现在正在研究的新能源有哪些
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时间:2024-08-17 13:10:50
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现在正在研究的新能源有哪些【专家解说】:一、能源的概念人类的生活和一切活动过程都在使用和消耗能量,诸如机械能、热能、电能、光能、声能、化学能等等。这些能量有的可从自然资源中直接得到
【专家解说】:一、能源的概念
人类的生活和一切活动过程都在使用和消耗能量,诸如机械能、热能、电能、光能、声能、化学能等等。这些能量有的可从自然资源中直接得到,有些则需要通过转化才能获得。凡是能够直接或者经过转换而产生所需能量的含能资源(比较集中的含能物或含能过程)统称为能源。如木柴、煤炭、石油为含能物,而水力、风力、潮汐则为含能过程。
地球上的能源形成和来源可归纳为三类:
1、以太阳能为源泉的能源。
(1)太阳的直接辐射能;
(2)通过水蒸发降雨和空气流动转化而成的水能、风能等;
(3)通过生物过程,由古代积存下来的有机物质转化而来的矿物(化石)燃料如煤炭、石油、天然气等,以及正在生长的柴薪等。
2、来自地球本身的能源-地热、核燃料。
3、地球和其他天体相互作用而产生的能量,如潮汐能。
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二、能源的分类
能源的形式是多种多样的,常按其来源、性质、转换和使用特征来进行分类。
凡自然界中现成存在,并可直接取得而不改变其基本形态的能源,称为"一次能源"或"天然能源",如煤炭、石油,水能等。由一次能源经过加工或转换而得到的另一种能源产品,称为"二次能源",如汽油、蒸汽、电力等等。一次能源又可按它们能否不断再生和得到补充,分为"可再生能源"(如太阳能,水能、生物质能等)和"非再生能源"(如煤炭、石油、核燃料等)。
在不同历史时期,已被人类广泛使用的能源称为"常规能源"。对正在研究开发,技术上尚未完全成熟的,称为"新能源"。当今的新能源为风能、太阳能、地热能等等。
无论一次能源或二次能源都又可分为燃料能源和非燃料能源两种。燃料能源又分为矿物燃料、生物燃料、化工燃料和核燃料四类。非燃料能源有含机械能的风、水、潮汐等含能过程,含热能的地热、工业余热、含光能的太阳能、激光、以及电能和自然界的闪电。
根据使用中对环境污染情况,将无污染或污染小的能源,称?quot;清洁能源",如水能,太阳能,氢等。对污染较大的称为"非清洁能源",如煤炭、石油燃料和核燃料等。
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三、能源与环境
生态环境是人类在地球上赖以生存的空间条件。人类在这个环境中获取各种资源(包括能源)和生产人类需要的产品。在获取资源和生产过程中也在不断地改变着周围的环境。只要有人类的生产活动,必然会改变地球的生态环境。
生态环境的改变既然是人们的行为造成的(对某些天灾暂作别论),其变化就会有三种情况:
(1)改善生态环境。如植树造林,治理水域,美化城市等等;
(2)尽量减少或弥补对环境的恶化。如对各种污染源的治理;
(3)使环境进一步恶化。如不断排放各种有害物,乱砍乱伐,破坏植物等。
下面将与使用能源有关的因素对生态环境的影响予以讨论。
(一)大气污染
对人类生态环境危害最大的因素来自大气污染,主要以下几种:
1、烟尘
烟尘是由燃烧烟气中的炭黑和其他粉尘所组成,炭黑的颗粒只有0.5一1微米,就是常见黑烟中的烟怠。粉尘是烟气中的飞灰,其中颗粒大于10微米的称落尘,小于10微米者称飘尘.
烟尘的成分复杂,除污染环境外,尚含有致癌物如芘、蒽等。人吸入粉尘,除滞留在鼻腔和支气管外,还有一部分进入肺泡,是肺癌的主要致病源。
2、二氧化硫
二氧化硫SO2,是一种无色但有臭味的气体,主要来自含硫燃料的燃烧。
SO2对人体危害是不容忽视的。它不但刺激粘膜,更重要的是当它被吸入肺中时会引发各种疾病,它对植物的生长也有致命的影响,甚至还会使金属及其制品锈蚀。
此外SO2:在某些催化剂的作用下会形成硫酸烟雾,这种烟雾进一步凝聚就是人们常说的酸雨,酸雨对植物的生长具有极大的危害。
3、氮的氧化物NOx
NOx也主要来自燃烧,有NO、NO2、N20、N202和N2O5等,但主要是NO和NO2。
NO的浓度大时,毒性也大,它会使人及生物的血液缺氧,并引起神经麻痹。NO2的毒性比SO2和NO还大,而且对心脏、肝脏、肾脏、造血组织等都有危害。
4、一氧化碳CO
人们在日常生活中,对燃烧不完全产生大量CO导致中毒的事例极为熟悉。
世界每年CO的排放量约2亿多吨。据统计,每1000辆汽车每年就排放CO约3吨多。
(二)渣污染
渣污染主要指在进行生产活动中的遗弃物如废料、排污等所造成的污染。能源利用所形成的渣污染主要表现在开发采掘过程中的一些遗弃物,如报废的矿坑及渣石废料,油田周边地残留物等。这些遗弃物不但占用了土地,损伤地质原貌,而且还破坏了土壤结构,危害了生物的正常生长,以及淤塞河床、污染水质等等。
(三)热污染-地球的温室现象
有如下两点被认为是对人类未来社会具有深刻影响的结论:
(1)自然界的温室效应使地球比其他时期变得更暖;
(2)温室效应是人类活动中排放的气体使空气中所谓"温室气体"浓度的增加所引起的。
事实是,近期以来,地球表面温度确实在变暖,近100年已上升近0.7℃(图l-9)。当今这种上升趋势仍在继续,估计如不采取措施,至2025年有可再上升0.45-1.3℃,这说明温室效应正在一天天威胁着人类的生存。
现已查明,温室气体主要就是CO2,以及CH4、NOx等。CO2具有相当大的热辐射和吸收能力,当它吸收了地球的辐射热后,大部分又重新辐射回地球,只将其中一部分辐射至宇宙空间,这就将地球上逐渐增多的热能被阻滞在地球空间,于是产生温室效应。
各种燃料燃烧时放出的CO2量,若折合成碳计算,煤为0.023g/kJ,石油为0.019g/kJ,天然气为0.013g/kJ。人类在不断增加能源消费的同时,大气中C02浓度也在不断增加。
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