所有的能源都属于自然资源吗
不是所有的能源都属于自然资源。
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、生物质能等一次能源和电力、热力、成品油等二次能源,以及其他新能源和可再生能源。
自然资源(natural
resources):凡是自然物质经过人类的发现,被输入生产过程,或直接进入消耗过程,变成有用途的,或能给人以舒适感,从而产生经济价值以提高人类当前和未来福利的物质与能量的总称。
所以说通过加工、转换而取得的能源就不属于自然资源。
世界各国对能源的分类方法很多,简单归纳有以下几种方法。
1.按能量的根本蕴藏方式(原始来源)划分
根据能量的原始来源,能源可分为以下三类。
1)来自地球以外的太阳能
人类现在使用的能量主要来自于太阳。除了直接利用太阳的光和热之外,还间接地大量使用着太阳能源(图1.1)。例如:靠太阳的光合作用促使植物生长,形成植物燃料;煤炭、石油、天然气、油页岩等矿物燃料(又称化石燃料)都是古代生物接受太阳能后生长,又长久沉积在地下形成的;另外,生物质能、水能、风能、海洋能等,归根到底也都源于太阳能。
图1.1 太阳能的用途
2)来自地球本身蕴藏的能量
这类能量主要包括地热能和原子核能两种形式。地热能以热能形式储藏于地球内部,包括火山喷发、地下蒸汽、温泉等自然呈现出的能量。原子核能是储藏在地球内的核燃料,它是在原子核发生裂变和聚变反应时释放出来的能量。
3)地球和其他天体引力相互作用所产生的能量这类能量主要是指地球、月亮、太阳有规律地运动产生相互引力作用而形成的潮汐能(图1.2)。潮汐能蕴藏极大的机械能,潮差可达几十米,是雄厚的发电原动力。
图1.2 潮汐的形成
2.按能源成因划分
能源按成因可分为一次能源和二次能源。一次能源中的某些矿物燃料和核燃料的生成速度特别慢,而消费速度却不断加快,最终便会枯竭,称之为不可再生能源。而有些能源的消耗速度可与再生速度持平,经久使用而不会枯竭,称之为可再生能源。具体划分如图1.3所示。
图1.3 按能源成因进行划分
1)一次能源
一次能源是指在以原始状态存在于自然界中不需要加工和转换而直接可以利用的能源,如煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、潮汐能、地热能等。
(1)可再生能源:
可再生能源是指在自然界的生态循环中能够重复产生的自然资源,它能够循环使用,并具有天然的自我再生功能,可以源源不断地从自然界中得到补充,不会随人类开发利用而日益减少,是取之不尽,用之不竭的能源,如太阳能、风能、水能、生物质能等。其优点是绝大多数对环境无害或危害极小,而且资源分布广泛,适宜就地开发利用,但开发利用的技术难度较大。
(2)不可再生能源:
不可再生能源是指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,总有一天会枯竭的能源,包括煤、石油、天然气、核能等。其缺点是使用中对环境的污染很大。
2)二次能源
二次能源也称“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,包括煤制品、石油制品及电力、氢能、余热、沼气、蒸汽等。一次能源无论经过多少次加工转换而得到的另一种能源都称为二次能源。
3.按人类社会开发利用能源的进程和技术状况划分
按照人类社会开发利用能源的进程和技术状况,能源可以划分为常规能源和新能源。
1)常规能源
常规能源也称为传统能源,它是指在目前科学技术条件成熟,经济比较合理的基础上,已被人类大规模生产和广泛使用的能源,如煤炭、石油、天然气、水能、电力、生物质能等。
2)新能源
新能源是指人类新近才开发利用或正在研究开发,尚未大规模利用的能源,或者在新技术系基础上统地开发利用的能源,如太阳能、风能、海洋能、地热能、潮汐能等。
4.按能源的使用性质划分
从能源的使用性质上来划分,可以分为燃料性能源和非燃料性能源。
1)燃料性能源
能够直接燃烧而产生热量的物质称为燃料性能源。它包括:矿物燃料,如煤、石油、天然气等;生物燃料,如藻类、秸秆、木料、沼气等;化工燃料,如甲醇、乙醇、火药等;核燃料,如铀、钍等。
2)非燃料性能源
不能直接燃烧的能源称为非燃料性能源,如水能、电力、太阳能、风能、地热能等。
5.按存在的状态划分
能源按存在的状态可分为固体能源、液体能源和气体能源三大类。
1)固体能源
固体能源是指具有一定的硬度和形状,能够产生能量的可燃性物质,大多数是碳物质或碳氢化合物,如原煤、石煤、焦炭、型煤等。
2)液体能源
液体能源是指具有体积和形状,能够产生能量的可燃性物质,其形状随容器而改变,如原油、汽油、煤油等。
3)气体能源
气体能源是指没有固定的体积和形状,能够产生能量的可燃性物质,如天然气、液化石油气、焦炉煤气等。
6.按能源在使用过程中产生的污染程度划分
从环境保护角度,按能源在使用过程中产生的污染程度进行划分,能源可以分为清洁能源和非清洁能源。
清洁能源和非清洁能源的划分是相对的。清洁能源是指能源在使用过程中无污染或污染小的能源,如太阳能、风能、水能等;非清洁能源是指能源在使用过程中对环境污染较大的能源,如各种固体能源、裂变核燃料、石油等。
7.按能源的储存和输送性质划分
按能源的储存和输送性质进行划分,能源可分为含能体能源和过程性能源。
凡是包含着能量的物体,都称为含能体能源,可以被人们直接储存和输送,各种燃料能源和地热能源都是含能体能源。过程性能源是指在运动过程中产生能量的能源,它们无法被人们直接储存和输送,如风能、水能、潮汐能等。
8.从消费角度划分
从消费角度进行划分,能源可以分为商品能源和非商品能源。
商品能源是指经流通环节大量消费的能源,主要有煤炭、石油、天然气、电力等;非商品能源是指不经流通环节而自产自用的能源,如农户自产自用的薪柴、秸秆及牧民自用的牲畜粪便等。
可再生资源是指能够通过自然力以某一增长率保持或增加蕴藏量的自然资源。对于可再生资源来说,主要是通过合理调控资源使用率,实现资源的持续利用。
可再生资源主要有太阳能、地热能、水能、风能、海洋能、光能、生物质能等。其中,来自自然界动植物的生物质能,如农作物、林木等,是永不枯竭的资源。我国可再生能源资源非常丰富,经济发展和开发利用的潜力很大,军事资源潜力也很大。
可再生资源的特点
1、再生性
可再生自然资源在现阶段自然界的特定时间条件下,能持续再生,保持或扩大其储量,依靠种源而再生,就是人类可以重复使用的,并且不间断能再生的资源。其特点是再生周期短,而且环保。
科学界已认定利用自然界中萜烯、植物油、碳水化合物和聚多糖为原料生产环境友好的生物塑料、水凝胶、复合材料等均属于可持续聚合物材料。天然高分子作为可持续的高分子材料,具有来源丰富、安全、可再生、可生物降解和环境友好等优点。
利用生物质生产的高分子材料,使用后埋在土壤或丢弃在江河湖海中可被微生物降解成水和二氧化碳,即使动物误食也不会窒息死亡,属于环境友好材料。
2、有限性
可再生能源泛指在一段时间内是取之不尽用之不竭的资源,严格地说,不是永久的资源。但是也要有限度的使用,不要以为它是可再生能源而无限度的使用。
大部分的可再生能源其实都是太阳能的其它储存形式。人们开始发现可再生能源的重要性,并采取一定的措施来保护不可再生资源。
工业革命以来,随着人口的激增和科学技术的迅速发展,人类对可更新资源的破坏日益加剧。因此,对可更新资源的合理保护、利用和管理,使之保持不断更新能力,是当前环境保护工作的主要任务之一。
自然环境中与人类社会发展有关的、能被利用来产生使用价值并影响劳动生产率的自然诸要素,通常称为自然资源,可分为有形自然资源(如土地、水体、动植物、矿产等)和无形的自然资源(如光资源、热资源等)。自然资源具有可用性、整体性、变化性、空间分布不均匀性和区域性等特点,是人类生存和发展的物质基础和社会物质财富的源泉,是可持续发展的重要依据之一。对自然资源,分如下:生物资源,农业资源,森林资源,国土资源,矿产资源,海洋资源,气候气象,水资源等。
自然资源的内含,随时代而变化,随社会生产力的提高和科学技术的进步而扩展。按自然资源的增殖性能,可分为:①可再生资源。这类资源可反复利用,如气候资源、水资源、地热资源。②可更新资源。这类资源可生长繁殖,其更新速度受自身繁殖能力和自然环境条件的制约,如生物资源。③不可再生资源。这类资源形式周期漫长,如矿产资源、土地资源。
<<辞海>>对自然资源的定义为:指天然存在的自然物(不包括人类加工制造的原材料)如土地资源、矿产资源、水利资源、生物资源、气候资源等,使生产的原料来源和布局场所。
联合国环境规划署的定义为:在一定的时间和技术条件下,能够产生经济价值。提高人类当前和未来福利的自然环境因素的总称.
大英百科全书的定义为:人类可以利用的自然生成物,以及形成这些成分源泉的环境功能。
于光远的定义为:自然资源是指自然界天然存在、未经人类加工的资源,如土地、水、生物、能量和矿物等
狭义的自然资源只包括实物性资源,即在一定社会经济技术条件下能够产生生态价值或经济价值,从而提高人类当前或可预见未来生存质量的天然物质和自然能量的总和。
广义的自然资源则包括实物性自然资源和舒适性自然资源的总和
再生资源
再生资源包括两种:可再生资源和不可再生资源
人类开发利用后,在相当长的时间内,不可能再生的自然资源叫不可再生资源。主要指自然界的各种矿物、岩石和化石燃料,例如泥炭、煤、石油、天然气、金属矿产、非金属矿产等。这类资源是在地球长期演化历史过程中,在一定阶段、一定地区、一定条件下,经历漫长的地质时期形成的。与人类社会的发展相比,其形成非常缓慢,与其它资源相比,再生速度很慢,或几乎不能再生。人类对不可再生资源的开发和利用,只会消耗,而不可能保持其原有储量或再生。其中,一些资源可重新利用,如金、银、铜、铁、铅、锌等金属资源;另一些是不能重复利 用的资源,如煤、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。
通过天然作用或人工活动能冉生更新,而为人类反复利用的自然资源叫可再生资源,又称为更新自然资源,如土壤、植物、动物、微生物和各种自然生物群落、森林、草原、水生生物等。
可再生自然资源在现阶段自然界的特定时空条件下,能持续再生更新、繁衍增长,保持或扩大其储量,依靠种源而再生。
一旦种源消失,该资源就不能再生,从而要求科学的合理利用和保护物种种源,才可能再生,才可能“取之不尽,用之不竭”。土壤属可再生资源,是因为土壤肥力可以通过人工措施和自然过程而不断更新。但土壤又有不可再生的一面,因为水土流失和土壤侵蚀可以比再生的土壤自然更新过程快得多,在一定时间和一定条件下也就成为不能再生的资源。
可再生能源泛指多种取之不竭的能源,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。
大部分的可再生能源其实都是太阳能的储存。可再生的意思并非提供十年的能源,而是百年甚至千年的。
随着能源危机的出现,人们开始发现可再生能源的重要性。
太阳能
太阳能一般指太阳光的辐射能量。太阳能的利用有被动式利用(光热转换)和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源利用方式。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源,如风能,化学能,水的势能等等。
利用太阳能的方法主要有:
使用太阳电池,通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能
使用太阳能热水器,利用太阳光的热量加热水
利用太阳光的热量加热水,并利用热水发电
利用太阳能进行海水淡化
地热能
地热能是由地壳抽取的天然热能,这种能量来自地球内部的熔岩,并以热力形式存在,是引致火山爆发及地震的能量。地球内部的温度高达摄氏7000度,而在 80至100公哩的深度处,温度会降至摄氏650度至1200度。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1 至5公哩的地壳,热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热,这些加热了的水最终会渗出地面。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法,就是直接取用这些热源,并抽取其能量。
水能
磨坊就是采用水力的好例子。而水力发电更是现代的重要能源,尤其是中国等满是河流的国家。此外,中国有很长的海岸线,也很适合用来作潮汐发电。
风能
风能资源(Wind Energy Resources)因风力 做功而提供给人类的一种可利用的能量。风具有的动能称风能。风速越高,动能越大。
生物质能
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。生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源於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。生物质能的原始能量来源於太阳,所以从广义上讲,生物质能是太阳能的一种表现形式。 依据来源的不同,可以将适合於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。