引言能源是现阶段全世界普遍关注的问题,因为能源的短缺而造成的问题日益突出,并得到想到的重视,所以新能源的开发以及旧能源的的合理利用已经成为不可忽视的以及值得所有人的重视。
1 能源的分类一、按照来源分为3 类:地球本身蕴藏的能量通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。
来自地球外部天体的能源(主要是太阳能)。
除直接辐射外,并为风能、水能、生物能和矿物能源等的产生提供基础。
人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。
正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。
它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。
此外,水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。
地球本身蕴藏的能量。
如原子核能、地热能等。
地球和其他天体相互作用而产生的能量。
如潮汐能。
温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。
地球内部为地核,地核中心温度为2000 度。
可见,地球上的地热资源贮量也很大。
二、按能源的基本形态分类,有一次能源和二次能源。
前者即天然能源,指在自然界现成存在的能源,如煤炭、石油、天然气、水能等。
后者指由一次能源加工转换而成的能源产品,如电力、煤气、蒸汽及各种石油制品等。
一次能源又分为可再生能源(水能、风能及生物质能)和非再生能源(煤炭、石油、天然气、油页岩等);二次能源则是指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源,例如:电力、煤气、汽油、柴油、焦炭、洁净煤、激光和沼气等能源都属于二次能源。
三、按能源性质分有燃料型能源(煤炭、石油、天然气、泥炭、木材)和非燃料型能源(水能、风能、地热能、海洋能)。
人类利用自己体力以外的能源是从用火开始的,最早的燃料是木材,以后用各种化石燃料,如煤炭、石油、天然气、泥炭等。
现正研究利用太阳能、地热能、风能、潮汐能等新能源。
当前化石燃料消耗量很大,但地球上这些燃料的储量有限。
未来铀和钍会提供世界所需的大部分能量。
一旦控制核聚变的技术问题得到解决,人类实际上将获得无尽的能源。
四、根据能源消耗后是否造成环境污染可分为污染型能源和清洁型能源,污染型能源包括煤炭、石油等,清洁型能源包括水力、电力、太阳能、风能以及核能等。
五、根据能源使用的类型又可分为常规和新型能源。
利用技术上成熟,使用比较普遍的能源叫做常规能源。
包括一次能源中的可再生的水力资源和不可再生的煤炭、石油、天然气等资源。
新近利用或正在着手开发的能源叫做新型能源。
新型能源是相对于常规能源而言的,包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能、氢能以及用于核能发电的核燃料等能源。
新能源大多数是再生能源。
资源丰富,分布广阔,是未来的主要能源之一。
2、我国的主要能源2、1 煤炭资源煤炭一直作为我们的主要利用资源,与生活息息相关,而丰富的煤炭资源也正好提供了我们的开发利用,所以我们直到现在,无论多少新型能源的开发,也离不开煤炭对我们的帮助,现在虽然煤炭的重要位置逐渐已被石油所代替,但在今后相当长的一段时间内,由于石油的日渐枯竭,必然走向衰败,而煤炭因为储量巨大,加之科学技术的飞速发展,煤炭汽化等新技术日趋成熟,并得到广泛应用,煤炭必将成为人类生产生活中的必不可少的能源。
2、1、1 煤炭资源的概念煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。
一种固体可燃有机岩,主要由植物遗体经生物化学作用,埋藏后再经地质作用转变而成。
俗称煤炭。
煤炭被人们誉为黑色的金子,工业的食粮,它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一。
2、1、2 煤炭的储量 中国煤炭资源丰富,除上海以外其它各省区均有分布,但分布极不均衡。
在中国北方的大兴 安岭-太行山、贺兰山之间的地区,地理范围包括煤炭资源量大于 1000 亿吨以上的内蒙古、山西、陕西、宁夏、甘肃、河南 6 省区的全部或大部,是中国煤炭资源集中分布的地区,其 资源量占全国煤炭资源量的 50%左右,占中国北方地区煤炭资源量的55%以上。
在中国南方, 煤炭资源量主要集中于贵州、云南、四川三省,这三省煤炭资源量之和为 3525.74 亿吨,占 中国南方煤炭资源量的 91.47%;探明保有资源量也占中国南方探明保有资源量的 90%以上。
我国煤炭从储量相当丰富,仅次于苏联、美国,所以在能源结构中以煤为主将持续很长一段 时间。
2、 1、3 煤炭的用途 煤炭的用途十分广泛,可以根据其使用目的总结为两大主要用途: 动力煤主要用来: 1、发电用煤 2、蒸汽机车用煤 3、建材用煤 用煤 6、冶金用动力煤 炼焦煤的主要用途是炼焦炭, 焦炭由焦煤或混合煤高温冶炼而成, 能炼一吨焦炭。
焦炭多用于炼钢, 是目前钢铁等行业的主要生产原料,本食粮”。
2、 2 核能 核能作为一种新型能源,越来越得到人类的重视,因为化学与物理的发展,原子核与原子知 识的越来越了解, 人们开始认识到, 这种组成世间物质的原子可以提供极其广阔的研究环境, 而人们从它们身上得到的不仅仅是研究价值,而且是极其丰富的利用价值。
所以越来越多的 好处被人们发现,核电厂的建设更是一种对于人类的发展具有重要意义的。
而且核能作为一 种能源,更是极大的缓解的现阶段能源不足的压力,值得人们对它进行更深的研究。
2、 2、1 核能的概念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;,其中 E=能量,m=质量,c=光速常量。
核能通过三种核反应之一释放:1、核裂变,打开原子核的结 合力。
2、核聚变,原子的粒子熔合在一起。
3、核衰变,自然的慢得多的裂变形式。
2、 2、 2 核能的用途核能的用处很多,其主要用途为发电,其过程是:核能7水和水蒸气的内能7发电机转子的 机械能7电能。
其次甚至可为微型装置提供动力。
因为微型装置的动力极其复杂,用一些宏观的动力装置来 运转和它们是很耗费能源的,所以这些微型装置的能源不是靠转动的涡轮机来发电,而是利 用微量的放射性物质,通过它们的衰变来产生电能。
2、 3 水能 提起水能,也许很多人会一愣的,因为很多人没听说过,但是水能现在已经成为不可忽 视的能源之一,一位它不污染环境,仅此一条也许就可成为科学家不得不研究的。
而且还不 仅仅如此,它还是一种可再生能源。
在中国水能变得更加值得研究,更加作为一种能源能够 成为不可忽视。
2、3、 1 水能的概念 水能是一种可再生能源,水能或称为水力发电,是运用水的势能和动能转换成电能来发电的 方式。
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。
狭义的水能是指河流水能 . 人们目前最易开 发和利用的比较成熟的水能也是河流能源 . 以水力发电的工厂称为水力发电厂,简称水电厂, 又称水电站。
2、3、2 水能的利用 水能主要用于水力发电,其优点是成本低、可连续再生、无污染。
缺点是分布受水文、气候、 地貌等自然条件的限制大。
开发利用水体蕴藏的能量的生产技术。
天然河道或海洋内的水体, 具有位能、压能和动能三种机械能。
水能利用主要是指对水体中位能部分的利用。
水能利用 的另一种方式是通过水轮泵或水锤泵扬水。
其原理是将较大流量和较低水头形成的能量直接 转换成与之相当的较小流量和较高水头的能量。
虽然在转换过程中会损失一部分能量,但在 交通不便和缺少电力的偏远山区进行农田灌溉、村镇给水等,仍不失其应用价值。
(1) 动力煤, (2) 炼焦煤。
一般工业锅炉用煤 5、生活 4、 一般 1.3 吨左右的焦煤才被喻为钢铁工业的 “基2、4 地热能地热能是来自地球深处的可再生热能。
它来源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。
地下水的深处循环和来自极深处的岩浆侵入到地壳后,把热量从地下深处带至近表层。
在有些地方,热能随自然涌出的热蒸汽和水而到达地面,这种热能的储量相当大。
所以我国现阶段研究的能源也包括地热能,虽然由于目前经济上可行的钻探深度仅在3000m以内,再加上热储空间地质条件的限制(例如资源的高温环境和高盐度),因而只有当热能运移并在浅层局部富集时,才形成可供开发利用的地热田。
2、4、1 地热能的概念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7000C,而在80至100公英里的深度处,温度会降至650至1200C。
透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1至5公里的地壳,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。
地热能是可再生资源。
2、4、2 地热能的利用相对于太阳能和风能的不稳定性,地热能是较为可靠的可再生能源,这让人们相信地热能可以作为煤炭、天然气和核能的最佳替代能源。
另外,地热能确实是较为理想的清洁能源,能源蕴藏丰富并且在使用过程中不会产生温室气体,对地球环境不产生危害。
地热能和其他可再生能源起步阶段一样,地热能形成产业的过程中面临的最大问题来自于技术和资金。
可再生能源的发展一般能够得到政府优惠政策的支持,例如税收减免、政府补贴以及获得优先贷款的权力。
在相关优惠政策的指引下,投资者们将更有兴趣对地热项目进行投资建设。
所以地热能的发展空间是相当之大的。
2、5 生物能生物能作为一种能够污染环境的能源,虽然不被很多人所认可,但是现阶段能源大量开发中仍然占有很大一部分比例,因为它廉价,而中国能用到一些新型能源以及无污染环境的能源的人毕竟相对与整个中国来说还是少数的,例如燃烧植物残渣,使植物变成沼气来利用等等,在中国得到广泛的利用。
2、5、1 生物能概念生物能是以生物为载体将太阳能以化学能形式贮存的一种能量,它直接或间接地来源于植物的光合作用,其蕴藏量极大,仅地球上的植物,每年生产量就像当于目前人类消耗矿物能的20 倍。
在各种可再生能源中,生物质是贮存的太阳能,更是一种唯一可再生的碳源,可转化成常规的固态、液态和气态燃料。
据估计地球上每年植物光合作用固定的碳达2x1011t ,含能量达3x1021j 。
2、5、2 生物能的利用发展生物能源产业必须具备资源条件、技术条件和体制条件。
我国发展生物能源产业有着巨大的资源潜力。
我国人口多,虽然可作为生物能源的粮食、油料资源很少,但是可作为生物能源的生物质资源有着巨大的潜力。
如农作物秸秆尚有60%可用于能源用途,约合2.1 亿吨标煤,有约 40%的森林开采剩余物未加工利用,现有可供开发的生物质能源至少能达 吨标煤, 同时还有约 1.33 亿公顷宜农宜林荒山荒地, 可以用于发展能源农业和能源林业。
展生物能源产业,利用农林废弃物,开发宜林荒地,培育与生产生物能源资源,增加了农民 的就业机会。