生物燃料真的能替代航空煤油开飞机吗?
生物燃料替代航空煤油是可能的,但现在还在研究中,这也是能源科研的方向。
生物燃料(biofuel)泛指由生物质组成或萃取的固体、液体或气体燃料,可以替代由石油制取的汽油和柴油,是可再生能源开发利用的重要方向。所谓的生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体,即一切有生命的可以生长的有机物质。它包括植物、动物和微生物,不同于石油、煤炭、核能等传统燃料,这些新兴的燃料是可再生燃料。
生物燃料泛指由生物体组成或转化的固体、液体或气体燃料。它是可再生能源开发利用的重要方向,具有良好的可贮藏性和可运输性,可提供可替代石油的液体燃料。狭义的生物燃料仅指液体生物燃料,主要包括燃料乙醇、生物柴油和航空生物燃料等。
20世纪70年代以来,受传统能源价格、环保和全球气候变化的影响,世界各国日益重视生物燃料的发展。尤其是巴西、美国、欧盟等积极发展生物燃料技术,目前,美国和巴西分别是世界第一、第二生物燃料生产国。我国20世纪末为消化陈化粮和为丰产的玉米寻找新出路开始推广燃料乙醇。目前为促进生物燃料行业的健康发展,中国研发的重点主要集中在以木薯、甜高粱等淀粉质或糖质非粮作物以及木质纤维素为原料的生物液体燃料技术。
可再生能源有:
1、太阳能:直接来自于太阳辐射。
2、生物能:由绿色植物通过光合作用,将太阳能转化为化学能,储存在体内,可沿食物链单向流动,最终转化为热能散失掉。
3、风能:由太阳辐射提供能量,因冷热不均产生气压差异,导致空气水平运动——风的形成。
4、水能:由太阳辐射提供能量,产生水循环,来自海洋的暖湿空气,受热上升,太阳能转化为势能,当在高山上形成降水后,水往低处流,势能转化为动能,就是水能。
5、海洋能:包括潮汐、波浪、洋流等海水运动蕴藏的能量,也是取之不尽用之不竭的。潮汐能主要来自于月球、太阳等天体的引力,波浪、洋流的能量主要是受风的影响。
6、地热能:来自于地球内部放射性元素的衰变。
上述能源都是可再生能源,而且是直接来自于自然界的一次能源。楼上有提到氢能的,它应属于可再生能源,因为生产氢能的原料是取之不尽、用之不竭的。但它是经过人类加工的二次能源。如果这样举例的话,沼气、焦炭、蒸汽(蒸汽机的动力)也是可再生能源。
非可再生能源:煤、石油、天然气、核矿石等一次能源,以及汽油、柴油、煤油等二次能源。
该飞机采用了改进性能和高效率的氢燃料电池,验证了这一技术的套用潜力。该燃料系统采用氢气为燃料,直接转化成电能,与空气中的氧气发生电化学反应,无任何燃烧产生,仅有的副产物为水。如果氢燃料采用可再生能源来生产,则该飞机发动机完全无二氧化碳产生。
基本介绍中文名 :氢燃料电池飞机 燃料 :氢气 特点 :直接转化成电能、无任何燃料产生 问世地点 :德国 燃料电池工作原理,氢燃料电池飞机,时速百公里,技术局限性,项目进展, 燃料电池工作原理 燃料电池(Fuel Cell),是一种发电装置,但不像一般非充电电池一样用完就丢弃,也不像充电电池一样,用完须继续充电,燃料电池正如其名,是继续添加燃料以维持其电力,所需的燃料是“氢”,其之所以被归类为新能源,原因就在此。 燃料电池的运作原理(如图1),也就是电池含有阴阳两个电极,分别充满电解液,而两个电极间则为具有渗透性的薄膜所构成。氢气由燃料电池的阳极进入,氧气(或空气)则由阴极进入燃料电池。经由催化剂的作用,使得阳极的氢原子分解成两个氢质子(proton)与两个电子(electron),其中质子被氧‘吸引’到薄膜的另一边,电子则经由外电路形成电流后,到达阴极。在阴极催化剂之作用下,氢质子、氧及电子,发生反应形成水分子,因此水可说是燃料电池唯一的排放物。 燃料电池所使用的“氢”燃料可以来自于任何的碳氢化合物,例如天然气、甲醇、乙醇(酒精)、水的电解、沼气…等等。由于燃料电池是经由利用氢及氧的化学反应,产生电流及水,不但完全无污染,也避免了传统电池充电耗时的问题,是目前最具发展前景的新能源方式之一,如能普及的套用在车辆及其他高污染之发电工具上,将能显著改善空气污染及温室效应。 燃料电池工作原理 氢燃料电池飞机 时速百公里 波音公司于2008年4月3日成功试飞氢燃料电池为动力源的一架小型飞机。波音公司称这在世界航空史上尚属首次,预示航空工业未来更加环保。但波音承认,这一技术不太可能为大型客机提供主要动力。 波音公司于2008年2月至3月3次在西班牙奥卡尼亚镇进行试飞氢燃料电池飞机,成功试飞具有历史意义。 小型飞机起飞及爬升过程使用传统电池与氢燃料电池提供的混合电力。爬升至海拔1000米巡航高度后,飞机切断传统电池电源,只靠氢燃料电池提供动力。飞机在1000米高空飞行了约20分钟,时速约100公里。这一技术对波音公司意义重大,也让航空工业的未来“充满绿色希望”。 小型飞机由奥地利“钻石”(Diamond)双座螺旋桨动力滑翔机改装而成,飞机内安装了质子交换膜燃料电池和锂离子电池。小型飞机翼展16.3米,机身长6.5米,重约800公斤,可容纳两人。试飞过程中,机上只有飞行员一人。 在机舱内,传统电池安放于唯一的乘客座位上,飞行员背后有一个类似潜水员使用的氧气罐。波音公司说,这架飞机连续飞行时间最长45分钟,“不会产生任何噪音”。氢燃料电池通过氢转化为水的过程产生电流,不产生温室气体。除热量外,水蒸气是氢燃料电池产生的唯一副产品。 波音的氢燃料电池飞机带来技术突破,但“波音(欧洲)研究与技术”部称,氢燃料电池可以为小型飞机提供飞行动力,但不太可能为大型客机提供主要动力。这一技术可能为大型飞机提供辅助动力,但这需要技术突破。 技术局限性 在燃料价格上涨、环境污染与全球变暖的情况下,对更清洁、更安全、效率更高的交通工具的需求快速增长。 波音的氢燃料电池飞机带来技术突破,但波音(欧洲)研究与技术部负责人埃斯卡蒂说,氢燃料电池可以为小型飞机提供飞行动力,但不太可能为大型客机提供主要动力。 波音公司负责试飞工作的工程师涅韦斯·拉佩纳说,这一技术可能为大型飞机提供辅助动力,但这需要技术突破。波音公司说,将继续开发氢燃料电池的潜力,以改善环境。 国际能源机构说,推广使用氢气和氢燃料电池,可减少石油、天然气、煤炭这三种可产生温室气体的能源消耗。 项目进展 世界上第一架仅使用燃料电池作动力的飞机于7月9日在德国问世,该飞机产生的二氧化碳排放为零。 全球首架氢燃料动力飞机 德国航天中心负责人表示,虽然氢燃料电池要成为商用飞机的主要能源仍然有很长一段路要走,但其可靠的机载动力形式,将成为现有能源系统的重要替代方案。 据悉,世界上第一架燃料电池动力飞机在5个小时内飞行了750千米。 近日,低噪音的HY4氢燃料电池四座客机近日在斯图加特机场试飞成功,这意味着在零排放客运航班方面又取得了一次突破。
再生能源包括太阳能、水力、风力、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能等等,它们在自然界可以循环再生。非再生能源在自然界中经过亿万年形成,短期内无法恢复且随着大规模开发利用,储量越来越少总有枯竭一天的能源称之为非再生能源。
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。
一、可再生资源是什么
可再生资源是指消耗后可得到恢复补充,不产生或极少产生污染物。可以在自然界可以循环再生,是取之不尽,用之不竭的能源。如太阳能、风能,生物能、水能,地热能,氢能等。中国是国际清洁能源的巨头,是世界上最大的太阳能、风力与环境科技公司的发源地。
二、可再生能源的种类及作用
1、太阳能:直接来自于太阳辐射。主要是提供热量和电能。
2、生物能:由绿色植物通过光合作用,将太阳能转化为化学能,储存在体内,可沿食物链单向流动,最终转化为热能散失掉。通过燃烧和厌氧发酵获得沼气来取得能量。
3、风能:由太阳辐射提供能量,因冷热不均产生气压差异,导致空气水平运动——风的形成。主要是通过风力发电机来获得能量。
4、水能:由太阳辐射提供能量,产生水循环,来自海洋的暖湿空气,受热上升,太阳能转化为势能,当在高山上形成降水后,水往低处流,势能转化为动能,就是水能。主要是通过水力发电机来获得能量。
5、海洋能:包括潮汐、波浪、洋流等海水运动蕴藏的能量,也是取之不尽用之不竭的。潮汐能主要来自于月球、太阳等天体的引力,波浪、洋流的能量主要是受风的影响。主要是通过潮汐的动能来发电。
6、地热能:来自于地球内部放射性元素的衰变。可以用于地热发电和供暖。
7、氢能:通过燃烧或者是燃料电池来获得能量。
8、核能:通过核能发电站来取得能量。
上述能源都是可再生能源,而且是直接来自于自然界的一次能源。
三、不可再生资源是什么
非再生能源在自然界中经过亿万年形成,短期内无法恢复且随着大规模开发利用,储量越来越少总有枯竭一天的能源称之为非再生能源。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。
四、非可再生能源的种类介绍
1、煤:煤是近代工业最重要燃料之一。煤是由有机物一生长在沼泽或河流三角洲之植物残骸分解而成现今世界各主要地区之煤炭蕴藏量,以非欧洲、亚洲及大洋洲、及北美洲等三个地区所占之比例最高,整体而言,现时煤炭之蕴藏量,估计可供我们使用二百年。
2、石油:石油一般认为是由地层中的有机物质“油母质”,经地温长时间的熬炼,一点一滴地生成而浮游于地层中。由于浮力的关系,石油在水中每年缓慢地沿着地层或断层向上移动,直到受不透油的封闭地层阻挡而停留下来。当此封闭内的石油越聚越多。
3、天然气:天然气是一种碳氢化合物,多是在矿区开采原油时伴随而出,过去因无法越洋运送,所以只能供当地使用,如果有剩馀只好燃烧报废,十分可惜。若以人工建筑设施存放天然气,在遭到外力破坏如地震、火灾等,极易产生危险。若以人工建筑设施存放天然气,在遭到外力破坏如地震、火灾等,极易产生危险。
4、化学能:化学反应所产生的能量称为化学能,除了燃烧煤、木材、石油及其制品产生的燃烧热外,还有电解化发电。电解化发电是将两种不同的金属板隔若干距离,一起浸入电解液中,金属板间会产生电压。两金属对于电解液的离子倾向力或溶解压不相同,发生化学变化,以电解方式放出能量。
电池就是利用这种原理制造成的。电池有两类,一种是用完就丢,不能再用的干电池,视为一次电池。另一种是可再充电,反复使用的蓄电池,即镍镉电池等,称为二次电池。
5、核燃料:核能也称原子能,是一种高效率持久的能源。核能发电是利用铀235的核分裂连锁反应释出大量热能,将水变成水蒸气,利用这些蒸气来推动发电机发电。
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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. |
与不可再生资源相对应,是可持续发展中加强建设、推广使用的清洁能源。煤、石油、天然气等化石燃料、当它们作为能源利用而被燃烧后,尽管能量可以由一种形式转换为另一种形式,但作为原有的物质形态已不复存在,其形式已发生变化