haihongyuan.com
海量文库 文档专家
全站搜索:
您现在的位置:首页 > 初中教育 > 科学科学

对人类未来能源问题的探索

发布时间:2013-12-24 09:05:22  

宁夏师范学院化学与化学工程学院 对人类未来能源问题的探索

指导教师 马文霞

姓 名 李 翔

学 号院 系 化学与化学工程学院

专 业 科学教育

2013年6月16日

目 录

摘要 .................................................... 1

关 键 字 : ............................................. 1

0 前言 .................................................. 2

1 天然气 ................................................ 2

2 核能 .................................................. 3

3 风能 .................................................. 3

4 水能 .................................................. 4

5 氢能 .................................................. 4

6 太阳能 ................................................ 4

7 结 论 ................................................. 6

参考文献 ................................................ 6

摘 要:你认为21世纪中期的主要能源是什么?人类如何最终解决能源问题?温室效应,厄尔尼诺现象,臭氧层空洞,冰山融化海平面上升,水土流失,空气污染,水污染??人来在生产生活中获取消耗能源的同时破坏了自然环境的行为和方式;同时,随着人类工业化的不断推进,人们对于能源的需要求将会继续增加:在过去15年时间里,人类对能源的消费需求每年都在以1.5%的速度递增。在今后的20年时间里,这种能源需求每年会以2%的速度递增,在31年后其能源消耗量将会增加一倍。尽管石油以及煤炭等化石能源在21世纪仍然能够满足人类的需求,但这些能源最终将会在某一天消耗殆尽,人类将可能会面临严重的能源危机。因此,我们必须大力推动洁净能源的开发应用,减少污染,提高能源使用效率。

关键字 :能源问题;洁净能源;主要能源

1

0 前言

人类社会发展所需的主要能源基本是按照含碳量越来越低的趋势演变的,先是木材,然后是煤炭,现在主要是石油,接着将是天然气,最后则是不含碳的氢气、太阳能、风能等。

经济全球化带来的是能源的紧缺。随着世界经济和社会的迅速发展,人类对能源的需求量急剧增加,可以说人类从来没有像现在这样对能源有这么大的依靠度。常规能源价格节节攀升,使新能源成为世界关注的焦点,出于战略的考虑,各国会越来越重视新能源行业的发展,无论从政策还是资金上都会加大对其的扶持力度。可以预见的是,依赖科技的发展,太阳能、风能等替代能源和新能源行业将获得良好发展机遇。

关于21世纪中期的主要能源的问题,我的观点是到21世纪中期,人来还是会以天然气、石油、煤炭为主要能源,核能、风能、水能、太阳能、氢能等新能源将会得到很大发展并且做为辅助能源。为什么把天然气放在第一位,且天然气、石油和煤炭仍然会作为主要能源的原因在下面会做详细分析。

而关于人类如何最终解决能源问题的探讨,我认为,人类最终的能源来源很难判定,因为“技术是解决能源问题的途径”,未来的科技发展到何种地步产生出何种新能源是一个未知数。但是就目前而言,我们可以断定,在不久的将来,各种清洁高效的新能源将会作为人类的主要能源,尤其是太阳能和氢能。

技术是解决能源问题的途径,而不是资源本身。这是我在学习了“21世纪新能源”之后,有了新的认识所形成并且坚持的观点。

1 天然气

在未来新能源发展成为人类的主要能源之前,石油和天然气的主力能源地位 2

还将维持相当长的时间。根据计算,石油资源在未来两个世纪是不会枯竭的,而天然气将成为21世纪的主导能源形式。天然气是21世纪消费量增长最快的能源,石油和煤炭消费领域里有70%以上都可以用天然气取代。由于天然气具有较好的经济性与环保性,成为市场上最受欢迎的能源品种,在传统能源中增长最快。

预计天然气需求年均增长近2%,到2030年将占能源供应总量的25%。《石油的色彩》中说“到2020年,石油和煤炭在世界能源消费中的比例将分别降到18%和23%,但是天然气的比重就将增加到48%”,我认为石油的地位不会下降得那么快,但天然气毋庸置疑将会很大部分上取代石油的位置。

“天然气——21世纪的能源主角”已成为人们的共识。我国、俄罗斯、中亚、中东和亚太地区天然气储量都极为可观。除了常规天然气外,世界上还存在储量巨大的非常规天然气储量,如天然气水合物,即“可燃冰”,它被视为未来的清洁能源。我国南海海底的天然气水合物储量就相当于我国现有石油储量的一半。然而,虽然由于天然气水合物大部分赋存于低温高压的深海海域,开采和利用难度大,还容易扰动海底环境,一旦开采不当,导致甲烷气体大量泄漏,可能会造成海啸、海底滑坡、海水毒化、温室效应等灾害。所以开发“可燃冰”的技术还不够成熟,在它成为人类能源之前还需要一定的科技发展。天然气将是21世纪的能源主角,加快天然气工业的发展将成为不可扭转的趋势。

2 核能

在新能源开发中比较现实的是核能,它将逐渐发展成为新世纪的一种重要能源。我们可以预测在不久的将来,核聚变能可能成为核能新秀。利用核裂变,人们已经通过反应堆加以人工控制,实现了原子能发电。要使核聚变释放出的巨大的能量转变为电能,即实现核聚变发电。也必须对核聚变实行人工控制,使其按照人们的需要有的序地进行,这就是受控核聚变。核能发电具有很多优点:不会造成空气污染,不会加重温室效应,核能发电所需要的原料铀储量丰富提炼成本低。但同时也存在问题:资源利用率低,核废料成为危害生物圈的潜在因素,处理技术不完善,核电建设投资费用大,风险较高。

3 风能

风能未来将会取得非常迅速的发展,全球风能产业的前景相当乐观,各国政府不断出台的可再生能源鼓励政策,将为该产业未来几年的迅速发展提供巨大动 3

力。风能具有可再生、永不枯竭、无污染等特点,综合社会效益高。但尽管在理想条件下,虽然风能利用的成本比较低,但仍高于化石燃料,风能受地形、气候、风力的变化影响较大,连续性较差,转换效率较低,技术还不够成熟。所以风能的发展也值得期待。

4 水能

水能是一种可再生能源,是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。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。水能资源最显著的特点是可再生、无污染,它是常规能源。开发水能对江河的综合治理和综合利用具有积极作用,对促进国民经济发展,改善能源消费结构,缓解由于消耗煤炭、石油资源所带来的环境污染有重要意义,因此世界各国都把开发水能放在能源发展战略的优先地位。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。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。

5 氢能

氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,越来越多的国家开始将开发氢能列为重要的新能源项目,开发高效率、低成本生产氢的工艺。氢能被认为具有长期利用的潜力,具有高温高能,热能集中,可再生,来源广泛,应用范围广的优点。但也存在几个问题,第一,氢不是一种能源来源,在自然界不能自由存在。第二,氢必须从石油、天然气或水等其它物质中分离出来,成本比较昂贵,氢的分离也要消耗能量,从水中分离氢则能耗更高,与等量的石油相比,氢的热值也较低。第三,氢既不容易储存,也没有相关设施来生产、运输和销售氢燃料。氢燃料利用各环节的安全性也值得关注。在《石油的色彩》一书中作者预见,在未来的两个世纪里,氢将会作为从碳氢化合物中衍生出来的烯料进入到世界经济领域中来,而它最终将会从碳氢化合物中产生出来,并且主要将来源于水。

6 太阳能

太阳能以其清洁环保、取之不竭在全球范围受到了追捧,被认为是二十一世纪的新能源之首,发展前景极为被看好。只有太阳能才能满足人们更进一步的需 4

求,这种更加清洁的能源将会取之不尽,用之不竭。太阳能具有普遍,无害,利用太阳能不会污染环境,它是最清洁的能源之一,在环境污染越来越严重的今天,这一点是极其宝贵的。太阳能储量巨大可再生。但同时太阳能具有分散性和不稳定性,开发成本高效率低等缺点。太阳能具有巨大的利用潜力,但成本目前大大高于风能,数倍于化石燃料,利用也是断断续续的。太阳能开发难度大,短时间内很难实现大规模利用;太阳能利用还受矿物能源供应,政治和战争等因素的影响,发展道路比较曲折。尽管如此,从总体来看,20世纪取得的太阳能科技进步仍比以往任何一个世纪都大。太阳能利用与世界可持续发展和环境保护紧密结合,全球共同行动,为实现世界太阳能发展战略而努力,保证太阳能事业的长期发展,注意科技成果转化为生产力,发展太阳能产业,加速商业化进程,扩大太阳能利用领域和规模,太阳能在人类的未来能源结构中必将占据着主导地位。

太阳能和氢能等清洁高效能源将会成为未来人类的主要能源。

新能源是二十一世纪世界经济发展中最具决定力的五大技术领域之一。但新能源短期内根本发展不起来,短期内无法取代石油,这是一种社会时代的惯性。

太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源。在新实际中,各国政府都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容。太阳能发电具有安全可靠、无噪声、无污染、制约少、故障率低、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。

未来太阳能资源的集中开发无疑会使使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。根据目前太阳产生的核能速率估算,氢的贮量足够维持上百亿年,而地球的寿命也约为几十亿年,从这个意义上讲,可以说太阳的能量是用之不竭的。

在太阳能的利用方面,出了太阳能发电之外目前国际上已经从晶体硅、薄膜太阳能电池开发进入了有机分子电池、生物分子筛选乃至于合成生物学与光合作用生物技术开发的生物能源的太阳能技术新领域。在将来研发出利用太阳能能源制造氢的技术,将会成为一个很大的热门。

5

人类面对未来的能源危机和日益加重的环境问题,新能源的开发和利用,逐渐替代传统能源的主导地位,成为一个必然趋势。

我们期待着科学技术完全转化为产业优势。

7 结 论

科学技术主导能源未来。

短时间内我们的主要任务,是利用先进的科学技术在设施齐全成熟油田扩大产量和加快新产地生产能力建设,以满足石油和天然气不断增长的需要。以促进石油和天然气的勘探、开发和利用。

科技发展与技术进步,逐渐提高新能源应用技术水平,推动新能源取得新发展,新能源的开发方案和商业应用都是建立在依靠技术进步的基础之上。在新能源的开发过程中,新技术的综合应用将会降低生产成本,使消费市场得到较经济实惠的能源,推进新市场的开发。

只有逐渐抛弃污染环境的能源并开发利用新能源,一个清洁美丽的星球才能持久一点, 当然太阳也早晚会耗尽的,不过到时候, 如果允许的话, 我可以去其他星系去采集能量, 去其他星体上去居住,那就是很远之后的事情了。 参考文献 [1] 苏亚新.《新能源与可再生能源概论》.北京.化学工业出版社,2006,(03)

[2] 李传统.《新能源与可再生能源技术——21世纪能源与动力》,2005,(9)

[3] 王革华.《新能源概论》.化学工业出版社, 2006,(08)

[4] (美)迈克尔·埃克诺米迪斯.《石油的色彩》.石油工业出版社,2002,(01)

[5] 钱伯章.《新能源:后石油时代的必然选择》.北京.化学工业出版社. 2007-5 6

网站首页网站地图 站长统计
All rights reserved Powered by 海文库
copyright ©right 2010-2011。
文档资料库内容来自网络,如有侵犯请联系客服。zhit326@126.com