未来世界的命脉,这怎么不引起争夺呢?但这一来也一定起许多负面影响:各国的反目、战争等。这些隐患都是不可忽视的。

      虽然如此,但在能源日益减少的今天,新能源开发是我们唯一的出路,但愿新能源能尽早普及世界,为世界打开一条新的道路!

新能源作文初一 篇5

      现在汽车的条件不能满足我的想法。比如它不能净化空气,也不能保护环境,更不能我想象的汽车,它能净化空气,也能保护环境接下来,我就来介绍我的汽车吧!

      汽车的底面是三角形的,这样具有稳定性汽车的车身是半圆形的(稍有点不规则),四面都有透明的窗户,车前的雨刷器比之前的速度快了百倍,如果下了倾盆大雨,这样即看不见,又不影响视线车前还装了自动洗车的功能,以后就不用去洗车店了汽车的轮胎也比之前的轮胎坚硬了十倍。

      汽车的作用也稍有改变汽车的后备箱有一个“自动生产空气片机”,只要把“空气片”放在“小型筒”里,“小型筒”会顺着管道通到排气口,然后就能净化空气啦!后车窗旁,有一个“储水机”,“储水机”旁有些小点点,这些小点点,是等水装满后,用来浇花的其实,这些“水”也不是水是雨。每当下起倾盆大雨时,“储水机”会把雨储存起来,所以,这“水”是纯天然的哦!天窗旁有一个“氧气罐”,它的排气口在车头那儿,氧气从排气口出来,就能让人呼吸新鲜空气了。

      这就是我的想法,在生活中你也能发明一些有趣的东西,它也许与众不同,也许很好玩,也许能给人们带来快乐――加油吧!

新能源作文初一 篇6

      由于人们在二十一世纪把大部分能源都开采完了,到了二十三世纪已经没有能源可利用了。幸好科学家早已预测到这个结果,人们只能用并且已经充分会利用风力、太阳能来发电。

      在每一个城市里,几乎都有风力发电和太阳能的影子。在街道两旁,人们常常可以看见一块块太阳能板悬挂在一根根杆子上,人们不能直接用肉眼对高楼大厦房屋看,否则会伤害到眼睛,要带上保护眼镜。因为大厦的外墙全部都是可以储存太阳能的幕墙玻璃,房屋大部分是平的,就象盖上一顶顶帽子,是为了能更好的吸收太阳能,楼顶上的玻璃可以储存太阳能变化为电能。

      太阳刚刚升起,太阳能洗衣机就开始运转了,人们的厨房也变得干净了,在阴雨天,人们可以用平时储存的电能用电磁炉烧饭,烧菜。汽车也都不用汽油了,而用太阳能转换为电能再转换成动能,大街上再也不会因为有废气排出而变得乌烟瘴气我们的蓝天变得湛蓝深远,小溪清撤见底,鞋子穿了一周都不会脏。大家知道他们现在的生活是以前的老祖先意想不到的,因为在以前的录影里,蓝天灰蒙蒙的,汽车后面总有一条条黑色的尾巴。那时,一定会更加珍惜并且爱护这个世界。

新能源作文初一 篇7

      周六上午,我参加了合肥晚报举行的光伏发电小课堂活动,和小伙伴们一起去探索新能源的奥秘。

      经过一个小时的车程,我们来到了一个叫阳光电源的公司。工作人员说他们公司主要就是做新能源发电的,就是利用设备将风、阳光、水等能源转换为电能。说到电能就不能不提一个叫阳光逆光器的机器,工作人员说用太阳能板转换出来的电是不能直接使用的,所以就要用到阳光逆光器把交流电变换成直流电。还有一个最实用的设备就是新能源电池了,它主要就是用于我们现在的新能源汽车上,这样车就可以不加油,用电就可以行驶了,减少对大气的污染。

      在参观了公司的小型发电站后,最后一个环节就是我期待已久的动手做实验了。老师一声令下我们立刻在自己的座位上坐好,桌上已经摆放好了实验的工具。我和唐宋卿一组,一起用电线连接了太阳能板、开关和灯泡,让太阳能板上的电能传递给灯泡,使灯泡亮了起来。后来我还自己独自完成了风力发电的机器组装。特别高兴的是,工作人员还贴心地给我们准备了一套小型的机器作为礼物送给我们。

      这次的活动太有意思了,真是乘兴而来尽兴而归,下次我肯定还要参加。

新能源作文初一 篇8

      现在社会,我们主要以石油与煤作为能源。石油与煤都是不可以再生的能源,用一点就少一点,还有就是使用煤和石油会污染空气,破坏生态环境。

      现在,我们人类已经意识到这个问题,于是开发出了很多高清洁新能源。比如:海洋能、波浪能、潮汐能与风能等等。

      海洋能是靠海洋的温差来发电的,由于海洋底层水温很低使氨蒸汽重新冷却成液体,而海面水温高可使氨水沸腾变成水蒸汽,推动汽轮转动从而发动发电机而风能是靠风吹动风车上的叶片来发电的,由于风车中带有发电机,所以能将发出的电力输送给发电厂,发电厂才可以把电输送给大家。

      但是万一地球上的水变少了,那么海洋能、潮汐能、波浪能的效率就不高了。到了夏天又很少刮风,不能风能发电,怎么办呢?于是,我想到了对人类非常有用的核能。我们可以用核能来发电,因为极少量的核发生裂变时能放出惊人的能量。因为金属轴是一种容易发生裂变反应的核燃料。金属轴中含有一种轴原子,轴原子中又含有原子核。原子核在裂变时会放出更多的能量。因此我们把核能转变成我们需要的电力。

      核能可以代替海洋能、潮汐能、波浪能。所以它是人类未来的“绿色能源”!

新能源作文初一 篇9

      在这个世界上有许许多多的能源,如:太阳能、水能、风能、电能现在,每个国家都需要能源。瞧,有的国家为能源在争吵,有的国家为能源随时准备战争,想用武力掠夺能源,可见,能源是多么的重要。因为我们现在用的电大部分就是以煤作为能源开发利用的在大街上飞奔的汽车绝大部分是以汽油或柴油为动力的,而汽油和柴油是以地下开采的石油提炼出来的在家里煮饭大部分用的是煤气与天然气。

      可是,这些能源并不是无限的,它们总有一天会枯竭的,而这一天即将来临。如果没有了能源,我们不能坐汽车、火车、飞机等这些高科技产品我们不能看电视、玩电脑和打游戏更不能用台灯、电灯和煤气那是一件多么可怕的事情啊,所以,我想要发明一个“微型能源器”。这个能源器能够随时随地的收取大自然的所有能源,当我们需要用的时候,就可以随地释放出来供大家运用,这样一来,有了这个能源器以后,就不用有些国家为了能源问题而产生战争也不会破坏城市环境和大自然的生态平衡更不会在大街上看见那些难看得像蜘蛛网似的电线。而且这个能源器非常小,方便携带,很是实用哦!

      这就是我发明的“微型能源器”,它使我插上想象的翅膀,产生无限的遐想 新能源作文初一 篇10

      现在的交通工具都离不开石油作为燃料,它们每天都排放着二氧化碳,不仅破坏了地球的臭氧层使地球温度升高,还影响人们的健康,使人们失去了许多自然界的朋友。随着社会经济的越来越发达,人们对各种能源的需求量就会越来越大,有朝一日,它们都会枯竭,到那时,我们会无法生存。所以,我希望在不久的将来能利用空气作为我们新的能源。

      我想发明一种靠空气作燃料就能工作的发动机,无论任何交通工具装上这种先进的发动机后都不用加任何燃料,也不用通电就可以行驶了,汽车再也不用加油了,轮船在海上可以随意远航,飞机可以不用再为飞到天空上以后突然发现燃料泄漏或耗尽发生事故而苦恼了,火车上再也不需要那么多的电线了。

      那大家一定认为它们排放的是有毒的废气,其实不是的,它们排放出来的是氧气,排放出来的氧气越多,我们的空气就越清新,环境就越来越好,天空就越来越纯净,我们的许多自然朋友都会繁衍生息总之,有了它我们的地球会越来越美好,人类的身体也会越来越健康。我一定要好好学习,奋发图强,为实现这个美好的愿望而奋斗!

新能源作文初一 篇11

      19日早上9点,绵阳晚报小记者们按时来到了科博会A馆外的集合地点,虽然刚开馆不久,但来参观的市民、学生就已经络绎不绝,我们怀着激动的心情在老师的带领下进入了科博会展区。

      我们这组采访的是新能源汽车展区,老师告诉我们这些新能源汽车是用电作动力的。我们来到一辆泸州生产的公交大客车前,工作人员给我们介绍它是油电混合动力的,行驶速度30公里以下时用电,30公里以上时用油,充满电后可以行驶100多公里,最高时速是69公里。

      接着我们参观了一款纯电动轿车,它可以直接用家里的插线板充电,充满需要8小时,但用专门的充电桩充电只要2小时就充好了。

      展区一种迷你小巧的休闲代步车吸引了我们的目光,它没有车门,可能是为了出门买菜购物上下车方便,它的底盘很低,据说是根据卡丁车改装的,工作人员介绍这款车很受老年人的喜爱。

      新能源汽车用电作动力,不但节省汽油而且不会排出尾气污染空气,非常低碳环保,如果将来我们都使用新能源汽车,那我们的天空一定会更加湛蓝,环境会更加美好。

新能源作文初一 篇12

      自从家里有了轿车后,爸爸常常带我出去玩,可作为一名热爱环保的少年,汽车排放出的尾气却总是让我感到忧虑。

      一天,爸爸兴高采烈地说:“今天早点把作业写完,明天带你去兜风!”听到这个消息后,我高兴得手舞足蹈,可是――开车出去玩的确方便,但那些排放出的污染气体实在令人讨厌,一想到这里,我又像个泄了气的皮球,只能拒绝爸爸。爸爸笑眯眯地说:“不会污染环境啦,因为我换了一台绿色能源车!带你去车库看看!”话音刚落,我又恢复了活力,飞快地向车库跑去。

      爸爸买的车与平时的轿车外形看上去差不多,银白色的车身在阳光的照耀下散发着锃亮的光泽。我打开车门往副驾驶位上一坐,一边左摸摸、右看看,一边问爸爸:“为什么说这个车是绿色能源车呢?”爸爸耐心地回答我:“以前家里的车是烧油的,开车的时候总会有污染气体排放,而这个车是用电来发动的,就像电瓶车一样,虽然跑的距离没有以前远,但是环保啊!”我点了点头,心想这才是我想要的车子嘛!

      爸爸的能源车成了家里的宝贝,有了它,开车时再也不用担心污染环境了!希望越来越多的人能够使用上这种绿色能源车,这样我们就都能够为环保贡献一分力量了。

新能源作文初一 篇13

      现在世界上到处存在着环境的污染,是人类渐渐普及石油产品用途的弊端而引发出来的后果。这种后果已经成为世界上人类都密切关注的焦点,如今人类居住的环境条件越来越差,节约能源是环境保护的首要,也是先决条件,所以人类要从这方面去着手。

      经过调查,我了解到了现在各国都正在研究一种新的能源――环保燃料电池,据目前所知,德国是暂时在世界上领先着这项技术,原本这项技术是用于军事上的,但是现在正准备应用到航空以及民用上。环保燃料电池的特点是没有噪音,没有污染,没有辐射,属于清洁能源。

      如果这项新的环保能源可以普及在世界上的话,那么将能够在全方位应用:车辆、船只、飞机这些类似的交通工具,建筑机器、照明等等,这样一来便可以减少对空气、水的污染,而且环保燃料电池使用方便,特点多且优,将会是环保界上的一大伟业!

      虽然环保燃料电池还没有完全研制成功,但是一等到这项技术日益成熟,我们将会加以推广,使到各种行业上都使用环保燃料电池,那么我们居住的环境就能够减少对环境的污染,为我们的地球妈妈造福,同时也是为我们自己和我们的子孙造福!让我们共同期待环保燃料电池的诞生,共同期待我们未来美好的生活环境吧!

新能源作文初一 篇14

      走在22世纪的街道上,你会感到这是一个崭新的时代。新能源的开发,推动了世界科技的进一步发展。

      能源是人类和地球生存的保障,但是石油 等能源越来越少,寻找新能源成为人类重要的出路。地球上海洋面积辽阔,约占总面积的因此科学家们 将提取新能源的地点,重点放在了海洋上。那么海洋中究竟能提取出什么新能源维持人类生存呢。

      这种新能源的.开发有效地缓解了温室效应和雾霾天气等问题,很环保,但事物有利就有弊,这种能源要避免高温。在校报的时代里,这种新能源代替了石油,成为人类生活中应用最广泛的资源。你能猜出这是什么吗?

      有人会认为是煤、铁矿产资源,但这种能源是气体。没错,新能源就是海氢气,即从海洋中提取的氢气,人们多用电解水来提取氢气,较为实用。海氢气可以炼制出金属,化学用品和生活用品等,服务于全社会。氢气密度很小,与氧气反应时会产生热量。

      新时代、新能源,科技在不断进步,社会也在不断的发展,我们也要好好利用能源服务社会、服务世界,让我们一起加油吧!

凶狠的项链
包容的彩虹
2026-04-13 13:27:23
未来能源十步走 人类将摆脱对石油的依赖

据7月号《大众科学》(注:中文版《科技新时代》)报道,石油价格一路上扬,“石油危机”成为目前最流行的词汇,很多人甚至产生了石油还够用多久的疑问?石油总有一天会耗尽,这毫无争议,但这并不意味着世界末日来临。以石油消耗大户美国为例,美国科学界从石油危机中看到的不是绝望,而是能源的复兴,他们认为,美国到了严肃地考虑从石油转换到清洁、可再生的能源的时候了,而美国已经具备了相关的技术,只要再进一步开发,美国将彻底摆脱对进口石油的依赖。

一 利用风能

地球上的化石能源(石油)终究是有限的,为了人类的持续性发展,必须找到其他可替代能源,而风能就是一个很好的选择。在美国科罗拉多州的博尔德南部的高原上的平旷地带,矗立着四排实验性涡轮机,这些机器在冰雪覆盖的洛矶山脉的映衬下更显得巍为壮观,150英尺的叶片在微风的吹拂下缓慢地旋转着。美国能源部可再生能源实验室的主工程师萨迪·布特菲尔德说:“如果你要选择一个商业涡轮机发电农场,你决不会看中这个地方。但这里却是一个完美的风能实验场地。因为在这里我们可以获得风速为每小时100英里的风能条件。我们通过在这种条件下的实验能很快地知道哪种设计应该淘汰。”1991年,一份政府有关风能的概论作出了如下结论:堪萨斯州、北达科他州和德克萨斯三州有着丰富的风力能源,仅这三个州的风能就可足够满足整个美国的能源需求。今天看来,这项报告不免有些估计过低了。在过去的20年中,风能的价格已经下降了85%,这在很大程度上归功于不断提升的涡轮机效率。政府还制定很多条令来鼓励民众购买利用风力所产生的电能,可以想见在不久的未来使用风力电能必成大势所趋。

二 取消电网

现有的输电系统是从能源中心通过电线向用户送电。这样做有很大一个缺点,那就是输电过程中会损失很多电能。所以更好的供电系统是“分布式发电”。可以在住处和工作地点附近利用风能和太阳能发电,做到自给自足。例如,可以利用地热系统给建筑物供暖和降温,利用屋顶上的太阳能电池提供电力,多余的电能还可以输送到当地的供电系统中,以零售价卖掉,这样还能获取一部分收益。这些措施简便易行,远好于建设发电厂和进口国外的能源。有人估计,一个这样的小型发电厂所需要的太阳能发电设备的造价可在四年内回收回来。既然有这么多的优点,何乐而不为呢?

三 混合燃料汽车

美国陆军宣布将开发一种使用新型混合燃料的“悍马”(Humvee)战车,它预示着混合燃料汽车的时代已经来临。混合燃料汽车通过内燃和电驱动,提高能源利用效率。今天混合型汽车已不再仅仅是陈列室中供人参观的样品,它已完全步入了实用阶段。这将大大削减汽油的使用量,汽车排放的尾气也将随之大幅减少。被称为插入式混合型电动车可以夜间在自家的车库中充电,夜间电费低廉,这样就节省了一项不小的开支。加州大学伯克利可再生能源实验室主任丹尼尔·卡门说:“如果在一夜间,美国的汽车全部被这种混合型汽车所取代,石油的消耗量将会下降70-90%,美国进口石油的时代将彻底结束,在未来多年中,美国的石油将完全可以自给自足。”

四 制造质量更好的乙醇

今年,美国汽车制造商将生产100万辆灵活燃料车,乙醇加油站的数量将增加三分之一,达到大约1000家。现在美国所生产的绝大多数乙醇是由玉米粒发酵而来,这个过程要消耗相当数量的化石燃料。丹尼尔·卡门将这种由基于玉米的乙醇看做是一种过渡型燃料,他说:“要想使用乙醇替代石油,防止全球进一步变暖,我们需要进行一次从玉米乙醇到纤维乙醇的大规模革新运动,纤维乙醇的原料可以有多种选择,柳枝稷、木片以及像玉米芯和玉米杆这样的农业废料都可以用做生产纤维乙醇的原料。现在用于制造乙醇的酶的造价很高,不过这个问题并不难解决。”白蚁后肠中的微生物可以将植物纤维素转化成碳水化合物,美国能源部联合基因组研究所主任艾迪·卢宾说:“我们正在测定那些微生物DNA序列,将来可以通过生物工程制造出新的机体来分泌这些酶。”这样我们就可以利用虫子的体液来驱动我们的汽车前进,摆脱了对化石能源的过度依赖。

五 利用太阳能

明年初,在洛杉矶东北部的一个沙漠农场中将会出现数十个巨大的凹镜。每个凹镜的直径为37英尺,这些凹镜通过电子控制可以自动跟踪太阳,将阳光反射到一个热量收集器上,热量收集器利用这些浓缩的阳光将氢加热到1,300华氏度,通过斯特林发动机驱动发电机发电。当世界上最大的太阳能农场完工后,在摩加伏沙漠4,500英亩的范围内将会布满大约2万个这样的凹镜收集太阳能,利用这些能量产生的电能将可以向287,000个家庭供电。每小时到达地球上的这些太阳能可以满足全世界一整年的电力需求。我们很久以来就已经知道如何利用太阳能来为加热空间和水,但将阳光转化为电能却存在很大困难。

斯特林太阳能凹镜可以将30%的太阳能转化为电能,这是世界上将太阳能转化为电能效率最高的一种技术。科学家希望通过技术改进可以使这个转化率提高至50%。其他的能量企业家还有更为远大的设想。美国航空航天局的科学家一直以来梦想有一天能在太空中利用太阳能发电,然后通过微波将能量将能量输送到各个家庭。随着科学的不断进步,终有一天这个设想一定可以变为现实。

六 制造氢能源

氢能源的潜力巨大,但将其他物质转化为氢并不件容易的事。自然界中不存在纯氢燃料,今天最制造氢最便宜的方式是通过石油或天然气获得,但这并不能避免产生二氧化碳。氢燃料电池的效率是内燃机的二倍多。在冰岛,丰富的可再生能源使氢经济的产生成为可能。在美国,未来的某天可以利用多余的风能来生产氢燃料。研究人员还可以利用基因工程来制造出有生物来直接将太阳转化为氢。

七 利用海浪能发电

美国的海岸线的海洋蕴含着巨大的能量,其中大约有八分之一可以开发利用,同时还不会污染环境。这些可利用能源总量相当于我们现在所有的水力发电厂发电的能量总和。在可利用能源这个竞技场中,欧洲一直走在世界的前列。今年夏天,在葡萄牙,工作人员正在安装一种海岸波浪能转化器。这种蛇状的钢管一半浸于水中,一般露出水面,一直向远海方向延伸了3英里。至2008年这种装置将可以为大约15,000个家庭供电。波浪能的优点是它的能量密度是风能的10至40倍。目前潮汐涡轮机技术发展迅猛,这无疑为波浪能的利用铺平了道路。今年夏天,在纽约东河的水下的六个涡轮机在河流潮汐流的驱动下将开始投入发电。缓慢旋转的推进器第一年将会产生525,000千瓦时的能量。为期18个月的试验表明,布设足够多的涡轮机将可以为8,000户家庭供电。虽然它现在的发电能力有限,但它毕竟代表着未来的能源的一种发展方向,这是件激动人心的事情。这将是世界首个产能潮汐涡轮机农场,这种样机将可以为我们提供稳定的无污染能源。维吉尼亚的海洋学家乔治·哈格曼说:“我们可以称它为月亮能,风时有时无,但从现在开始至未来的1000年,月亮和潮汐会始终存在。”

八 向地下要能源

美国地热能协会执行理事卡尔·格威尔说:“在德克萨斯州西部废弃的油井中冒上来的热水中含有5,000兆瓦的地热能。现在因为没有加以利用,这些能量正在被白白浪费掉,现在我们对这种能量使用的能力远超过了我们对这种技术的实际使用。”地热能可以被用来发电或给建筑物供热。夏威夷、阿拉斯加以及西部各州都分布有丰富的地热能。

可以利用温度为160华氏度水温的地热水库发电。一些公司正在开发德克萨斯州、阿肯色州、佐治亚州和西维吉尼亚州的低温热泉,一旦开发成功,将可以使美国地热发电能力在未来4至5年的时间翻一番。

九 开发垃圾燃气

自旧石器时代,我们就一直在燃烧生物物质,当时人们利用燃烧木头来给山洞供暖,烧烤大型动物的肉。今天绝大多数的生物质能量仍来源于木材,但现在我们要做的是怎样利用这些农业废料和草本植物来发电。这些物质与化石燃料一样,燃烧时会产生二氧化碳。但生物质燃烧时释放的二氧化碳何以通过其生长时吸收二氧化碳获得平衡。在所有的新技术中,气化或许是最具潜力的一种。气化系统在低氧环境中通过极度高热将农业废料或任何一种生物质转化为氢和二氧化碳的混合气体,这种气体可以在锅炉中燃烧,或可以替代涡轮机中的天然气,这些气体可以被用来驱动蒸汽涡轮机进行二次性发电,整个过程中产生的多余热量还可以用来给建筑物和整个城镇供热。

十 节能从我做起

回想上世纪70年代,所谓的节能就是关灯。《家庭能源饮食》一书的作者保罗·舒基尔表示,今天,随着科技的发展,我们节约能源可以充分利用技术优势。现在,美国平均每1美元的经济产出所消耗的能源比30年前减少了47%。令人遗憾的是,由于输送电力的效率有待提高,所以,大量能源在抵达每一个家庭和办公室之前就被浪费了。对此,消费者无能为力,但他们可以从我做起,在自己的家中或办公室里有意识地节约能源。最清洁最廉价的能源就是不用能源。

爱笑的红酒
雪白的微笑
2026-04-13 13:27:23
在全球变暖趋势不断加剧,传统化石能源供应日趋紧张的形势下,各国政府在制定能源发展战略时纷纷提出要进一步开发和加大可再生能源的利用比例。但美国科学家的最新研究分析表明,可再生能源也许并不如想象的那样环保,发展可再生能源需要耗费大量的土地资源,最终的代价可能是环境遭到破坏。可再生能源是否是把“双刃剑”再次成为科学家们争论的焦点。 反对者:占地过多侵蚀自然 纽约洛克菲勒大学的杰西·奥索贝尔带领的研究小组在最新出版的《核能管理、经济和生态》杂志上发表论文称,他们对每一种可再生能源所占用的土地资源以及相对应的电力产出进行了考察分析。根据测算,生物质能和风能每生产1瓦或者2瓦电需要占用1平方米土地,要想改变全球能源供应格局,就需要兴建足够多的风电场以及拦河大坝,种植足够多的生物燃料作物,这势必会给自然带来巨大的侵蚀。 以美国为例,如果要满足2005年全美国的电力需求,必须在相当于得克萨斯州面积(约26.7万平方公里)大小的地方安装风力发电设施,并保持昼夜不停运转,才能保证供应。而纽约市所有的电力设备要想正常工作,也需要一个面积相当于康涅狄格州(约1.3万平方公里)的巨大风力发电场。 赞成者:所需土地其实有限 有些科学家则不认同奥索贝尔的分析结论,认为他采用能源密度(即每单位土地上的能源产出)作为唯一的衡量标准有失偏颇,不能够全面估算可再生能源对环境产生的影响。 美国国家可再生能源实验室主任研究员约翰·特纳表示,利用能源密度作为评估标准,不足以涵盖各种不同可再生能源的发展潜力。他说,如果用转换效率为10%的太阳能电池来为整个美国提供电力保障,那么只需要在亚利桑那州或者内华达州这种阳光充沛的地方安装1万平方英里(约合2.6万平方公里)的太阳能板就足够了,而整个美国大陆面积有370万平方英里,占用的土地面积不过是九牛一毛。而且,这仅仅只是采用了其中一种可再生能源技术。 是否环保:思路不同结论迥异 根据奥索贝尔的分析报告,如果美国以生物质能作为主要能源,那么爱荷华州965平方英里(约合2500平方公里)的可耕地都将被占用。如果利用太阳能,仅太阳能面板覆盖的土地面积就达到58平方英里(约合150平方公里),此外还要考虑兴建配套的储存工厂所占用的土地。因此他认为,太阳能和生物质能等可再生能源是“不环保的”。 对此,特纳表示,完全不必要在新的土地上建太阳能工厂,只需在现有建筑或房屋的屋顶上支起太阳能板,就能够满足全美国年电力需求的25%%。至于占地面积很大的风力发电场,实际上有95%%的地面是闲置的,可以合理利用土地,用来耕种农作物。 未来趋势:核能也是绿色能源? 奥索贝尔认为,核能具有排放污染小的优势,是未来能源发展与利用的方向。他解释说,强调环保理念的能源政策有三大支柱,一是增进能源效率,二是利用碳捕获和封存技术,逐渐加大对天然气的依赖,第三就是发展核能。 特纳也赞同核能的发展潜力,但他提醒,核废料的处理不容忽视,应该在确保安全的前提下逐步推广。

闪闪的大米
虚心的汉堡
2026-04-13 13:27:23
在大多数人的心目中,电力是一种清洁的能源,当使用电灯、电视、电冰箱、空调等电器时,也许我们并没有意识到电力对环境造成的破坏,实际燃煤发电对环境的破坏是很大的。我国现在是世界上第二号温室气体的排放大国,而常规电力生产使用煤、石油、天然气发电,已经成为我国二氧化碳等温室气体的主要排放源之一,而且燃煤还大量排放二氧化硫等有害气体。

当我们使用常规电力时,我们其实是间接的污染者,因为我们对电力的需求才产生了供给,从而间接对环境造成了污染。同时我们又是污染的受害者。

北京作为一个国际化的城市,特别作为一个正在申办奥运会的城市,应该向世界展示北京改善环境的能力和行动。然而非常遗憾的是,北京的用电结构非常不合理,几乎没有使用绿色电力,北京每年的用电量将近300亿度,94%来自于燃煤发电。北京市近郊有九家发电厂,除了两家水力发电厂外,其余均为火力发电厂,新建的三河火电厂距市中心只有50公里。据统计1998年北京发电厂消耗原煤591.62万吨,占全市1998年消耗原煤总量2677.7万吨的20%以上;燃油38.19万吨,燃气21119万立方米,并且每年要排放二氧化碳将近1035万吨,二氧化硫及二氧化氮14.6万吨,几乎占全市工业排放总量的一半;此外,燃煤发电厂需要消耗大量水资源,冲灰水的排放及重金属汞等污染物的排放对水体造成的污染也是殛待解决的问题,这对原本就缺水的北京地区来说,无疑是十分严峻的。

北京地区的外购电基本上来自内蒙古、山西等地的火力发电,这些火力发电自然在当地也造成不可忽视的环境污染。

北京目前正在积极申请2008年奥运会主办权,并提出了响亮的绿色奥运的口号。北京市政府也表示出极大的决心要改善北京环境状况,让奥运的天空变蓝。

众所周知悉尼绿色奥运会的成功举办给我们留下了深刻的印象,他们在环境保护方面所做的努力更为世人所称道。能源保护和可更新能源的利用被他们列为环保的首要目标。在悉尼奥运村,建设者采用了太阳能技术,使奥运村成为真正的绿色村落。沿着奥运大道步向主体育场一侧,一?quot长"得像长颈鹿的太阳能塔直冲云霄。这是奥运村的供电设备,可以满足全部体育场馆的照明。

绿色北京也需要绿色能源,而且北京周边省份不乏绿色能源的供应。内蒙古地区就有着丰富的风能资源,其风能储量可达10.1 亿千瓦,从1989年到1999年,内蒙古共实施了12个风电项目,总装机容量达45375千瓦,年发电量可达1亿度。因此内蒙古风电公司完全有能力向北京提供优质可靠的绿色电力。内蒙古地区的生态环境的持续恶化是北京近年来沙尘暴加强的原因之一,如果能通过风电带动内蒙经济的发展,对改善内蒙地区的生态环境将大有裨益,无疑也将对北京环境的改善起到重大作用。因此相比悉尼奥运村太阳能的利用意义,绿色电力对北京意义的更为深远。而与北京相邻的内蒙古有着丰富的风能资源,目前其风力发电的年发电量已达到了1亿度,完全有能力向北京提供优质可靠的绿色电力。

绿色电力实际上为消费者提供了一个机会选择对环境有益的绿色能源消费,他们只需要付出比常规电力稍高一点的价格就可保护环境,也间接支持了可再生能源的发展,选择使用绿色电力的行为更是对可持续发展理念的身体力行。 大力提倡使用绿色能源,有效控制北京及周边地区新建燃煤电场,是根治环境的明智选择。

使用常规电力,意味着排放更多的温室气体和污水。

使用绿色电力,意味着享受清新的空气和清洁的水。太阳能

太阳是一个巨大、久远、无尽的能源,同时也是许多能源的来源。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量(约?3.75×1026W)的22亿分之一,但已高达173,000TW,也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当於500万吨煤。 地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源於太阳;即使是地球上的化石燃料(如煤、石油、天然气等)从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能,所以广义的太阳能所包括的范围非常大,狭义的太阳能则限於太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。 太阳能既是一次能源,又是可再生能源。它的资源丰富,既可免费使用,又无需运输,对环境没有任何污染。但太阳能也有两个主要缺点:一是能流密度低;二是其强度受各种因素(季节、地点、气候等)的影响不能维持常量。这两大缺点大大限制了太阳能的有效利用。

地热能

地热能是来自地球深处的可再生热能,它起源於地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变,其利用可分成地热发电和直接利用两大类。 地热能的储量比目前人们所利用的总量多很多倍,而且集中分布在构造板块边缘一带、该区域也是火山和地震多发区。如果热量提取的速度不超过补充的速度,那麼地热能便是可再生的。地热能在世界很多地区应用相当广泛,据估计,每年从地球内部传到地面的热能相当於100PW·h。 不过,地热能的分布相对来说比较分散,开发难度较大。

风能

风是地球上的一种自然现象,它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面,地球表面各处受热不同,生温差,从而引起大气的对流运动形成风。据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2%转化为风能,但其总量仍是十分可观的。全球的风能约为2.74X109MW,其中可利用的风能为2X107MW,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。

风能是一种有巨大发展潜力的无污染可再生能源,特别是对沿海岛屿,交通不便的边远山区,地广人稀的草原牧场,以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆,作为解决生产和生活能源的一种可靠途径,有著十分重要的意义。即使在已开发国家,高效洁净的风能也日益受到重视。

海洋能

大海,不仅为人类提供航运、水源和丰富的矿藏,而且还蕴藏著巨大的能量,它将太阳能以及派生的风能等以热能、机械能等形式蓄在海水裏,不像在陆地和空中那样容易散失。

海洋能指依附在海水中的可再生能源,海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量,这些能量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在於海洋之中,分述如下:

潮汐与潮流能来源於月球、太阳引力,其他海洋能均来源於太阳辐射,海洋面积占地球总面积的71%,太阳到达地球的能量,大部分落在海洋上空和海水中,部分转化成各种形式的海洋能。

海水温差能是热能,低纬度的海面水温较高,与深层冷水存在温度差,而储存著温差热能,其能量与温差的大小和水量成正比。

潮汐、潮流,海流、波浪能都是机械能,潮汐能是地球旋转所产生的能量通过太阳和月亮的引力作用而传递给海洋的,并由长周期波储存的能量,潮汐的能量与潮差大小和潮量成正比;潮流、海流的能量与流速平方和通流量成正比;波浪能是一种在风的作用下产生的,并以位能和动能的形式由短周期波储存的机械能,波浪的能量与波高的平方和波动水域面积成正比。

河口水域的海水盐度差能是化学能,入海径流的淡水与海洋盐水间有盐度差,若隔以半透膜,淡水向海水一侧渗透可生渗透压力,其能量与压力差和渗透流量成正比。因此各种能量涉及的物理过程开发技术及开发利用程度等方面存在很大的差异。

生物能

生物质是指由光合作用而产生的各种有机体,生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式,一种以生物质为载体的能量,它直接或间接地来源於植物的光合作用。在各种可再生能源中,生物质是独特的,它是贮存的太阳能,更是一种唯一可再生的碳源,可转化成常规的固态、液态和气态燃料。

据估计地球上每年植物光合作用固定的碳达2x1011t,含能量达3x1021J,因此每年通过光合作用贮存在植物的枝、茎、叶中的太阳能,相当於全世界每年耗能量的10倍。生物能是第四大能源,生物质遍布世界各地,其蕴藏量极大。世界上生物质资源数量庞大,形式繁多,其中包括薪柴,农林作物,尤其是为了生产能源而种植的能源作物,农业和林业残剩物,食品加工和林?品加工的下脚料,城市固体废弃物,生活污水和水生植物等等。

氢能

氢能是一种二次能源,因为它是通过一定的方法利用其他能源制取的,而不像煤、石油和天然气等可以直接从地下开采,这种能源总有枯竭的一天,而氢能若能从中生产,则可望能抒解能源危机的警戒。

在自然界中,氢已和氧结合成水,必须用热分解或电分解的方法把氢从水中分离出来。燃料电池即是将氢与氧直接通过电化学反应产生电与水,一个步骤就可发电,发电较传统方式有效率。商品化后,这样的发电系统不但适合一般家庭使用,其副产品所产生的热水,大约在摄氏40到60度间,相当适合家庭洗澡与厨房利用,一举两得。

如果用煤、石油和天然气等燃烧所产生的热或所转换成的电支分解水制氢,那显然是划不来的。现在看来,高效率的制氢的基本途径,是利用太阳能。如果能用太阳能来制氢,那就等於把无穷无尽的、分散的太阳能转变成了高度集中的乾净能源了,其意义十分重大。

健壮的大雁
霸气的羽毛
2026-04-13 13:27:23

绿色能源的优势:可以可持续发展,解决目前能源短缺的好途径。

千万年来,我们的祖先都是伐树、砍柴烧饭、取暖、生息繁衍。这样生存的后果是给自然生态平衡带来了严重的破坏。

沉痛的历史教训告诉我们,利用生物能源,维持人类的生存,甚至造福于人类,必须按照它的自然规律办事,既要利用它,又要保护它,发展它,使自然生态系统保持良性循环。

扩展资料:

尽管未来各种可再生能源发电成本将会持续降低,但要充分发挥其作用必须将其与现有发电方式进行有效整合,克服可再生能源发电在输送、分配、存储等环节的瓶颈。

2050年可再生能源发电将占全美电力供应总量的8%,即使要实现该目标的一半,依然需要在技术创新、运营程序、商业运作模式和管理措施等方面对现有电力系统进行改革。

参考资料来源:百度百科-绿色能源

执着的故事
喜悦的刺猬
2026-04-13 13:27:23

新能源 汽车 ,最近我想大家并不陌生。这个称呼无论是在 汽车 领域还是股市都是热门话题,受很多厂家和投资者追捧。

新能源 汽车 说得直白一些就是不是采用常规燃料(汽油和柴油)作为动力来源的 汽车 ,一般可以分为四大类: 混合动力 汽车 (HEV)、纯电动 汽车 (BEV)、燃料电池电动 汽车 (FCEV)和其它新能源 汽车 。

在这四大类新能源 汽车 里面,近几年比较流行的就是混合动力 汽车 和纯电动 汽车 ,这些家用车都已经在路面上随处可见了。但是燃料电池 汽车 目前国内并没有量产的家用车,只是一些商用车在使用,而我们口中的燃料电池 汽车 也就是常说的氢能源 汽车 。

今天的这篇文章我们就来讲讲燃料电池和氢能源 汽车 ,为何这种新能源 汽车 现实中还没有普及。

一、什么是燃料电池

燃料电池就是通过化学反应,将燃料或氧化剂中的化学能转化为电能的装置。我们所说的燃料电池一般就是指氢燃料电池。

氢气作为燃料电池其实 历史 已经很久了,在200年前,其实就有了,但是因为安全性和能量密度较低,氢气作为内燃机燃料并没有表现出优越性。 但是,在如今的燃料电池技术中,氢气并不直接燃烧,而是和氧气反应转化为电能。

燃料电池主要由三部分组成:电极、电解液和外部电路。 氢气首先进入燃料电池的正极,然后氢气与覆盖在正极上面的催化剂反应,释放电子形成带正电荷的氢离子,氢离子穿过电解液到达负极。然而,电子不能通过电解液,电子只能流入电路,形成电流,产生电能。在负极催化剂使氢离子与空气中的氧结合成水,水是燃料电池中唯一产生的副产品 ,这就是所谓的清洁能源。

燃料电池根据电解液的不同可以分为以下 五种类型 :

这五种类型里, 汽车 领域应用较多的就是 质子交换膜燃料电池 , 它的电解液是质子交换膜,运行温度是50-100摄氏度,电极采用的催化剂是铂金 。

了解了燃料电池以及它的工作原理以后,我们还需要搞清楚这个氢气究竟是如何产生的,制氢的方法有哪些?

二、常见的氢气制造方法

今天,氢可以通过多种能源和技术来生产。如今, 全球每年的纯氢产量约7000万吨,其中仅有 少于1万吨的氢气用于燃料电池 汽车 ,可想而知,这部分未来有很大的发展空间巨大。

从上表中我们可以看到, 当今全球氢生产原料以化石燃料为主,占全球氢产量的96%。48%的氢产自天然气,30%的氢产自烃类/原油产品,18%的氢产自煤炭,仅有 4%的氢产自电解水 。

中国是世界上最大的制氢国,2017年的制氢量有1900万吨,62%左右的制氢主要来自煤炭和焦炉生产,因为中国传统上非常依赖煤炭生产能源。然而,随着中国在全国范围内全面转向绿色、可再生能源,这种情况正在改变。在中长期规划中,可再生资源作为氢气制取的来源将发挥越来越重要的作用。根据中国氢联盟的数据,到2050年,大约70%的氢将由可再生能源生产。

1、煤炭生产氢气

煤炭产生氢气的方法在国内比较常用,它是通过“煤气化”的方式,由煤与高温蒸汽和氧气在加压的气化炉中反应生成合成气,并转化为气体成分。

这种氢气的制造方式操作成本低,原材料比较便宜。缺点就是在产生的过程中会伴有二氧化碳的产生,富含杂质,需要净化。

2、天然气生产氢气

天然气产生氢气的方法是目前最成熟、最普遍的方式,美国95%的氢气都是通过天然气进行生产的。

这种方法叫做天然气蒸汽重整,通过天然气与高温蒸汽反应生成合成气,即氢气和一氧化碳的混合物。一氧化碳与水发生反应产生更多的氢。

这种氢气的制造方式操作成本低,原材料比较便宜。缺点就是在产生的过程中会伴有二氧化碳和一氧化碳的产生。

3、电解水产生氢气

我们初中化学的时候都学过电解水可以产生氢气和氧气,但这个运行的前提就是要有足够的电,这个电究竟从哪里来?

这个电可以利用电网内的电力、风能/太阳能发电、光解和生物电解,其中风能和太阳能发电是未来将广泛采用的制氢方式。

根据生产方式和排放物的不同,产生的氢气命名也不同,我们一起来看看:

天然气、煤炭和新能源这是最常见的三种制氢方法, 天然气制氢产生的氢气叫灰氢和蓝氢,煤炭制氢产生的氢气叫棕氢和蓝氢。由于天然气和煤炭在制氢的过程中会产生二氧化碳,二氧化碳被捕捉掉的氢气称之为蓝氢。新能源通过电解水的方式产生的氢气,这里的排放物仅有水,这种氢气是最干净、最环保的,被称之为绿氢。 通过氢气的四种称呼和制氢方法,未来的制氢手段多会应用于电解水来获取。

三、氢气的运输和储存

燃料电池 汽车 目前还未普及很大一个难题就是氢气的运输和储存问题。燃料电池内的氢气是通过加氢站进行加注的,而加氢站的氢气是需要从制氢地运输到加氢站。

氢气运输的方式和成本与氢气的生产地点密切相关,可分为 集中式式生产、半集中式生产和分散式生产 。

集中式生产是指在大型的中央氢气生产厂生产,然后运输到最终加氢站,而分散式生产是指在加氢设施附近进行生产。半集中式生产是指在距离使用点很近(40-161公里)的中型制氢设备(5,000-50,000公斤/天)进行生产。这些设施不仅可以提供一定程度的规模经济,而且可以最大限度地降低氢运输成本和基础设施。

由于氢气在中国仍属于危险化学品类别,目前中国还没有分散式制氢。

氢气的运输可以以氢气的物理状态来决定,气态氢、液态氢和固态氢三种,不同的国家采用不同状态的氢进行运输。

1、压缩的气态氢一般是通过卡车或长管拖车或者管道输送

2、液态氢通常由卡车或其他运输方式运输,如铁路或驳船。液体氢在长途运输中经常使用,因为它比气态氢运输方式更具经济性

3、固态氢主要是在特定的容器中输送,但目前各地区仍处于不同的发展阶段,需要更多的技术改进才能形成大规模采用。

目前,通过长管拖车运输液态或气态氢和通过管道运输气态氢是三种主要的运输氢气的方法。在美国和日本氢气一般是以液态的方式运输,在中国氢气一般是以气态的方式运输。

四、燃料电池 汽车

我们先来看看燃料电池 汽车 和其它 汽车 的主要区别,其实主要在于动力系统。其它的零件基本都比较相似,没有什么不同的。

燃料电动车和纯电动车都是由电动机来进行驱动,传统 汽车 是由内燃机来进行驱动。燃料电池车和纯电动 汽车 的主要区别在于电的来源。与燃料电池车不同的是纯电动 汽车 的全部能量来自其电池组,电池组在充电站进行外部充电。

燃料电池车由四大基本模块组成:动力系统、底盘、 汽车 电子和车身 。动力系统是通过燃料电池系统和电动机为 汽车 提供动力。这种能量来源于氢气,氢气被存储在氢气罐中。燃料电池堆将这些能量转化成电能,并由电池作为辅助一同驱动电动机。

上图就是燃料电池车的运行原理。

在国内燃料电池车主要是商用车和卡车,乘用车基本还未上市。国内的燃料电池车制造厂商主要有福田欧辉客车、宇通客车、青年 汽车 、中通客车、上汽大通、飞驰客车、东风客车、中国重汽等。

上面讲解的都是氢燃料电池车的理论部分,接下来我们来看看实际的燃料电池车跟传统的车辆有何不同?

我们先来看看广汽氢燃料电池 汽车 动力系统平台,在上图上我们可以看到车辆的前部(传统车辆发动机和变速箱的位置)布置有驱动电机和燃料电池系统,驱动电机主要是用来驱动车辆行驶,燃料电池系统是将氢气转化为电能的装置。在车辆的中部布置这动力电池系统,这块动力电池可不小,甚至可以赶上纯电动 汽车 的动力电池大小,它可以直接驱动电机或者和动力电池堆一起驱动电机。车辆的后部布置了两个储氢罐,用来储存氢气的。

通过这种布局,你可以看到车辆的后部空间基本被储氢罐所占据,后备箱的空间会非常有限,这个有点像跑气的出租车,它把加气罐放在后备箱内部。

这个系统动力图可能会更形象一些,储氢系统会给燃料电池堆提供氢气,燃料电池堆产生电能,电能通过升压系统为动力电池进行充电,最后由动力电池驱动电机让车辆行驶。氢燃料电池车最终的排放物仅有水,这是典型的清洁能源。

这就是广汽氢能源 汽车 的前部,下部是驱动电机,驱动电机的上部是燃料电池堆,外部还有一些附件,比如空气滤清器、去离子罐、高压水泵、节温器、空压机、水分分离器、供氢系统等。

驱动电机和燃料电池堆采用上下布局,前部这套装置的高度可不低,这要比传统发动机的高度高一些,未来氢能源 汽车 会不会比普通的 汽车 的底盘都要高一些呢?这套系统似乎更适合SUV车辆。

中部和后部我们一起来看看,中部就跟纯电动车布置的动力电池位置一致,后部可以看到有两个黑色的储氢罐,两个储氢罐的布置采用一高一低的布置,低的储氢罐是因为靠近后排座椅位置,高的储氢罐是在后部底盘悬架和支架的上面,高出的一部分必然会导致后备箱的空间变小。

我们接下来再来看看上汽的氢能源 汽车 :

上汽的氢能源布局跟广汽的完全不同,上汽的氢能源 汽车 前部是燃料电池系统,系统额定功率83.5KW,电堆峰值功率130KW。中部是储氢系统,有三个储氢罐,储氢量可达6.4KG。后部是三合一电驱系统,峰值功率150KW。

上汽的氢能源 汽车 布局跟广汽有很大的区别,它采用燃料电池和驱动电机分开布置,这样可以更好地给后部提供储存空间,中部的氢气罐布置是必会比动力电池的高度要高很多,车内的乘坐空间是否会受到影响,这一点要看它是把整个底盘高度提升还是牺牲室内空间,实车出来我们便会知道。从上图中你可以看到,它的动力电池没有布置在中间位置,可能跟燃料电池布置在头部,但尺寸肯定不如广汽的动力电池,两家的设计侧重性并不相同。

这是上汽氢能源 汽车 的前部电池的位置,它的固定是采用前后固定的方式,它的前部是一个大块的面板,如果前部一旦发生碰撞,那前部损伤的的几率会非常严重,这要看它前部如何进行加固,或者整体位置是否靠后一些,预留出一定的变形空间。

我想看完今天的文章,你应该对氢能能源 汽车 有了一定的了解,目前国内的氢能源家用车有成品,但均未量产。配套的设施也都还未齐全,国内目前的加氢站并不多,在你的城市可否配有加氢站,想要氢能源 汽车 量产化,那必然要解决氢气的运输/储存和加氢的问题。