飞机是再生能源吗为什么

在过去的十来年里，我们看到很多行业都在寻求向可再生能源转型，尽管我们在可再生能源的生产上取得了巨大的进步，但让每个行业都能使用可再生能源的技术却没有跟上步伐。理论上说，如果我们有一种合理的方法来有效、高效地储存能源的话，很多火力发电厂都会消失。

这种能源储存困境正在减缓我们对可再生能源的采用，其中最明显的行业之一就是航空和航天工业。虽然埃隆•马斯克(Elon Musk)在努力的宣传电动汽车和太阳能产品，但是他每次用“猎鹰9号”(Falcon 9)火箭发射Space X，就会燃烧掉一百多吨燃料。

因为航空业需要克服一个巨大的障碍，才能成功地采用可再生能源。这个障碍就是存储电能的能量密度。能量密度是我们从一定体积或质量的能源中所能利用的能量的量度。对于航空用的煤油，现在做电动用的锂电池的能量密度要小得多，大约是煤油的1/40。在获取同样能量的情况下，需要电池的重量要比煤油大很多。

这个障碍是一个巨大的问题。当飞机的升力等于飞机的重力时，飞机就会飞行，要满足这个条件，用电池的话，飞机的重量会大大增加。飞机的重量增加，就需要更多的能量，就需要增加电池。显然这是个恶性循环。

我们拿两种飞机空客A320和赛斯纳（Cessna）来比较一下用电池的可行性。比如，这两个飞机都要飞四个小时。空客需要的电池重量大约是150吨，相当于飞机本身重量的两倍了，而飞机飞这么远消耗的煤油还不到飞机重量的10%。赛斯纳需要的电池重量大约是500公斤，相当于飞机重量的三分之二。

来自太阳的太阳能，通过卫星上的太阳能电池板转化为电能，如气象卫星等民用卫星都使用这种能源。

漂浮在宇宙中的航天器是依靠什么来维持设备的正常运行并与地球保持通讯连接的呢？你可能会说，是太阳能。没错，太阳能的确是航天器的天然能源，在太空中没有大气层的遮挡，航天器获取太阳能的效率要比在地球上高了很多，但太阳能只能为那些运行在地球周围的航天器提供能源，而对于那些朝着太阳系外而去的航天器，便爱莫能助了。

比如1977年发射的旅行者2号，现在它与我们的距离已经超过了200亿公里，在那里充斥着黑暗与寒冷，如果能够从旅行者2号上向后看，那么太阳不过是一个若隐若现的小亮点，它再也没有办法为那些远去的航天器提供能源了。然而宇宙深空才是人类的目标，所以航天器还需要自给自足，那么航天器的能源从何而来呢？就来自于航天器上所搭载的核电池。

核电池，只是听这个名字就会让我们联想到核能，而在地球上，我们获取核能的方式就是可控核裂变，也就是核电站。核裂变过程会产生巨大的能量，而通过控制反应的中子数量便可以将核裂变可控化，这就是核电站的基本原理，那么航天器所使用的核电池是不是也是这么回事呢？完全不是。航天器中的核电池与核裂变并不是一回事，其实核电池只是通俗的叫法，它真正的名字应该是“放射性同位素电池”。

装载在核电池内部的主要物质是一种名为“钚”的放射性元素的同位素，也就是钚238。我们知道，放射性元素由于自身的不稳定，会发生衰变，而衰变简单来讲就是放射性元素释放出一部分粒子并转变为另一种元素的过程，而这个过程会导致质量发生亏损。

根据质能方程E=mc∧2，也就是能量等于质量乘以光速的平方，因为光速取值299792458，所以光速的平方是一个极大的数字，所以只需要微小的质量就可以转化为极高的能量，这就是核裂变与核聚变威力巨大的原因。与裂变反应及聚变反应相同，放射性元素的衰变过程也会出现极其微小的质量亏损，而这些亏损的质量也会以能量的形式被释放出来。就以核电池中所使用的钚238来说吧，它的原子核由94个质子和144个中子所组成，在衰变的过程中会释放出两个质子和两个中子，从而衰变为铀234。而它所减少的质量就会以热量的形式被释放出来。

二次能源是一次能源经过加工，转化成另一种形态的能源。主要有电力、焦炭、煤气、沼气、蒸汽、热水和汽油、煤油、柴油、重油等石油制品。在生产过程中排出的余能，如高温烟气、高温物料热，排放的可燃气和有压流体等，亦属二次能源。一次能源无论经过几次转换所得到的另一种能源，统称二次能源。如电能是由煤炭、石油、天然气、水力等一次能源转换来的，在火电厂燃料燃烧之后先变成蒸汽热能，蒸汽再去推动汽轮机变成机械能，汽轮机又带动发电机转换成电能，一共转换了三次，仍叫二次能源。除余能外，一般来说，二次能源大都是提高了品位的能源，应珍惜使用。

基本介绍中文名 ：二次能源 外文名 ：Secondary energy 种类 ：过程性能源、含能体能源 作用 ：商品载体进行人类能源转换 别称 ：次级能源、人工能源 概述,一次能源,二次能源,分类,利用意义,二次能源存储技术,发展储能技术的意义,热能,电能,机械能,氢能,二次能源在钢铁行业的套用,现状,解决方法, 概述 一次能源 含义：是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源。 包括：原煤、原油、天然气、油页岩、核能、太阳能、水力、波浪能、潮汐能、地热、生物质能和海洋温差能等等。 分类：分为再生能源和非再生能源两大类。 再生能源包括太阳能、水力、风力、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能等，它们在自然界可以循环再生； 非再生能源包括：煤、原油、天然气、油页岩、核能等，它们是不能再生的，用掉一点，便少一点。 二次能源 二次能源和一次能源不同，它不是直接取自自然界，只能由一次能源加工转换后得到，因此严格的说它不是“能源”，而应称之为“二次能”。能源危机，可再生能源等都不涉及二次能源。 含义：也称“次级能源”或“人工能源”，是由一次能源经过加工或转换得到的其他种类和形式的能源。 包括：煤气、焦炭、汽油、煤油、柴油、重油、液化石油气、酒精、沼气、电力、蒸汽、热水、氢能等。 一次能源无论经过几次转换所得到的另一种能源都被称为二次能源。在生产过程中的裕压、余热，如锅炉烟道排放的高温烟气，反应装置排放的可燃废气、废蒸汽、废热水，密闭反应器向外排放的有压流体等也属于二次能源。 二次能源亦可解释为自一次能源中，所再被使用的能源，例如将煤燃烧产生蒸汽能推动发电机，所产生的电能即可称为二次能源。或者电能被利用后，经由电风扇，再转化成风能，这时风能亦可称为二次能源，二次能源与一次能源间必定有一定程度的损耗。 分类 二次能源又可以分为“过程性能源”和“含能体能源”。 电能是套用最广的过程性能源； 汽油和柴油是目前套用最广的含能体能源。 利用意义 二次能源作为商品载体进行人类能源转换，它的产生不可避免地要伴随着加工转换的损失，但是它们比一次能源的利用更为有效、更为清洁、更为方便。因此，人们在日常生产和生活中经常利用的能源多数是二次能源。 电能是二次能源中用途最广、使用最方便、最清洁的一种，它对国民经济的发展和人民生活水平的提高起著特殊的作用。提高企业二次能源的利用效率是企业节能减排的重要措施之一。 二次能源存储技术 发展储能技术的意义 1、节省一次能源资源，节约和有效使用化石燃料。通过储能技术，可均匀负载，调节负荷，提高发电机组、送变电设备、空调系统的利用率，或降低设备容量和投资成本。 2、回收和利用在能源生产、输送、分配、使用过程中被浪费的能量，其中最突出的是工业生产排放的大量低品位热能。 3、为了从自然界中获取太阳能、风能、潮汐能、波浪能这类间断性能源并加以有效的利用，必须要配备相应的储能系统。 4、储能技术的发展为科技生产提供了各种间断性能源或特殊紧急用能。例如，氢能汽车、氢能飞机的储氢罐，储能机车的大型蓄电池组，家用空调系统中的蓄冷池，太空梭、人造卫星中的高效电池，乃至由超异储能装置产生巨大的电力脉冲来驱动反飞弹雷射器、电磁炮和粒子束武器等。 热能 热能的储存方法可分为物理蓄热和化学蓄热。 物理蓄热是利用储热介质的热物理性能，如在温度改变时要相应地吸收或释放出一定的热量(显热)，在发生相变时要吸收或释放出相应的潜热(相变热)，以及晶体材料在结晶与溶解过程中产生相应的结构变化热等。最早的热能储存技术是利用物质的显热。水和各种碎石、耐火砖、方镁石块等都是较理想的显热储存介质。显热的储存及释放是一个无相变的非等温过程。近年来，相变储热(特别是固一液相变，获得很大发展，它的优点是吸热、放热时温度变化不大，具有恒定的热力学效率和产热能力，且其贮热密度远高于显热贮热。 化学蓄热：是利用可逆化学反应的热效应进行蓄热。当反应正向进行时吸收热量，将热存储起来；当反应逆向进行时，化学能转变为热能放出。其中，可以利用化学反应时伴随发生的热量吸收来储热，也可以利用可逆吸附或吸收过程的热效应及化学反应时伴随浓度变化的热效应来储热。优点是具有较高的贮热密度与热力学效率，同时，由于具有热效应的化学反应种类繁多、比比皆是，为各种场合下工业和科技的储能需要提供了广阔的选择余地。化学蓄热特别适合于高温蓄热领域，在热管技术化学热泵、太阳能集热装置等技术领域据偶遇广泛的实用价值。 电能 电能由于其易于生产、输送、使用及转变成其它形式能量等突出优点，而成为不业化社会的命脉。水能、核能、风能和一部分化石燃料，都是首先转变为电能之后再提供工农业、交通运输业和居民生活使用的。但是，电能的储存性能极差，一般都要先把电能转换成其它形式的能量再加以储存。 常用的电能转换储存技术包括电能一机械能、电能一静电能、电能一磁能和电能一化学能四大类。其中，近年来发展较快的是高性能蓄电池和超导储能装置。 电能一机械能转换存储。为了解决火力发电站的削峰”问题，早期发展了蓄水发电系统。例如，美国70年代在密执安湖边的悬崖上修建一座高出湖面的人工水库，在发电厂低峰时间，利用剩余电力将湖水抽上水库将电能转受成位能加以储存；用电高峰时通过涵道将水库中的水放回湖里，并利用水位落差开动水轮发电机组，蓄水发电系统的效率高达 67 %。近年来,国外又发展了压缩空气蓄能发电系统 ，利用发电厂附近的夭然岩洞、废弃矿井或人造地下洞窟,在用电低峰时利用多余电力开动空压机, 将压缩空气打入岩洞或洞窟内；高峰时放出压缩空气, 推动备用涡轮机一发电机系统, 将储存的机械能重新转换为电能馈入电网。 电能一静电能转换存储。电容器在充电时能够以静电场能的形式储存电能，放电时再释出电能。由于受到结构方面的限制 ,电容器的储能密度和能通量均比较小，作为储能系统来说用途远不如蓄电池广泛。但它的独特优点是储存的能量能在一瞬间全部释出，这是任何蓄电池都不可能达到的。近年来，由于人造卫星、太空梭等空间技术的发展，以及雷射武器、电磁炮、粒子束武器等新武器的研制，要求配备能够在极短时间内释放出巨大功率的电源。 电能一磁能转换存储，通电线圈能够以磁场形式存储能量。 机械能 在河流上游修筑河坝和蓄水库，蓄水的同时储存水能。 国外研制了用风车带动空气压缩机，有风时利用风能将空气压缩储存在容器中，再利用压缩空气推动小型涡轮发电机组发电。 飞轮储能。质量很大的飞轮在高速转动下储能。 氢能 早期利用高压钢瓶储存氢气或利用杜瓦瓶储存液氢。1969年以来，出现一种新型储氢材料，目前储氢材料主要有以TiFe为代表的钛系、以LaNi 5 为代表的镧系、以Mg 2 Ni为代表的镁系三大系列储氢合金，还有一些混合合金、非结晶合金等。 二次能源在钢铁行业的套用 现状 在钢铁生产流程各工序中，二次能源的产生量很大，理论产生量约为408.73千克标煤/吨(修正的基准温度下)，如果充分利用现有技术，二次能源回收利用率可以达到约85.6%。目前我国钢铁工业在二次能源利用上存在着一定的问题：一是落后产能影响整体能效水平的提高；二是我国钢铁工业在余热余能回收效果上与国外先进水平相比还有一定差距。 提高企业二次能源的利用效率是企业节能减排的重要措施之一，表现为： 1、二次能源回收利用技术的节能效果和普及率有待提高 各企业二次能源利用情况对于工序能耗的影响很大，但部分企业尚未采用有效的二次能源利用技术，已实施的节能技术在各企业间的效果差距也很大。 2、二次能源自发电有待进一步加强 “十一五”期间，我国钢铁企业自发电水平已有较大幅度提高，自发电比例从2005年的19.4%提高至2010年的31.9%，但与自发电水平较高的日本相比仍有较大差距。 目前，发电是钢企利用二次能源的一个重要途径。提高自发电比例目的在于充分利用生产过程中产生的二次能源，但发电并不是唯一途径，还可适当开辟煤气等优质二次能源的利用途径，提高能源使用效率。 解决方法 1、普及和推广现有成熟的节能技术：干熄焦、高炉炉顶余压发电、转炉煤气回收、蓄热式轧钢加热炉、铸坯热装热送等，并着重对已有的节能技术的使用效果进行改进； 2、开发套用一批关键节能技术并实现产业化：包括烧结余热发电、焦化煤调湿、转炉低压饱和蒸汽发电等； 同时关注钢铁工业节能前沿技术的开发与套用：冶金渣显热回收、冶金副产煤气制取清洁能源等。

B

试题分析：A. 一次能源可以进一步分为再生能源和非再生能源两大类型。再生能源包括太阳能、水力、风力、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能等。它们在自然界可以循环再生。人类开发利用后，在现阶段不可能再生的能源资源，叫不可再生能源，煤、石油、天然气、核能等都是不可再生能源。故选项A错误， B.卫星是微波通信的中继站，微波是电磁波，卫星搜寻是利用电磁波来传递信息的，故B正确； C.声呐系统是利用超声波进行工作的，利用了声波的反射，故C错误； D.由p=ρgh可知，液体的压强跟液体的密度和深度有关。海水的密度不变，，下潜越深，即深度越大，海水对航行器的压强越大，故D错误．