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一次能源

时间:2020-03-01来源:未知 作者:admin点击:
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  按能源的基本形态分类,能源可分为一次能源和二次能源。一次能源是指自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源,又称天然能源,如煤炭、石油、天然气、水能等

  按能源的基本形态分类,能源可分为一次能源和二次能源。一次能源,即天然能源,指在自然界现成存在的能源,如如煤炭、石油、天然气、水能等

  是指由一次能源经过加工转换以后得到的能源,包括电能、汽油、柴油液化石油气氢能等。二次能源又可以分为“过程性能源”和“含能体能源”,电能就是应用最广的过程性能源,而汽油和柴油是目前应用最广的含能体能源。

  二次能源亦可解释为自一次能源中,所再被使用的能源,例如将煤燃烧产生蒸气能推动发电机,所产生的电能即可称为二次能源。

  或者电能被利用后,经由电风扇,再转化成风能,这时风能亦可称为二次能源,二次能源与一次能源间必定有一定程度的损耗。

  二次能源和一次能源不同,它不是直接取自自然界,只能由一次能源加工转换以后得到,因此严格的说它不是“能源”,而应称之为“二次能”。能源危机,可再生能源等都不涉及二次能源。

  煤是古代的植物体因为地壳运动而埋没地下,在适宜的地质环境中经过漫长年代的演变而成的,含碳量一般为46%~97%。煤是重要的燃料和化学工业原料。煤在地球上的储量非常丰富。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。

  煤是由有机物质和无机物质混合组成的。煤中有机物质主要由碳(C)、氢(H)氧(O)、氮(N)四种元素构成,还有一些元素则组成煤中的无机物质,主要有硫(S)、磷(P)以及稀有元素等 。在我国,煤炭资源主要分布在山西、陕西、内蒙古、黑龙江、辽宁、山东几个省区,著名的大型煤矿有大同煤矿、东胜煤矿、神府煤矿等。

  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。

  石油是仅次于煤的化石燃料,它是一种天然的黄色、褐色或黑色的流动或半流动的黏稠的可燃液体烃类混合物。石油也称为“原油”。它可以被加工成各种馏分,包括天然气、汽油、石脑油、煤油、柴油、润滑油、石蜡以及其他许多种衍生产品,是最重要的液体燃料和化工原料。

  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。

  天然气是除煤和石油之外的另一种重要的一次能源。它燃烧时有很高的发热值,对环境的污染也较小,而且还是一种重要的化工原料。天然气的生成过程同石油类似,但比石油更容易生成。

  天然气主要由甲烷、乙烷、丙烷和丁烷等烃类组成,其中甲烷占80%~90%。天然气通常可以分为纯天然气、石油伴生气、凝析气和矿井气4种。

  水能是自然界广泛存在的一次能源。它可以通过水力发电站方便地转换为优质的二次能源——

  。 “水电”既是被广泛利用的常规能源,又是可再生能源。而且水力发电对环境无污染,因此水能是世界上众多能源中永不枯竭的优质能源。

  水资源的利用(即通常所说的水利开发)就是要充分合理地利用江河水域的地上和地下水源,以获得最高的综合效益。水能利用是一项系统工程,其任务是根据国民经济发展的需要和水资源条件,在河流规划和电力系统规划的基础上,拟定出最优的水资源利用方案。我国土地辽阔,河流众多,径流丰沛,落差巨大,蕴藏着丰富的水能资源。据估计,我国河流水能资源的理论蕴藏量为6.76亿kW,年发电量为59 200亿kW·h,不论是水能资源的理论蕴藏量,还是可能开发的水能资源,中国在世界各国中均居第一位。

  水力资源的开发方式是按照集中落差而选定,大致有三种基本方式,即堤坝式、引水式和混合式。但这三种开发方式还要各适用一定的河段自然条件。按不同的开发方式修建起来的水电站,其枢纽布置、建筑物组成等也截然不同,故水电站也随之而分为堤坝式、引水式和混合式三种基本类型。

  太阳能既是一次能源,又是可再生能源。它资源丰富,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染。但太阳能也有两个主要缺点:一是能流密度低;二是其强度受各种因素的影响不能维持常量。这两大缺点大大限制了太阳能的有效利用。

  人类对太阳能的利用已有悠久历史。太阳能利用主要包括太阳能热利用和太阳能光利用。 太阳能热利用应用很广,如太阳能热水、供暖和制冷;太阳能干燥农副产品、药材和木材;太阳能淡化海水;太阳能热动力发电等。 太阳能光利用主要是太阳能光伏发电和太阳能制氢。

  太阳光从上而下照射大气层,使之升温。又由于地球的自转和公转,地面附近各处受热不均,大气温差发生变化,引起空气流动。空气在水平方向上的流动就形成了风。由于风有一定的质量和速度,并且有一定温度,因此它具有能量。太阳辐射到地球的光能大约有2%转变为风能。尽管如此,风能的数量依然很大。它相当于全球目前每年耗煤能量的1 000倍以上。

  风能利用历史悠久,我国是世界上最早利用风能的国家之一。 风能是利用风力机将风能转化为电能、热能、机械能等各种形式的能量,用于发电、提水、助航、致冷和致热等。

  我们人类居住的这个星球,很像是一个巨大的“热水瓶”,外凉内热,而且是越往里温度越高。人们把蕴藏于地球内部的热能称为“地热能”。地球通过火山爆发和温泉外溢等途径,将其内部蕴藏的热能源源不断地输送到地面上来。现代人们常说的温泉,就是人类的祖先在很久以前就开始利用的一种地热能。不过,人类对地热能的大规模开发利用,可以说现在才刚刚起步。因此地热能是一种开发潜力很大的新型能源。

  目前世界上大约有120多个国家和地区,已经发现和开采的地热泉及地热井多达7500多处。对于地热能的开发利用,目前主要是在采暖、发电、育种、温室栽培和洗浴等方面。地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类。

  海洋是一个巨大的能源宝库,仅大洋中的波浪、潮汐、海流等动能和海洋温度差、盐度差能等的存储量高达天文数字。这些海洋能源都是取之不尽、用之不竭的可再生能源。海洋能源通常指海洋中所蕴藏的可再生的自然能源,主要为潮汐能、波浪能、海流能(潮流能)、海水温差能和海水盐差能。更广义的海洋能源还包括海洋上空的风能、海洋表面的太阳能以及海洋生物质能等。究其成因,潮汐能和潮流能来源于太阳和月亮对地球的引力变化,其他均源于太阳辐射。

  海洋能在海洋总水体中的蕴藏量巨大,而单位体积、单位面积、单位长度所拥有的能量较小。这就是说,要想得到大能量,就得从大量的海水中获得。 它具有可再生性。海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力,只要太阳、月球等天体与地球共存,这种能源就会再生,就会取之不尽,用之不竭。

  生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式,一种以生物质为载体的能量,它直接或间接地来源于植物的光合作用,在各种可再生能源中,生物质能是独特的,它是贮存的太阳能,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。

  生物质是仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源,在整个能源系统占有重要地位。生物质能一直是人类赖以生存的重要能源之一,就其能源当量而言,是仅次于煤、油、天然气而列第四位的能源,在世界能源消耗中,生物质能占总能耗的14%,但在发展中国家占40%以上。

  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。核能发电的方法有许多种,台湾地区使用的是沸水式核能发电与压水式核能发电。核能除了发电为主要应用外,在农业、医学、工业科技……等各方面都有很多的用途。如农业:利用它来使蔬菜水果保持新鲜、改良品种、防止病虫害等功能;在医学上可以用它来杀伤癌细胞治疗癌症等多方面的功能核电厂投资金额庞大、施工耗时、适宜兴建的厂址难求。最大的缺 点是放射性核废料处置与安全问题。优点是核燃料取得较容易、原料的运输与储存方便、需要量不多、且安全存量的开支少。

  核能的实际利用有两种方法:一是目前已达到实用阶段的重核裂变方法,这就是核裂变反应堆的原理;二是目前还处于研究试验阶段的轻核聚变方法,这就是核聚变反应的原理 。

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