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能源发展历程

2020-04-06 01:23能源百科 人已围观

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  让每个人平等地提升自我2020-02-11向TA提问最低0.27元/天开通百度文库会员,可在文库查看完整内容>

  【摘要】能源是人类社会发展的基石,是世界经济增长的动力。纵观历史,每一次生产力的飞跃、科技的进步莫不与能源变革息息相关。现今,随着经济的快速发展,能源的消耗也越来越大,能源短缺日益成为制约当今社会发展的重要因素。石油、天然气等化石燃料还能供人类开采多少年?太阳能、核能等新能源发展为何如此缓慢?本文将通过大量的数据分析回顾能源发展历程,展望未来新能源前景。

  在远古时代,火的发现及利用,使人类告别了“茹毛饮血”的生活,开始了漫长的以柴薪为主要能源的时代。

  一直到18世纪,英国纺织机、蒸汽机的发明,标志着第一次工业革命爆发,机械力开始大规模代替人力。低热值的木材已经满足不了巨大的能源需求,煤炭工业开始在全球迅猛发展,煤炭以其高热值、分布广的优点成为全球第一大能源。煤炭工业的发展随之也带动了钢铁工业、铁路运输、军事工业等的迅速发展,大大促进了世界工业化进程,这次能源变革也称之为第二次能源革命。煤炭时代所推动的世界经济发展超过了以往数千年的时间,但是,煤炭带来的污染也引发了全球环境危机,伦敦这个工业大城市也因此成为名副其实的“雾都”,一场新的能源革命已迫在眉睫。

  第二次工业革命以来,特别是二战以后,世界能源消耗与日俱增,呈已赞过已踩过你对这个回答的评价是?评论收起

  能源是人类活动的物质基础。在某种意义上讲,人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界,能源的发展,能源和环境,是全世界、全人类共同关心的问题,也是我国社会经济发展的重要问题。

  “能源”这一术语,过去人们谈论得很少,正是两次石油危机使它成了人们议论的热点。能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力,是人类赖以生存的基础。自工业革命以来,能源安全问题就开始出现。在全球经济高速发展的今天,国际能源安全已上升到了国家的高度,各国都制定了以能源供应安全为核心的能源政策。在此后的二十多年里,在稳定能源供应的支持下,世界经济规模取得了较大增长。但是,人类在享受能源带来的经济发展、科技进步等利益的同时,也遇到一系列无法避免的能源安全挑战,能源短缺、资源争夺以及过度使用能源造成的环境污染等问题威胁着人类的生存与发展。

  那么,究竟什么是“能源”呢?关于能源的定义,目前约有20种。例如:《科学技术百科全书》说:“能源是可从其获得热、光和动力之类能量的资源”;《大英百科全书》说:“能源是一个包括着所有燃料、流水、阳光和风的术语,人类用适当的转换手段便可让它为自己提供所需的能量”;《日本大百科全书》说:“在各种生产活动中,我们利用热能、机械能、光能、电能等来作功,5元以下的股票可利用来作为这些能量源泉的自然界中的各种载体,称为能源”;我国的《能源百科全书》说:“能源是可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任一形式能量的载能体资源。”可见,能源是一种呈多种形式的,且可以相互转换的能量的源泉。

  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.可似的可第十六道路.

  能源种类繁多,而且经过人类不断的开发与研究,更多新型能源已经开始能够满足人类需求。根据不同的划分方式,能源也可分为不同的类型。

  1、按来源分为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。

  ①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。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。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。

  ③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。地球可分为地壳、地幔和地核三层,它是一个大热库。地壳就是地球表面的一层,一般厚度为几公里至70公里不等。地壳下面是地幔,它大部分是熔融状的岩浆,厚度为2900公里。火山爆发一般是这部分岩浆喷出。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。

  2、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)。根据产生的方式可分为一次能源(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并没有经过加工或转换的能量资源,一次能源包括可再生的水力资源和不可再生的煤炭、石油、天然气资源,其中包括水、石油和天然气在内的三种能源是一次能源的核心,它们成为全球能源的基础;除此以外,太阳能、风能、地热能、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范围内;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。

  3、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。未来铀和钍将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。

  4、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。

  5、根据能源使用的类型又可分为常规能源和新型能源。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、生物能以及用于核能发电的核燃料等能源。由于新能源的能量密度较小,或品位较低,或有间歇性,按已有的技术条件转换利用的经济性尚差,还处于研究、发展阶段,只能因地制宜地开发和利用;但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。

  6、人们通常按能源的形态特征或转换与应用的层次对它进行分类。世界能源委员会推荐的能源类型分为:固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能。其中,前三个类型统称化石燃料或化石能源。已被人类认识的上述能源,在一定条件下可以转换为人们所需的某种形式的能量。比如薪柴和煤炭,把它们加热到一定温度,它们能和空气中的氧气化合并放出大量的热能。我们可以用热来取暖、做饭或制冷,也可以用热来产生蒸汽,用蒸汽推动汽轮机,使热能变成机械能;也可以用汽轮机带动发电机,使机械能变成电能;如果把电送到工厂、企业、机关、农牧林区和住户,它又可以转换成机械能、光能或热能。

  7、商品能源和非商品能源 凡进入能源市场作为商品销售的如煤、石油、天然气和电等均为商品能源。国际上的统计数字均限于商品能源。非商品能源主要指薪柴和农作物残余(秸秆等)。1975年,世界上的非商品能源约为0.6太瓦年,相当于6亿吨标准煤。据估计,中国1979年的非商品能源约合2.9亿吨标准煤。

  8、再生能源和非再生能源 人们对一次能源又进一步加以分类。凡是可以不断得到补充或能在较短周期内再产生的能源称为再生能源,反之称为非再生能源。风能、水能、海洋能、潮汐能、太阳能和生物质能等是可再生能源;煤、石油和天然气等是非再生能源。地热能基本上是非再生能源,但从地球内部巨大的蕴藏量来看,又具有再生的性质。核能的新发展将使核燃料循环而具有增殖的性质。核聚变的能比核裂变的能可高出 5~10倍,核聚变最合适的燃料重氢(氘)又大量地存在于海水中,可谓“取之不尽,用之不竭”。核能是未来能源系统的支柱之一。

  随着全球各国经济发展对能源需求的日益增加,现在许多发达国家都更加重视对可再生能源、环保能源以及新型能源的开发与研究;同时我们也相信随着人类科学技术的不断进步,专家们会不断开发研究出更多新能源来替代现有能源,以满足全球经济发展与人类生存对能源的高度需求,而且我们能够预计地球上还有很多尚未被人类发现的新能源正等待我们去探寻与研究。

  部分可再生能源利用技术已经取得了长足的发展,并在世界各地形成了一定的规模。目前,生物质能、太阳能、风能以及水力发电、地热能等的利用技术已经得到了应用。

  国际能源署(IEA)对2000~2030年国际电力的需求进行了研究,研究表明,来自可再生能源的发电总量年平均增长速度将最快。IEA的研究认为,在未来30年内非水利的可再生能源发电将比其他任何燃料的发电都要增长得快,年增长速度近6%在2000~2030年间其总发电量将增加5倍,到2030年,它将提供世界总电力的4.4%,其中生物质能将占其中的80%。

  目前可再生能源在一次能源中的比例总体上偏低,一方面是与不同国家的重视程度与政策有关,另一方面与可再生能源技术的成本偏高有关,尤其是技术含量较高的太阳能、生物质能、风能等据IEA的预测研究,在未来30年可再生能源发电的成本将大幅度下降,从而增加它的竞争力。可再生能源利用的成本与多种因素有关,因而成本预测的结果具有一定的不确定性。但这些预测结果表明了可再生能源利用技术成本将呈不断下降的趋势。

  我国政府高度重视可再生能源的研究与开发。国家经贸委制定了新能源和可再生能源产业发展的“十五”规划,并制定颁布了《中华人民共和国可再生能源法》,重点发展太阳能光热利用、风力发电、生物质能高效利用和地热能的利用。近年来在国家的大力扶持下,我国在风力发电、海洋能潮汐发电以及太阳能利用等领域已经取得了很大的进展。

  新能源(或称可再生能源更贴切)主要有:太阳能、风能、地热能、生物质能等。生物质能在经过了几十年的探索后,国内外许多专家都表示这种能源方式不能大力发展,它不但会抢夺人类赖以生存的土地资源,更将会导致社会不健康发展;地热能的开发和空调的使用具有同样特性,如大规模开发必将导致区域地面表层土壤环境遭到破坏,必将引起再一次生态环境变化;而风能和太阳能对于地球来讲是取之不尽、用之不竭的健康能源,他们必将成为今后替代能源主流。

  太阳能发电具有布置简便以及维护方便等特点,应用面较广,现在全球装机总容量已经开始追赶传统风力发电,在德国甚至接近全国发电总量的5%-8%,随之而来的问题令我们意想不到,太阳能发电的时间局限性导致了对电网的冲击,如何解决这一问题成为能源界的一大困惑。

  风力发电在19世纪末就开始登上历史的舞台,在一百多年的发展中,一直是新能源领域的独孤求败,由于它造价相对低廉,成了各个国家争相发展的新能源首选,然而,随着大型风电场的不断增多,占用的土地也日益扩大,产生的社会矛盾日益突出,如何解决这一难题,成了我们又一困惑。

  早在2001年,MUCE就为了开拓稳定的海岛通信电源而开展一项研究,经过六年多研究和实践,终于将一种成熟的新型应用方式MUCE风光互补系统向社会推广,这种系统采用了我国自主研制的新型垂直轴风力发电机(H型)和太阳能发电进行10:3地结合,形成了相对稳定的电力输出。在建筑上、野外、通信基站、路灯、海岛均进行了实际应用,获得了大量可靠的使用数据。这一系统的研究成果将为我国乃至世界的新能源发展带来了新的动力。

  新型垂直轴风力发电机(H型)突破了传统的水平轴风力发电机启动风速高、噪音大、抗风能力差、受风向影响等缺点,采取了完全不同的设计理论,采用了新型结构和材料,达到微风启动、无噪音、抗12级以上台风、不受风向影响等性能,可大量用于别墅、多层及高层建筑、路灯等中小型应用场合。以它为主建立的风光互补发电系统,具有电力输出稳定、经济性高、对环境影响小等优点,也解决了太阳能发展中对电网冲击等影响。

  随着能源危机日益临近,新能源已经成为今后世界上的主要能源之一。其中太阳能已经逐渐走入我们寻常的生活,风力发电偶尔可以看到或听到,可是它们作为新能源如何在实际中去应用?新能源的发展究竟会是怎样的格局?这些问题将是我们在今后很长时间里需要探索的。

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