能源發展歷程

2021-05-30 11:05:55 字數 5203 閱讀 1147

1樓:匿名使用者

概述[編輯本段]

能源是人類活動的物質基礎。在某種意義上講,人類社會的發展離不開優質能源的出現和先進能源技術的使用。在當今世界,能源的發展,能源和環境,是全世界、全人類共同關心的問題,也是我國社會經濟發展的重要問題。

「能源」這一術語,過去人們談論得很少,正是兩次石油危機使它成了人們議論的熱點。能源是整個世界發展和經濟增長的最基本的驅動力,是人類賴以生存的基礎。自工業革命以來,能源安全問題就開始出現。

在全球經濟高速發展的今天,國際能源安全已上升到了國家的高度,各國都制定了以能源**安全為核心的能源政策。在此後的二十多年裡,在穩定能源**的支援下,世界經濟規模取得了較大增長。但是,人類在享受能源帶來的經濟發展、科技進步等利益的同時,也遇到一系列無法避免的能源安全挑戰,能源短缺、資源爭奪以及過度使用能源造成的環境汙染等問題威脅著人類的生存與發展。

那麼,究竟什麼是「能源」呢?關於能源的定義,目前約有20種。例如:

《科學技術百科全書》說:「能源是可從其獲得熱、光和動力之類能量的資源」;《大英百科全書》說:「能源是一個包括著所有燃料、流水、陽光和風的術語,人類用適當的轉換手段便可讓它為自己提供所需的能量」;《日本大百科全書》說:

「在各種生產活動中,我們利用熱能、機械能、光能、電能等來作功,可利用來作為這些能量源泉的自然界中的各種載體,稱為能源」;我國的《能源百科全書》說:「能源是可以直接或經轉換提供人類所需的光、熱、動力等任一形式能量的載能體資源。」可見,能源是一種呈多種形式的,且可以相互轉換的能量的源泉。

確切而簡單地說,能源是自然界中能為人類提供某種形式能量的物質資源。

通常凡是能被人類加以利用以獲得有用能量的各種**都可以稱為能源。

能源亦稱能量資源或能源資源。是指可產生各種能量(如熱量、電能、光能和機械能等)或可作功的物質的統稱。是指能夠直接取得或者通過加工、轉換而取得有用能的各種資源,包括煤炭、**、天然氣、煤層氣、水能、核能、風能、太陽能、地熱能、生物質能等一次能源和電力、熱力、成品油等二次能源,以及其他新能源和可再生能源.

可似的可第十六道路.

分類[編輯本段]

能源種類繁多,而且經過人類不斷的開發與研究,更多新型能源已經開始能夠滿足人類需求。根據不同的劃分方式,能源也可分為不同的型別。

1、按**分為3類:地球本身蘊藏的能量 通常指與地球內部的熱能有關的能源和與原子核反應有關的能源。

①來自地球外部天體的能源(主要是太陽能)。除直接輻射外,併為風能、水能、生物能和礦物能源等的產生提供基礎。人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。

正是各種植物通過光合作用把太陽能轉變成化學能在植物體內貯存下來。煤炭、石油、天然氣等化石燃料也是由古代埋在地下的動植物經過漫長的地質年代形成的。它們實質上是由古代生物固定下來的太陽能。

此外,水能、風能、波浪能、海流能等也都是由太陽能轉換來的。

②地球本身蘊藏的能量。如原子核能、地熱能等。

③地球和其他天體相互作用而產生的能量。如潮汐能。溫泉和火山爆發噴出的岩漿就是地熱的表現。

地球可分為地殼、地幔和地核三層,它是一個大熱庫。地殼就是地球表面的一層,一般厚度為幾公里至70公里不等。地殼下面是地幔,它大部分是熔融狀的岩漿,厚度為2900公里。

火山爆發一般是這部分岩漿噴出。地球內部為地核,地核中心溫度為2000度。可見,地球上的地熱資源貯量也很大。

2、按能源的基本形態分類,有一次能源和二次能源。前者即天然能源,指在自然界現成存在的能源,如煤炭、石油、天然氣、水能等。後者指由一次能源加工轉換而成的能源產品,如電力、煤氣、蒸汽及各種石油製品等。

一次能源又分為可再生能源(水能、風能及生物質能)和非再生能源(煤炭、石油、天然氣、油頁岩等)。根據產生的方式可分為一次能源(天然能源)和二次能源(人工能源)。一次能源是指自然界中以天然形式存在並沒有經過加工或轉換的能量資源,一次能源包括可再生的水力資源和不可再生的煤炭、石油、天然氣資源,其中包括水、石油和天然氣在內的三種能源是一次能源的核心,它們成為全球能源的基礎;除此以外,太陽能、風能、地熱能、海洋能、生物能以及核能等可再生能源也被包括在一次能源的範圍內;二次能源則是指由一次能源直接或間接轉換成其他種類和形式的能量資源,例如:

電力、煤氣、汽油、柴油、焦炭、潔淨煤、鐳射和沼氣等能源都屬於二次能源。

3、按能源性質分,有燃料型能源(煤炭、石油、天然氣、泥炭、木材)和非燃料型能源(水能、風能、地熱能、海洋能)。人類利用自己體力以外的能源是從用火開始的,最早的燃料是木材,以後用各種化石燃料,如煤炭、石油、天然氣、泥炭等。現正研究利用太陽能、地熱能、風能、潮汐能等新能源。

當前化石燃料消耗量很大,但地球上這些燃料的儲量有限。未來鈾和釷將提供世界所需的大部分能量。一旦控制核聚變的技術問題得到解決,人類實際上將獲得無盡的能源。

4、根據能源消耗後是否造成環境汙染可分為汙染型能源和清潔型能源,汙染型能源包括煤炭、石油等,清潔型能源包括水力、電力、太陽能、風能以及核能等。

5、根據能源使用的型別又可分為常規能源和新型能源。常規能源包括一次能源中的可再生的水力資源和不可再生的煤炭、石油、天然氣等資源。新型能源是相對於常規能源而言的,包括太陽能、風能、地熱能、海洋能、生物能以及用於核能發電的核燃料等能源。

由於新能源的能量密度較小,或品位較低,或有間歇性,按已有的技術條件轉換利用的經濟性尚差,還處於研究、發展階段,只能因地制宜地開發和利用;但新能源大多數是再生能源。資源豐富,分佈廣闊,是未來的主要能源之一。

6、人們通常按能源的形態特徵或轉換與應用的層次對它進行分類。世界能源委員會推薦的能源型別分為:固體燃料、液體燃料、氣體燃料、水能、電能、太陽能、生物質能、風能、核能、海洋能和地熱能。

其中,前三個型別統稱化石燃料或化石能源。已被人類認識的上述能源,在一定條件下可以轉換為人們所需的某種形式的能量。比如薪柴和煤炭,把它們加熱到一定溫度,它們能和空氣中的氧氣化合並放出大量的熱能。

我們可以用熱來取暖、做飯或製冷,也可以用熱來產生蒸汽,用蒸汽推動汽輪機,使熱能變成機械能;也可以用汽輪機帶動發電機,使機械能變成電能;如果把電送到工廠、企業、機關、農牧林區和住戶,它又可以轉換成機械能、光能或熱能。

7、商品能源和非商品能源 凡進入能源市場作為商品銷售的如煤、石油、天然氣和電等均為商品能源。國際上的統計數字均限於商品能源。非商品能源主要指薪柴和農作物殘餘(秸稈等)。

2023年,世界上的非商品能源約為0.6太瓦年,相當於6億噸標準煤。據估計,中國2023年的非商品能源約合2.

9億噸標準煤。

8、再生能源和非再生能源 人們對一次能源又進一步加以分類。凡是可以不斷得到補充或能在較短週期內再產生的能源稱為再生能源,反之稱為非再生能源。風能、水能、海洋能、潮汐能、太陽能和生物質能等是可再生能源;煤、石油和天然氣等是非再生能源。

地熱能基本上是非再生能源,但從地球內部巨大的蘊藏量來看,又具有再生的性質。核能的新發展將使核燃料迴圈而具有增殖的性質。核聚變的能比核裂變的能可高出 5~10倍,核聚變最合適的燃料重氫(氘)又大量地存在於海水中,可謂「取之不盡,用之不竭」。

核能是未來能源系統的支柱之一。

隨著全球各國經濟發展對能源需求的日益增加,現在許多發達國家都更加重視對可再生能源、環保能源以及新型能源的開發與研究;同時我們也相信隨著人類科學技術的不斷進步,專家們會不斷開發研究出更多新能源來替代現有能源,以滿足全球經濟發展與人類生存對能源的高度需求,而且我們能夠預計地球上還有很多尚未被人類發現的新能源正等待我們去探尋與研究。

趨勢[編輯本段]

新能源發展現狀和趨勢

部分可再生能源利用技術已經取得了長足的發展,並在世界各地形成了一定的規模。目前,生物質能、太陽能、風能以及水力發電、地熱能等的利用技術已經得到了應用。

國際能源署(iea)對2000~2023年國際電力的需求進行了研究,研究表明,來自可再生能源的發電總量年平均增長速度將最快。iea的研究認為,在未來30年內非水利的可再生能源發電將比其他任何燃料的發電都要增長得快,年增長速度近6%在2000~2023年間其總發電量將增加5倍,到2023年,它將提供世界總電力的4.4%,其中生物質能將佔其中的80%。

目前可再生能源在一次能源中的比例總體上偏低,一方面是與不同國家的重視程度與政策有關,另一方面與可再生能源技術的成本偏高有關,尤其是技術含量較高的太陽能、生物質能、風能等據iea的**研究,在未來30年可再生能源發電的成本將大幅度下降,從而增加它的競爭力。可再生能源利用的成本與多種因素有關,因而成本**的結果具有一定的不確定性。但這些**結果表明了可再生能源利用技術成本將呈不斷下降的趨勢。

我國**高度重視可再生能源的研究與開發。國家經貿委制定了新能源和可再生能源產業發展的「十五」規劃,並制定頒佈了《中華人民共和國可再生能源法》,重點發展太陽能光熱利用、風力發電、生物質能高效利用和地熱能的利用。近年來在國家的大力扶持下,我國在風力發電、海洋能潮汐發電以及太陽能利用等領域已經取得了很大的進展。

新能源(或稱可再生能源更貼切)主要有:太陽能、風能、地熱能、生物質能等。生物質能在經過了幾十年的探索後,國內外許多專家都表示這種能源方式不能大力發展,它不但會搶奪人類賴以生存的土地資源,更將會導致社會不健康發展;地熱能的開發和空調的使用具有同樣特性,如大規模開發必將導致區域地面表層土壤環境遭到破壞,必將引起再一次生態環境變化;而風能和太陽能對於地球來講是取之不盡、用之不竭的健康能源,他們必將成為今後替代能源主流。

太陽能發電具有佈置簡便以及維護方便等特點,應用面較廣,現在全球裝機總容量已經開始追趕傳統風力發電,在德國甚至接近全國發電總量的5%-8%,隨之而來的問題令我們意想不到,太陽能發電的時間侷限性導致了對電網的衝擊,如何解決這一問題成為能源界的一大困惑。

風力發電在19世紀末就開始登上歷史的舞臺,在一百多年的發展中,一直是新能源領域的獨孤求敗,由於它造價相對低廉,成了各個國家爭相發展的新能源首選,然而,隨著大型風電場的不斷增多,佔用的土地也日益擴大,產生的社會矛盾日益突出,如何解決這一難題,成了我們又一困惑。

早在2023年,muce就為了開拓穩定的海島通訊電源而開展一項研究,經過六年多研究和實踐,終於將一種成熟的新型應用方式muce風光互補系統向社會推廣,這種系統採用了我國自主研製的新型垂直軸風力發電機(h型)和太陽能發電進行10:3地結合,形成了相對穩定的電力輸出。在建築上、野外、通訊基站、路燈、海島均進行了實際應用,獲得了大量可靠的使用資料。

這一系統的研究成果將為我國乃至世界的新能源發展帶來了新的動力。

新型垂直軸風力發電機(h型)突破了傳統的水平軸風力發電機啟動風速高、噪音大、抗風能力差、受風向影響等缺點,採取了完全不同的設計理論,採用了新型結構和材料,達到微風啟動、無噪音、抗12級以上臺風、不受風向影響等效能,可大量用於別墅、多層及高層建築、路燈等中小型應用場合。以它為主建立的風光互補發電系統,具有電力輸出穩定、經濟性高、對環境影響小等優點,也解決了太陽能發展中對電網衝擊等影響。

隨著能源危機日益臨近,新能源已經成為今後世界上的主要能源之一。其中太陽能已經逐漸走入我們尋常的生活,風力發電偶爾可以看到或聽到,可是它們作為新能源如何在實際中去應用?新能源的發展究竟會是怎樣的格局?

這些問題將是我們在今後很長時間裡需要探索的。

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