論能源的未來
我國主要電力供應是火力發(fā)電。火力發(fā)電的一次能源主要是煤炭。據(jù)有關專家計算,而我國可供開采的煤礦藏量最多可開采50年。設想50年后
對此,眾多電力工作者在努力研究新的能源供電方式。提出所謂無污染的綠色能源。也就是對人類居住的地球沒有任何污染的能源。
無污染的綠色能源,除了風能之外還有太陽能、水能、沼氣發(fā)電、垃圾發(fā)電、地熱能發(fā)電、潮汐能發(fā)電等等。這些能源(除垃圾發(fā)電在燃燒垃圾過程中可能產生有害物資)的使用對人類賴依生存的地球和人類本身不會造成危害。風能是利用風力機將風能轉化為電能、熱能、機械能等各種形式的能量,用于發(fā)電、提水、助航、制冷和制熱等。風力發(fā)電是主要的開發(fā)利用方式。中國的風能總儲量估計為1.6×109千瓦,列世界第三位,有廣闊的開發(fā)前景。風能是一種自然能源,由于風的方向及大小都變幻不定,因此其經濟性和實用性由風車的安裝地點、方向、風速等多種因素綜合決定。
長期以來,人們就一直在努力研究利用太陽能。我們地球所接受到的太陽能,只占太陽表面發(fā)出的全部能量的二十億分之一左右,這些能量相當于全球所需總能量的3-4萬倍。
太陽能和石油、煤炭等礦物燃料不同,不會導致溫室效應和全球性氣候變化,也不會造成環(huán)境污染。正因為如此,太陽能的利用受到許多國家的重視,大家正在競相開發(fā)各種光電新技術和光電新型材料,以擴大太陽能利用的應用領域。特別是在近10多年來,在石油可開采量日漸見底和生態(tài)環(huán)境日益惡化這兩大危機的夾擊下,我們越來越企盼著“太陽能時代”的到來。從發(fā)電、取暖、供水到各種各樣的太陽能動力裝置,其應用十分廣泛,在某些領域,太陽能的利用已開始進入實用階段。
對于核電站,人們有許多誤解,其實核能發(fā)電是一種清潔、高效的能源獲取方式。對于核裂變,核燃料是鈾、钚等元素,核聚變的燃料則是氘、氚等物質。有些物質,例如釷,本身并非核燃料,但經過核反應可以轉化為核燃料。我們把核燃料和可以轉化為核燃料的物質總稱為核資源。
近年來,許多發(fā)展中國家雖然都制訂了一系列鼓勵民企投資小水電的政策。由于小水電站投資小、風險低、效益穩(wěn)、運營成本比較低,在國家各種優(yōu)惠政策的鼓勵下,全國掀起了一股投資建設小水電站的熱潮,尤其是近年來,由于全國性缺電嚴重,民企投資小水電如雨后春筍,悄然興起。國家鼓勵合理開發(fā)和利用小水電資源的總方針是確定的,2003年開始,特大水電投資項目也開始向民資開放。2005年,根據(jù)國務院和水利部的“十一五”計劃和2015年發(fā)展規(guī)劃,中國將對民資投資小水電以及小水電發(fā)展給予更多優(yōu)惠政策。
氫是一種二次能源,一種理想的新的含能體能源,在人類生存的地球上,雖然氫是最豐富的元素,但自然氫的存在極少。因此必需將含氫物質加工后方能得到氫氣。最豐富的含氫物質是水,其次就是各種礦物燃料(煤、石油、天然氣)及各種生物質等。氫不但是一種優(yōu)質燃料,還是石油、化工、化肥和冶金工業(yè)中的重要原料和物料。石油和其他化石燃料的精煉需要氫,如烴的增氫、煤的氣化、重油的精煉等;化工中制氨、制甲醇也需要氫。氫還用來還原鐵礦石。用氫制成燃料電池可直接發(fā)電。采用燃料電池和氫氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電,其能量轉換效率將遠高于現(xiàn)有的火電廠。隨著制氫技術的進步和貯氫手段的完善,氫能將在21世紀的能源舞臺上大展風采。
地熱是指來自地下的熱能資源。我們生活的地球是一個巨大的地熱庫,僅地下10千米厚的一層,儲熱量就達1.05×1026焦耳,相當于9.95×1015標準煤所釋放的熱量。地熱能在世界很多地區(qū)應用相當廣泛。老的技術現(xiàn)在依然富有生命力,新技術業(yè)已成熟,并且在不斷地完善。在能源的開發(fā)和技術轉讓方面,未來的發(fā)展?jié)摿ο喈敶蟆5責崮苁翘焐蛢Υ嬖诘叵碌模皇芴鞖鉅顩r的影響,既可作為基本負荷能使用,也可根據(jù)需要提供使用。
海洋能通常指蘊藏于海洋中的可再生能源,主要包括潮汐能、波浪能、海流能、海水溫差能、海水鹽差能等。海洋能蘊藏豐富,分布廣,清潔無污染,但能量密度低,地域性強,因而開發(fā)困難并有一定的局限。開發(fā)利用的方式主要是發(fā)電,其中潮汐發(fā)電和小型波浪發(fā)電技術已經實用化。波浪能發(fā)電利用的是海面波浪上下運動的動能。1910年,法國的普萊西克發(fā)明了利用海水波浪的垂直運動壓縮空氣,推動風力發(fā)動機組發(fā)電的裝置,把1千瓦的電力送到岸上,開創(chuàng)了人類把海洋能轉變?yōu)殡娔艿南群印D壳耙验_發(fā)出60-450千瓦的多種類型波浪發(fā)動裝置。
此外,還有生物質能,是指植物葉綠素將太陽能轉化為化學能貯存在生物質內部的能量,目前發(fā)展中的開發(fā)利用技術主要是,通過熱化學轉換技術將固體生物質轉換成可燃氣體、焦油等,通過生物化學轉換技術將生物質在微生物的發(fā)酵作用下轉換成沼氣、酒精等,通過壓塊細蜜成型技術將生物質壓縮成高密度固體燃料等。
能源是現(xiàn)代社會賴以生存和發(fā)展的基礎,清潔燃料的供給能力密切關系著國民經濟的可持續(xù)性發(fā)展,是國家戰(zhàn)略安全保障的基礎之一。中國是能源消耗大國,2000年一次能源消費量為7.5億噸油當量,僅次于美國成為世界第二大能源消費國,到本世紀中葉中國全面達到小康水平時,一次能源的消費量將達到30多億噸油當量。然而目前中國人均一次能源的消費量不到美國的1/18,僅為世界平均水平的1/3。與世界一次能源構成不同的是中國以煤為主,煤占一次能源的比例為63.6%,由于煤的高效、潔凈利用難度大,使用過程中已對人類的生存環(huán)境帶來嚴重的污染。另一方面中國人均能源資源嚴重不足,人均石油儲量不到世界平均水平的1/10,人均煤炭儲量僅為世界平均值的1/2。預計到2010年,中國石油供需缺口1億噸,天然氣缺口400億立方米。因此,開發(fā)潔凈可再生能源已成為緊迫的課題。
責任編輯:售電小陳
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