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可再生能源利用技术中包括哪些

直率的可乐
英勇的水杯
2023-02-02 02:54:30

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顺心的老虎
着急的石头
2025-07-05 09:22:01

因为在一定的时间跟空间尺度内,可再生资源的数量也是有限的。

可再生自然资源在现阶段自然界的特定时空条件下,能够持续再生更新、繁衍增长,保持或扩大其储量,依靠种源而再生。可再生能源泛指多种循环使用的能源,严谨来说,是人类有生之年都不会耗尽的能源。

可再生能源不包含现时有限的能源,如化石燃料和核能。不仅非可再生资源的数量是有限的,在一定的时间跟空间尺度内,可再生资源的数量也是有限的。也就是说,可再生资源也并不是「取之不尽,用之不竭」的资源,它是一个动态的概念。

扩展资料:

1、可再生能源还无法得到广泛利用可再生能源通常是指对环境友好、可以反复使用、不会枯竭的能源或能源利用技术,包括太阳能热利用、太阳电池、生物质能、风能、小水能、潮汐能、海浪能、地热能、氢能、燃料电池等。

2、可再生资源只有在我们控制了量的情况下,权衡了开采量及该资源的再形成速率的条件下,使我们的开发利用速率小于其才是“取之不尽,用之不竭”的。

诚心的早晨
重要的眼神
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2002年杭州市各类高中招生考试

自然科学

本试卷采用的相对原子质量:H-1 C- 12 N- 14 O- 16 Ca- 40

一、选择题(每小题4分,共24分,每小题只有一个选项符合题意)

1.下列属于一个种群的是( )

A.杭州市区所有的人B.生活在西湖中的鱼

C.临安天目山上所有的树D.乔司农场一块稻田中所有的昆虫

2.2002年4月17日,杭州地区阴有雨并渐止转阴,偏北风3——4级,白天最高温度17一18℃。这一天时间里杭州地区的大气状态及其变化称为( )

A.天气B.气候C.气象D.气候特征

3.在化学反应前后,下列哪种微粒的数目可能发生改变( )

A.分子B.原子C.质子D.中子

4.下列物质中属于二元碱的是( )

A.纯碱B.熟石灰C.碱式碳酸铜D.烧碱

5.如图为课本上的一个演示实验图,该实验表明了:( )

A.通电导体周围与磁体一样,存在着磁场

B.通电导体在磁场中会受到力的作用

C.闭合电路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动,导体中会产生电流

D.导体通电后会产生热能

6.下列叙述中,正确的是( )

A.运动员将标枪投出去,运动员对标枪没有做功

B.降落伞竖直下落,重力做了功

C.人提着重物在水平方向上通过一段距离,人的提力对重物做了功

D.小球在光滑的桌面上滚动一段距离,桌面对小球的支持力做了功

二、选择题(每小题3分,共48分,每小题只有一个选项符合题意)

7.2002年4月,以杭州华大基因研究中心和浙江大学生物信息学研究中心为主体的中国科学家成功破译了水稻基因组信息。下列有关水稻遗传物质的叙述错误的是( )

A.水稻基因实质上是水稻DNA分子上起遗传作用的一些片段

B.水稻抗病、抗倒伏、高产优质等一系列可遗传的性状均由基因决定

C.水稻DNA分子是一种大分子化学物质,相对分子质量较大

D.水稻、人类等生物体内的基因、DNA、染色体不可能发生变化

8.下列变化过程属于生物进化的是( )

A.恐龙蛋变成恐龙B.海洋变成陆地

C.类人猿变成人D.蝌蚪变成青蛙

9.下列实验操作正确的是( )

A.固体反应物在试管中加热时,试管口应向上倾斜,以免固体漏出

B. 用托盘天平称量物质时,直接用手取用砝码

C..实验室化学反应后的废液都直接倒入下水道

D.烧杯和烧瓶都不可以直接用火焰加热

10.主持建立我国第一个原子核科学研究基地——原子能研究所,培养了大批中青年业务骨干,亲自参与我国第一次原子弹爆炸试验,为中国原子能工业的发展作出了巨大贡献的我国物理学家是( )

A.李四光B.袁隆平C.钱三强D.沈括

11.如图所示为汽车驾驶室旁装的一块观后镜,它是( )

A.凸透镜,可以使成像清晰

B.凹透镜,可以使成像清晰

C.凸面镜,可以增大观察范围

D.凹面镜,可以增大观察范围

12.根据表1和表2的资料,利用你学过的物理知识,可以判断下列说法正确的是( )

A.沿海地区昼夜气温差异较大,而沙漠地区昼夜气温差异不大

B.南极的最低气温达一89.2℃,要测量南极的气温应选用水银温度计

C.汽车发动机里常用水来帮助散热

D.水达到0℃就一定会结冰

表1

物质 比热(焦/千克·℃)

水 4.2×103

冰 2.1×103

砂石 0.92 ×103

表2

晶体 熔点(℃)

固态酒精 - 117

固态水银 - 39

冰 0

13.有关分子的下列说法正确的是( )

A.物质都是由分子组成的

B.分子是化学变化中的最小微粒

C.在水汽化的过程中,水分子之间的距离变大了

D.固态和液态的物体能保持一定的体积,是因为分子之间只存在引力

14.从下列实验现象或操作中,得到的结论正确的是( )

A.往溶液中加入BaCl2 溶液生成不溶于稀硝酸的白色沉淀,说明溶液中一定存在SO42-

B.氢气可以在氯气中燃烧,说明燃烧并不一定需要氧气

C.往溶液中加入稀盐酸,有无色刺激性气体放出,说明溶液中有碳酸盐

D.氯化钠晶体不导电,说明氯化钠晶体中不存在离子

15.为了减少高速行驶的车辆产生的噪声对高速公路两侧单位、居民的干扰,常在高速公路的两侧架设具有一定高度的屏障。这种有效、可行的防止噪声的措施属于( )

A.堵塞感受噪声的器官 B.阻隔噪声传播的途径

C.控制产生噪声的声源 D.防止噪声产生回声

16.有资料说明,在刮龙卷风时,其大气压强可以达到 9×104 帕斯卡。在一座面积为 200米2 的简易平顶厂房中,当时的大气压强是 1×105 帕斯卡,如果此时龙卷风从厂房房顶上方刮过,那么大气对厂房房顶的作用力可能是( )

A.方向向上,2×106 牛B.方向向下,2×106 牛

C.方向向上,1.8×107牛 D.方向向下, 1.8×107 牛

17.X、Y元素都有三个电子层,且X元素最外层有2个电子,X,Y元素最外层有7个电子,则X和Y元素形成的化合物的化学式是( )

A.XY B.XY2 C.X3Y2 D.X2 Y3

18.人们在日常生活中经常饮用雪碧,下列有关雪碧的叙述正确的是( )

A.在饮用雪碧后的一段时间内,人体内血液的pH将上升

B.夏天饮用冰雪碧,喝后不久打嗝主要是因为雪碧受热,溶于雪碧中的CO2 溶解度变小,放出大量CO2 气体

C.往雪碧中滴入酚酞指示剂,雪碧变红色

D.喝雪碧后打嗝是一种热辐射过程

19.图中所示的电路中,A1和A2 是两个完全相同的电流表,均有“0-0.6A”“0-3A”两个量程。当开关S闭合时,两表均有正常的示数,且指针偏转的角度相同,则R1:R2为( )

A.l:4 B.4: 1 C.1:5 D.5:l

20.如图所示是火警自动报警原理图。发生火警时,将会发生下列变化:(a)温度升高使双层金属片弯曲;(b)接通触点使工作电路中有电流通过;(c)电磁铁有磁性;(d)衔铁被吸下; (e)接通触点使控制电路中有电流通过(f)电灯亮、电铃响,发出警报。这些变化的正确顺序是( )

A.a、b、c、d、e、f

B.a、e、c、d、b、f

C.a、b、d、c、e、f

D.a、e、d、c、b、f

21.关于铁的下列说法正确的是( )

A.铁能和高温水蒸汽、硝酸锌溶液、盐酸发生置换反应

B.在铁制品表面涂油漆或电镀上一层其他金属,这两种防锈措施的原理是相同的

C.炼铁的过程是铁矿石(主要成分为 Fe3O4或 Fe2O3等)被氧化的过程

D.铁是地壳中含量最多的金属

22、氢燃料电池是当前为保护环境各国积极发展的一种新型的能源装置,它的基本原理是:以氢气和氧气为原料,通过电化学反应直接产生电能,运行时产生的温度一般不超过80℃,反应后的产物只有水。以下对氢燃料电池的叙述,符合事实的是( )

A.其能量转换过程是:化学能一热能一电能

B.氢气和氧气的化学能全部转化为电能

C.氢气在能量转化过程中被还原

D.氢燃料电池使用的能源是可再生能源

三、填空题(本大题共14分)

23.(5分)(1)某同学在杭州动物园观看马戏表演,只听驯兽员一声哨响,黑熊就开始表演骑自行车的“绝活”,当它表演完一个节目后,驯兽员便立刻喂它少许食物,驯兽员这样做的目的是用非条件刺激(食物)来强化和巩固黑熊已经建立起来的,此时驯兽员的“哨声”对黑熊来说是一种刺激。

(2)有些西瓜味虽甜但籽很多,味甜是由于西瓜植株能够以CO2和H2O为原料通过_______作用合成糖类物质并积累在果实中;籽多是因为西瓜植株开花时雌蕊的______中含有多个________

24.(4分)某温带草原生态系统中有A、B、C、D、E、F等6种动物不表示绿色植物,它们相互间的关系是:①C捕食F、E、A;②B、AE捕食G;③D、A捕食B;④F捕食D和E。请回答:

(1)右图是该温带草原生态系统中的食物网简图,请在右图方框内填入正确的字母。

(2)此食物网中共有条食物链,其中属于生产者的是(填字母)。

25.(3分)在暂时缺乏同型血的紧急情况下,医生手术过程中给某AB型血患者体内缓缓输入了少量A型血,结果未发生凝集反应,手术取得了成功。上述临床输血实例中,尽管供血者的血清中有凝集素能与受血者红细胞上的凝集原相对抗,但由于少量A型血缓慢输入患者血液的过程中,其A型血的血清迅速被患者的血清所稀释,因浓度过低而无法使患者的红细胞发生凝集。另外,由于受血者的血清中没有,因此也无法使供血者的红细胞凝集。

26.(2分)下图所示曲线分别表示人体血液中O2和CO2含量的变化情况。请据图回答:

(1)血流通过B段毛细血管时,血液中氧气分子与血红蛋白迅速

(2)你认为B段毛细血管是肺泡毛细血管还是组织内的毛细血管?

四、填空题(本大题共24分)

27.(4分)晴朗的月夜,在钱塘江游轮上赏月,船到钱江一桥附近,已知此处水域水深为8米,月球到地球的距离为 3.84×105千米,赏月人低头看到江中月亮的像与湖面的距离为千米。

28.(4分)如图所示是抽水机摇柄的示意图,O为支点,请在答题卷图中作出力F1、F2的力臂。

29.(5分)如图所示为通电螺线管的示意图,请在答题卷图中正确标上电路中电流方向,字母A表示的这一端为电磁铁的极。

30.(5分)如图所示为某学校实验室的演示用插入式电阻箱,当把插头插入时,插头就把这电阻短路。当将图中电阻箱接入电路时,此电阻箱的总电阻是欧。

31.(6分)据报道,为解决快捷运送人流,改善城市交通,上海市磁悬浮列车工程正式启动,第一列磁悬浮列车将在2003年初运行。磁悬浮列车运行的区间是从上海浦东地铁二号线一端的龙阳路到浦东国际机场,全长33千米,双线行驶,磁悬浮列车设计最大速度为

450千米/时,单向运行时间8分钟。如果在此区间运行过程中,只停靠一站,那么,停靠时间是分钟。若列车总质量是10吨,磁悬浮列车行驶时,强大的磁力将列车托起10厘米,那么托起列车做功焦。(设磁悬浮列车全程均用最大速度行驶)

五、填空题(本大题共22分)

32.(3分)在①石油②一氧化碳③硫酸钠这三种物质中有还原性的纯净物是,属电解质的是,属混合物的是。(以上空格均填物质的序号)

33.(4分)(1)已知硫酸氢铀的电离方程式如下:NaHSO4===Na++H++SO42-,其溶液的pH小于7,硫酸氢钠的物质类别是,往该溶液中加入锌粒,产生的现象是_________________

(2)向澄清石灰水中通入过量二氧化碳气体,在这过程中,出现的现象是 ,溶液的质量变化情况是

34.(3分)现有A、B、C、D四种无色溶液,只知它们是盐酸、碳酸钾溶液、氯化钙溶液、硝酸银溶液,把这四种溶液两两混合进行实验,其有关现象如下:

A+B→有气泡产生 A+C→有沉淀产生

C+D→有沉淀产生 B+C→无明显变化

试根据上述现象,推断A、B、C的化学式为:ABC。

35.(8分)氯化铁是一种良好的净水剂,化学上可以用多种方法来制取。请写出四种用铁及其化合物通过一步化学反应制取氯化铁的四个化学方程式:

① ②

③ ④

(注:碳酸铁不要作为反应物)

36.(4分)某工厂在装备一件设备时,不小心把一个用镁合金制造的精密空心小球掉到一个又深、又小的坚固水泥小洞中了,用各种工具都取不出来,有人提出往小洞中倒入某种溶液使小球浮起的方法。现有三种物质的溶解度数据:

③ 20 40 60 80 100

硝酸铜 125.l 159.8 178.8 207.8 239.6

硝酸钾 31.6 64.0 110.0 169.0 246.0

氯化钾 34.040.0 45.051.1 56.7

注:水的密度为 1克/厘米3,溶质溶于水后,溶液的体积变化忽略不计。

在保证不损坏小球的前提下,理论上可以用上表中物质配制成溶液,倒入小洞中使小球浮起,该溶液的最低温度应保持在℃以上。(已知该小球的密度为1.64克/厘米3),在以上计算所得的最低温度时,该饱和溶液溶质的质量分数是 ;若小洞的容积为4000毫升,要配制4000毫升上述饱和溶液理论上至少需溶质克。

六、简答题(本大题共17分)

37.(4分)某同学准备了如下实验器材:铁架台连铁夹一付、水槽一个、大号注射器一个、细玻璃管(一端技细,做成喷口)一根、橡皮管(连止水夹)一支、烧瓶、带孔的橡皮塞及水(红色)若干。他做了一个漂亮的喷泉实验:实验的结果是能够在烧瓶内看到从细玻璃管喷口喷出红色的水,然后几乎充满整个烧瓶。下面所示的两幅图是在实验过程中拍摄的其中二个实验步骤。请你根据图中的情况,用简要的文字说出这二个实验步骤,并说明能形成喷泉的原理。

38.(4分)右图为常用可加热的饮水器,为了方便地饮用水,在设计上用了不少自然科学的知识,请你对这种饮水器举出2个在设计上、结构上或使用中应用自然科学的知识的例子,并说出所依据的原理(道理)。

例:饮水器上有一只能指示有没有加热的指示灯。该灯是利用二极管在导通时会发光的原理制成的,它比较省电。

39.(6分)某班级的探究小组同学在学习了催化剂的知识后,他们想研究氧化铜能否在氯酸钾的受热分解反应中起催化剂的作用,设计了以下的对比实验和后续操作:

①任取两份氯酸钾,分别放入两支相同的试管,在其中一份中加入经精确称量的n克氧化铜粉末。

②将两份氯酸钾同时在相同的条件下正确加热,将放出的气体通入水中,观察放出气体的快慢。

③停止加热、冷却,将原先混有氧化铜的反应后的混合物加水溶解,小心过滤,得滤出物,洗涤并干燥。

④观察滤出物的状态和颜色。

⑤将滤出物和炭粉混合,在密闭容器中高温加热,将反应产生的气体通入澄清石灰水中,并观察实验现象。

(1)以上实验步骤,有一步不够严密,请指出是哪一步?

(2)要达到实验目的,除改进不严密的实验步骤外,还必须增加一个实验步骤,这个实验步骤是

(3)若用另一个实验装置和操作替换第5步实验,也可以达到实验目的,请把下图中仪器连接成一个符合实验目的的实验装置,这个实验装置的接口连接顺序是

接;接 ;接。(气流的方向从左往右)

40.(3分)约二百多年前,很多人死于天花这种传染病,天花病人皮肤会长出很多小水泡。英国医生詹纳发现挤牛奶的女工经常染上一种类似天花但病症轻微的疾病(牛痘),而患过牛痘的女工一般不会染上天花。于是詹纳提出假设:“……”。为了检验假设,詹纳做了以下二个实验:

实验一:从牛痘病人的水泡中取出脓液并涂刮到一名健康但易染天花的男子皮肤上,结果此男子染上牛痘,但几天后即痊愈。

实验二:从天花病人的水泡中取出脓液并涂刮到患过牛痘的该男子的皮肤上,结果此男子没有染上天花。

(说明:上述实验是在受试男子事先知情并自愿参与的情况下进行的)

问:(1)詹纳提出的假设是:

(2)实验二的结果表明,患过牛痘的男子体内已经产生了针对天花病毒的。詹纳通过人工种牛痘的方法使该男子获得了对天花的免疫力,这种免疫叫做

七、分析、计算题(本大题共31分)

41.(5分)人们注意到,中国是个人口众多的发展中国家,西方国家的发展模式不完全适用于中国。例如以植物性食物为主的中国人,如果牛肉的平均消费水平只要达到美国人的1/2,则每年需要增加粮食1.64亿吨,用于增加饲料供应。如果生产每吨粮食需提供0.l吨氮元素,则

(1)假如需要的氮元素都由尿素[CO(NH2)2 〕这种化肥提供,则中国每年需要多增产尿素 亿吨。(结果取两位小数)

(2)尿素生产原理为

CO2+2NH3 CO(NH2)2+H2O

根据上题计算结果,为增产所需的尿素,需要再建年产 20万吨的合成氨(NH3)工厂几座。(列式计算,工厂数取整数。)

42.(5分)旅游用的游艇上常常备有救生衣(一种颜色比较鲜艳的背心,并用密度比较小的发泡材料做成内胆),请你用下面给定的要求和数据来设计救生衣:①按能救护的人的质量为80千克设计②为了保护人的安全,穿上该救生衣能使人的10%的体积露出水面Z③发泡材料的密度为0.01 ×103千克/米3;④做救生衣的面料及其它辅料的质量不计;⑤人的密度可近似地取 1×103千克/米3。

请回答:

(1)为什么要用颜色比较鲜艳的面料来做救生衣?

(2)计算做一件这种救生衣的发泡材料的最小质量。

43.(7分)如图,是供电设备向居民楼用户输电的示意图,为保证居民楼内的用户所有用电器都能正常工作,居民楼的输入导线间的电压必须保证为220V。某居民楼内消耗的用电器功率如下表所示:

电 器 名 称 总 功 率(千瓦)

照明电器 4

厨房电器 13

空调 18

其他电器 9

求:(1)该居民楼所有用电器的总功率为多少千瓦?

(2)当所有的用电器均正常工作时,通过输电线的电流为多少安?

(3)若输电线的总电阻力0.l欧,居民楼内由于家用电器的增加,将向供电部门申请“增容”,即增加用电功率。当居民楼的用电器的额定功率增加到88千瓦,所有用电器均在正常工作的时候,输电线路损失的功率比“增容”前增加了多少千瓦?

44.(8分)据报道近年太湖流域某些河道水葫芦(一种水生植物)过量繁殖,泛滥成灾,后又腐烂,造成河道堵塞,养殖的鱼类大量死亡。造成水葫芦过量繁殖的主要原因是。而养殖的鱼类大量死亡的直接原因是。要防止这种情况发生,除了在农田中施用化肥要适量并防止流失或人工打捞水葫芦外,还可以采取的措施是. (举出一种即可)。水葫芦中含有较多的有机物质,如何化害为利,加以利用,也是人们思考的问题。请举出一种利用水葫芦的方法.

45.(6分)超市中有一种称之“一拉热”方便加热食品,加热剂是分开包装的生石灰和水,使用时将绳子一拉,生石灰和水反应,放出热量,加热食品。

(1)在保持生石灰和水的总质量不变的情况下,要使反应后的温度最高,则生石灰和水的质量之比是。

(2)如果要测定“一定量的氧化钙和足量水反应放出的热量(Q)”,现有以下仪器:烧杯、玻棒、温度计、酒精灯、托盘天平,其中不需要的是 。

(3)在测定过程中已测定的数据是:水的质量m1、反应前水的温度t1、水中加入氧化钙后悬浊液的最高温度t2,你认为除了以上数据外还需要测定的数据是 。(用文字叙述,再用符号表示)

(4)一定量的氧化钙和水反应放出的热量(Q)的计算式是 。

(假设:测定过程中放出的热量没有损失;反应的容器不吸热;加入的氧化钙和反应前的水的温度相同;生成的氢氧化钙悬浊液的比热为“c”)

幸福的奇异果
聪明的酒窝
2025-07-05 09:22:01
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(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。

联合国开发计划署(UNDP)把新能源分为以下三大类:大中型水电;新可再生能源,包括小水电(Small-hydro)、太阳能(Solar)、风能(Wind)、现代生物质能(Modern biomass)、地热能(Geothermal)、海洋能(Ocean)(潮汐能);传统生物质能(Traditional biomass)。

一般地说,常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源,而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此,煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源,而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及核能、氢能等作为新能源。随着技术的进步和可持续发展观念的树立,过去一直被视作垃圾的工业与生活有机废弃物被重新认识,作为一种能源资源化利用的物质而受到深入的研究和开发利用,因此,废弃物的资源化利用也可看作是新能源技术的一种形式。

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。

按类别可分为:太阳能 风力发电 生物质能 生物柴油 燃料乙醇 新能源汽车 燃料电池 氢能 垃圾发电 建筑节能 地热能 二甲醚 可燃冰等。

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。

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。

新能源的发展现状和趋势

部分可再生能源利用技术已经取得了长足的发展,并在世界各地形成了一定的规模。目前,生物质能、太阳能、风能以及水力发电、地热能等的利用技术已经得到了应用。

国际能源署(IEA)对2000~2030年国际电力的需求进行了研究,研究表明,来自可再生能源的发电总量年平均增长速度将最快。IEA的研究认为,在未来30年内非水利的可再生能源发电将比其他任何燃料的发电都要增长得快,年增长速度近6%在2000~2030年间其总发电量将增加5倍,到2030年,它将提供世界总电力的4.4%,其中生物质能将占其中的80%。

目前可再生能源在一次能源中的比例总体上偏低,一方面是与不同国家的重视程度与政策有关,另一方面与可再生能源技术的成本偏高有关,尤其是技术含量较高的太阳能、生物质能、风能等据IEA的预测研究,在未来30年可再生能源发电的成本将大幅度下降,从而增加它的竞争力。可再生能源利用的成本与多种因素有关,因而成本预测的结果具有一定的不确定性。但这些预测结果表明了可再生能源利用技术成本将呈不断下降的趋势。

我国政府高度重视可再生能源的研究与开发。国家经贸委制定了新能源和可再生能源产业发展的“十五”规划,并制定颁布了《中华人民共和国可再生能源法》,重点发展太阳能光热利用、风力发电、生物质能高效利用和地热能的利用。近年来在国家的大力扶持下,我国在风力发电、海洋能潮汐发电以及太阳能利用等领域已经取得了很大的进展。

新能源(或称可再生能源更贴切)主要有:太阳能、风能、地热能、生物质能等。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、用之不竭的健康能源,他们必将成为今后替代能源主流。

太阳能发电具有布置简便以及维护方便等特点,应用面较广,现在全球装机总容量已经开始追赶传统风力发电,在德国甚至接近全国发电总量的5%-8%,随之而来的问题令我们意想不到,太阳能发电的时间局限性导致了对电网的冲击,如何解决这一问题成为能源界的一大困惑。

风力发电在19世纪末就开始登上历史的舞台,在一百多年的发展中,一直是新能源领域的独孤求败,由于它造价相对低廉,成了各个国家争相发展的新能源首选,然而,随着大型风电场的不断增多,占用的土地也日益扩大,产生的社会矛盾日益突出,如何解决这一难题,成了我们又一困惑。

早在2001年,MUCE就为了开拓稳定的海岛通信电源而开展一项研究,经过六年多研究和实践,终于将一种成熟的新型应用方式MUCE风光互补系统向社会推广,这种系统采用了我国自主研制的新型垂直轴风力发电机(H型)和太阳能发电进行10:3地结合,形成了相对稳定的电力输出。在建筑上、野外、通信基站、路灯、海岛均进行了实际应用,获得了大量可靠的使用数据。这一系统的研究成果将为我国乃至世界的新能源发展带来了新的动力。

新型垂直轴风力发电机(H型)突破了传统的水平轴风力发电机启动风速高、噪音大、抗风能力差、受风向影响等缺点,采取了完全不同的设计理论,采用了新型结构和材料,达到微风启动、无噪音、抗12级以上台风、不受风向影响等性能,可大量用于别墅、多层及高层建筑、路灯等中小型应用场合。以它为主建立的风光互补发电系统,具有电力输出稳定、经济性高、对环境影响小等优点,也解决了太阳能发展中对电网冲击等影响。

随着能源危机日益临近,新能源已经成为今后世界上的主要能源之一。其中太阳能已经逐渐走入我们寻常的生活,风力发电偶尔可以看到或听到,可是它们作为新能源如何在实际中去应用?新能源的发展究竟会是怎样的格局?这些问题将是我们在今后很长时间里需要探索的。

新能源的环境意义和能源安全战略意义

我国能源需求的急剧增长打破了我国长期以来自给自足的能源供应格局,自1993年起我国成为石油净进口国,且石油进口量逐年增加,使得我国接入世界能源市场的竞争。由于我国化石能源尤其是石油和天然气生产量的相对不足,未来我国能源供给对国际市场的依赖程度将越来越高。

国际贸易存在着很多的不确定因素,国际能源价格有可能随着国际和平环境的改善而趋于稳定,但也有可能随着国际局势的动荡而波动。今后国际石油市场的不稳定以及油价波动都将严重影响我国的石油供给,对经济社会造成很大的冲击。大力发展可再生能源可相对减少我国能源需求中化石能源的比例和对进口能源的以来程度,提高我国能源、经济安全。

此外,可再生能源与化石能源相比最直接的好处就是其环境污染少。

未来的几种新能源

波能:即海洋波浪能。这是一种取之不尽,用之不竭的无污染可再生能源。据推测,地球上海洋波浪蕴藏的电能高达9×104TW。近年来,在各国的新能源开发计划中,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,但目前的进展已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行8年,电厂的发电成本虽高于其它发电方式,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,且均运行良好。

可燃冰:这是一种甲烷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。

煤层气: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,每吨煤产生68m3气;从泥炭到肥煤,每吨煤产生130m3气;从泥炭到无烟煤每吨煤产生400m3气。科学家估计,地球上煤层气可达2000Tm3。

微生物:世界上有不少国家盛产甘蔗、甜菜、木薯等,利用微生物发酵,可制成酒精,酒精具有燃烧完全、效率高、无污染等特点,用其稀释汽油可得到“乙醇汽油”,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,减轻了大气污染。此外,利用微生物可制取氢气,以开辟能源的新途径。

第四代核能源:当今,世界科学家已研制出利用正反物质的核聚变,来制造出无任何污染的新型核能源。正反物质的原子在相遇的瞬间,灰飞烟灭,此时,会产生高当量的冲击波以及光辐射能。这种强大的光辐射能可转化为热能,如果能够控制正反物质的核反应强度,来作为人类的新型能源,那将是人类能源史上的一场伟大的能源革命。