能源發(fā)展歷程

【專家解說(shuō)】：概述 [編輯本段] 能源是人類活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。在某種意義上講，人類社會(huì)的發(fā)展離不開優(yōu)質(zhì)能源的出現(xiàn)和先進(jìn)能源技術(shù)的使用。在當(dāng)今世界，能源的發(fā)展，能源和環(huán)境，是全世界、全人類共同關(guān)心的問(wèn)題，也是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要問(wèn)題。 “能源”這一術(shù)語(yǔ)，過(guò)去人們談?wù)摰煤苌?，正是兩次石油危機(jī)使它成了人們議論的熱點(diǎn)。能源是整個(gè)世界發(fā)展和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的最基本的驅(qū)動(dòng)力，是人類賴以生存的基礎(chǔ)。自工業(yè)革命以來(lái)，能源安全問(wèn)題就開始出現(xiàn)。在全球經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，國(guó)際能源安全已上升到了國(guó)家的高度，各國(guó)都制定了以能源供應(yīng)安全為核心的能源政策。在此后的二十多年里，在穩(wěn)定能源供應(yīng)的支持下，世界經(jīng)濟(jì)規(guī)模取得了較大增長(zhǎng)。但是，人類在享受能源帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科技進(jìn)步等利益的同時(shí)，也遇到一系列無(wú)法避免的能源安全挑戰(zhàn)，能源短缺、資源爭(zhēng)奪以及過(guò)度使用能源造成的環(huán)境污染等問(wèn)題威脅著人類的生存與發(fā)展。 那么，究竟什么是“能源”呢？關(guān)于能源的定義，目前約有20種。例如：《科學(xué)技術(shù)百科全書》說(shuō)：“能源是可從其獲得熱、光和動(dòng)力之類能量的資源”；《大英百科全書》說(shuō)：“能源是一個(gè)包括著所有燃料、流水、陽(yáng)光和風(fēng)的術(shù)語(yǔ)，人類用適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換手段便可讓它為自己提供所需的能量”；《日本大百科全書》說(shuō)：“在各種生產(chǎn)活動(dòng)中，我們利用熱能、機(jī)械能、光能、電能等來(lái)作功，可利用來(lái)作為這些能量源泉的自然界中的各種載體，稱為能源”；我國(guó)的《能源百科全書》說(shuō)：“能源是可以直接或經(jīng)轉(zhuǎn)換提供人類所需的光、熱、動(dòng)力等任一形式能量的載能體資源?！笨梢?，能源是一種呈多種形式的，且可以相互轉(zhuǎn)換的能量的源泉。 確切而簡(jiǎn)單地說(shuō)，能源是自然界中能為人類提供某種形式能量的物質(zhì)資源。 通常凡是能被人類加以利用以獲得有用能量的各種來(lái)源都可以稱為能源。 能源亦稱能量資源或能源資源。是指可產(chǎn)生各種能量（如熱量、電能、光能和機(jī)械能等）或可作功的物質(zhì)的統(tǒng)稱。是指能夠直接取得或者通過(guò)加工、轉(zhuǎn)換而取得有用能的各種資源，包括煤炭、原油、天然氣、煤層氣、水能、核能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮堋⑸镔|(zhì)能等一次能源和電力、熱力、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. 分類 [編輯本段] 能源種類繁多，而且經(jīng)過(guò)人類不斷的開發(fā)與研究，更多新型能源已經(jīng)開始能夠滿足人類需求。根據(jù)不同的劃分方式，能源也可分為不同的類型。 1、按來(lái)源分為3類：地球本身蘊(yùn)藏的能量 通常指與地球內(nèi)部的熱能有關(guān)的能源和與原子核反應(yīng)有關(guān)的能源。 ①來(lái)自地球外部天體的能源（主要是太陽(yáng)能）。除直接輻射外，并為風(fēng)能、水能、生物能和礦物能源等的產(chǎn)生提供基礎(chǔ)。人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來(lái)自太陽(yáng)。正是各種植物通過(guò)光合作用把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能在植物體內(nèi)貯存下來(lái)。煤炭、石油、天然氣等化石燃料也是由古代埋在地下的動(dòng)植物經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代形成的。它們實(shí)質(zhì)上是由古代生物固定下來(lái)的太陽(yáng)能。此外，水能、風(fēng)能、波浪能、海流能等也都是由太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換來(lái)的。 ②地球本身蘊(yùn)藏的能量。如原子核能、地?zé)崮艿取? ③地球和其他天體相互作用而產(chǎn)生的能量。如潮汐能。溫泉和火山爆發(fā)噴出的巖漿就是地?zé)岬谋憩F(xiàn)。地球可分為地殼、地幔和地核三層，它是一個(gè)大熱庫(kù)。地殼就是地球表面的一層，一般厚度為幾公里至70公里不等。地殼下面是地幔，它大部分是熔融狀的巖漿，厚度為2900公里?；鹕奖l(fā)一般是這部分巖漿噴出。地球內(nèi)部為地核，地核中心溫度為2000度?？梢?，地球上的地?zé)豳Y源貯量也很大。 2、按能源的基本形態(tài)分類，有一次能源和二次能源。前者即天然能源，指在自然界現(xiàn)成存在的能源，如煤炭、石油、天然氣、水能等。后者指由一次能源加工轉(zhuǎn)換而成的能源產(chǎn)品，如電力、煤氣、蒸汽及各種石油制品等。一次能源又分為可再生能源（水能、風(fēng)能及生物質(zhì)能）和非再生能源（煤炭、石油、天然氣、油頁(yè)巖等）。根據(jù)產(chǎn)生的方式可分為一次能源（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沒(méi)有經(jīng)過(guò)加工或轉(zhuǎn)換的能量資源，一次能源包括可再生的水力資源和不可再生的煤炭、石油、天然氣資源，其中包括水、石油和天然氣在內(nèi)的三種能源是一次能源的核心，它們成為全球能源的基礎(chǔ)；除此以外，太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、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圍?nèi)；二次能源則是指由一次能源直接或間接轉(zhuǎn)換成其他種類和形式的能量資源，例如：電力、煤氣、汽油、柴油、焦炭、潔凈煤、激光和沼氣等能源都屬于二次能源。 3、按能源性質(zhì)分，有燃料型能源（煤炭、石油、天然氣、泥炭、木材）和非燃料型能源（水能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能）。人類利用自己體力以外的能源是從用火開始的，最早的燃料是木材，以后用各種化石燃料，如煤炭、石油、天然氣、泥炭等?，F(xiàn)正研究利用太陽(yáng)能、地?zé)崮堋L(fēng)能、潮汐能等新能源。當(dāng)前化石燃料消耗量很大，但地球上這些燃料的儲(chǔ)量有限。未來(lái)鈾和釷將提供世界所需的大部分能量。一旦控制核聚變的技術(shù)問(wèn)題得到解決，人類實(shí)際上將獲得無(wú)盡的能源。 4、根據(jù)能源消耗后是否造成環(huán)境污染可分為污染型能源和清潔型能源，污染型能源包括煤炭、石油等，清潔型能源包括水力、電力、太陽(yáng)能、風(fēng)能以及核能等。 5、根據(jù)能源使用的類型又可分為常規(guī)能源和新型能源。常規(guī)能源包括一次能源中的可再生的水力資源和不可再生的煤炭、石油、天然氣等資源。新型能源是相對(duì)于常規(guī)能源而言的，包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽?、生物能以及用于核能發(fā)電的核燃料等能源。由于新能源的能量密度較小，或品位較低，或有間歇性，按已有的技術(shù)條件轉(zhuǎn)換利用的經(jīng)濟(jì)性尚差，還處于研究、發(fā)展階段,只能因地制宜地開發(fā)和利用;但新能源大多數(shù)是再生能源。資源豐富，分布廣闊，是未來(lái)的主要能源之一。 6、人們通常按能源的形態(tài)特征或轉(zhuǎn)換與應(yīng)用的層次對(duì)它進(jìn)行分類。世界能源委員會(huì)推薦的能源類型分為：固體燃料、液體燃料、氣體燃料、水能、電能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、核能、海洋能和地?zé)崮堋Ｆ渲?，前三個(gè)類型統(tǒng)稱化石燃料或化石能源。已被人類認(rèn)識(shí)的上述能源，在一定條件下可以轉(zhuǎn)換為人們所需的某種形式的能量。比如薪柴和煤炭，把它們加熱到一定溫度，它們能和空氣中的氧氣化合并放出大量的熱能。我們可以用熱來(lái)取暖、做飯或制冷，也可以用熱來(lái)產(chǎn)生蒸汽，用蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)，使熱能變成機(jī)械能；也可以用汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，使機(jī)械能變成電能；如果把電送到工廠、企業(yè)、機(jī)關(guān)、農(nóng)牧林區(qū)和住戶，它又可以轉(zhuǎn)換成機(jī)械能、光能或熱能。 7、商品能源和非商品能源 凡進(jìn)入能源市場(chǎng)作為商品銷售的如煤、石油、天然氣和電等均為商品能源。國(guó)際上的統(tǒng)計(jì)數(shù)字均限于商品能源。非商品能源主要指薪柴和農(nóng)作物殘余（秸稈等）。1975年，世界上的非商品能源約為0.6太瓦年，相當(dāng)于6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。據(jù)估計(jì)，中國(guó)1979年的非商品能源約合2.9億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。 8、再生能源和非再生能源 人們對(duì)一次能源又進(jìn)一步加以分類。凡是可以不斷得到補(bǔ)充或能在較短周期內(nèi)再產(chǎn)生的能源稱為再生能源，反之稱為非再生能源。風(fēng)能、水能、海洋能、潮汐能、太陽(yáng)能和生物質(zhì)能等是可再生能源；煤、石油和天然氣等是非再生能源。地?zé)崮芑旧鲜欠窃偕茉?，但從地球?nèi)部巨大的蘊(yùn)藏量來(lái)看，又具有再生的性質(zhì)。核能的新發(fā)展將使核燃料循環(huán)而具有增殖的性質(zhì)。核聚變的能比核裂變的能可高出 5～10倍，核聚變最合適的燃料重氫（氘）又大量地存在于海水中，可謂“取之不盡，用之不竭”。核能是未來(lái)能源系統(tǒng)的支柱之一。 隨著全球各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源需求的日益增加，現(xiàn)在許多發(fā)達(dá)國(guó)家都更加重視對(duì)可再生能源、環(huán)保能源以及新型能源的開發(fā)與研究；同時(shí)我們也相信隨著人類科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，專家們會(huì)不斷開發(fā)研究出更多新能源來(lái)替代現(xiàn)有能源，以滿足全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人類生存對(duì)能源的高度需求，而且我們能夠預(yù)計(jì)地球上還有很多尚未被人類發(fā)現(xiàn)的新能源正等待我們?nèi)ヌ綄づc研究。 趨勢(shì) [編輯本段] 新能源發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì) 部分可再生能源利用技術(shù)已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，并在世界各地形成了一定的規(guī)模。目前，生物質(zhì)能、太陽(yáng)能、風(fēng)能以及水力發(fā)電、地?zé)崮艿鹊睦眉夹g(shù)已經(jīng)得到了應(yīng)用。 國(guó)際能源署（IEA）對(duì)2000～2030年國(guó)際電力的需求進(jìn)行了研究，研究表明，來(lái)自可再生能源的發(fā)電總量年平均增長(zhǎng)速度將最快。IEA的研究認(rèn)為，在未來(lái)30年內(nèi)非水利的可再生能源發(fā)電將比其他任何燃料的發(fā)電都要增長(zhǎng)得快，年增長(zhǎng)速度近6%在2000～2030年間其總發(fā)電量將增加5倍，到2030年，它將提供世界總電力的4.4%，其中生物質(zhì)能將占其中的80%。 目前可再生能源在一次能源中的比例總體上偏低，一方面是與不同國(guó)家的重視程度與政策有關(guān)，另一方面與可再生能源技術(shù)的成本偏高有關(guān)，尤其是技術(shù)含量較高的太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、風(fēng)能等據(jù)IEA的預(yù)測(cè)研究，在未來(lái)30年可再生能源發(fā)電的成本將大幅度下降，從而增加它的競(jìng)爭(zhēng)力?？稍偕茉蠢玫某杀九c多種因素有關(guān)，因而成本預(yù)測(cè)的結(jié)果具有一定的不確定性。但這些預(yù)測(cè)結(jié)果表明了可再生能源利用技術(shù)成本將呈不斷下降的趨勢(shì)。 我國(guó)政府高度重視可再生能源的研究與開發(fā)。國(guó)家經(jīng)貿(mào)委制定了新能源和可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“十五”規(guī)劃，并制定頒布了《中華人民共和國(guó)可再生能源法》，重點(diǎn)發(fā)展太陽(yáng)能光熱利用、風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)能高效利用和地?zé)崮艿睦?。近年?lái)在國(guó)家的大力扶持下，我國(guó)在風(fēng)力發(fā)電、海洋能潮汐發(fā)電以及太陽(yáng)能利用等領(lǐng)域已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展。 新能源（或稱可再生能源更貼切）主要有：太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能等。生物質(zhì)能在經(jīng)過(guò)了幾十年的探索后，國(guó)內(nèi)外許多專家都表示這種能源方式不能大力發(fā)展，它不但會(huì)搶奪人類賴以生存的土地資源，更將會(huì)導(dǎo)致社會(huì)不健康發(fā)展；地?zé)崮艿拈_發(fā)和空調(diào)的使用具有同樣特性，如大規(guī)模開發(fā)必將導(dǎo)致區(qū)域地面表層土壤環(huán)境遭到破壞，必將引起再一次生態(tài)環(huán)境變化；而風(fēng)能和太陽(yáng)能對(duì)于地球來(lái)講是取之不盡、用之不竭的健康能源，他們必將成為今后替代能源主流。 太陽(yáng)能發(fā)電具有布置簡(jiǎn)便以及維護(hù)方便等特點(diǎn)，應(yīng)用面較廣，現(xiàn)在全球裝機(jī)總?cè)萘恳呀?jīng)開始追趕傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電，在德國(guó)甚至接近全國(guó)發(fā)電總量的5%-8%，隨之而來(lái)的問(wèn)題令我們意想不到，太陽(yáng)能發(fā)電的時(shí)間局限性導(dǎo)致了對(duì)電網(wǎng)的沖擊，如何解決這一問(wèn)題成為能源界的一大困惑。 風(fēng)力發(fā)電在19世紀(jì)末就開始登上歷史的舞臺(tái)，在一百多年的發(fā)展中，一直是新能源領(lǐng)域的獨(dú)孤求敗，由于它造價(jià)相對(duì)低廉，成了各個(gè)國(guó)家爭(zhēng)相發(fā)展的新能源首選，然而，隨著大型風(fēng)電場(chǎng)的不斷增多，占用的土地也日益擴(kuò)大，產(chǎn)生的社會(huì)矛盾日益突出，如何解決這一難題，成了我們又一困惑。 早在2001年，MUCE就為了開拓穩(wěn)定的海島通信電源而開展一項(xiàng)研究，經(jīng)過(guò)六年多研究和實(shí)踐，終于將一種成熟的新型應(yīng)用方式MUCE風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)向社會(huì)推廣，這種系統(tǒng)采用了我國(guó)自主研制的新型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)（H型）和太陽(yáng)能發(fā)電進(jìn)行10：3地結(jié)合，形成了相對(duì)穩(wěn)定的電力輸出。在建筑上、野外、通信基站、路燈、海島均進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用，獲得了大量可靠的使用數(shù)據(jù)。這一系統(tǒng)的研究成果將為我國(guó)乃至世界的新能源發(fā)展帶來(lái)了新的動(dòng)力。 新型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)（H型）突破了傳統(tǒng)的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)啟動(dòng)風(fēng)速高、噪音大、抗風(fēng)能力差、受風(fēng)向影響等缺點(diǎn)，采取了完全不同的設(shè)計(jì)理論，采用了新型結(jié)構(gòu)和材料，達(dá)到微風(fēng)啟動(dòng)、無(wú)噪音、抗12級(jí)以上臺(tái)風(fēng)、不受風(fēng)向影響等性能，可大量用于別墅、多層及高層建筑、路燈等中小型應(yīng)用場(chǎng)合。以它為主建立的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，具有電力輸出穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)性高、對(duì)環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，也解決了太陽(yáng)能發(fā)展中對(duì)電網(wǎng)沖擊等影響。 隨著能源危機(jī)日益臨近，新能源已經(jīng)成為今后世界上的主要能源之一。其中太陽(yáng)能已經(jīng)逐漸走入我們尋常的生活，風(fēng)力發(fā)電偶爾可以看到或聽到，可是它們作為新能源如何在實(shí)際中去應(yīng)用？新能源的發(fā)展究竟會(huì)是怎樣的格局？這些問(wèn)題將是我們?cè)诮窈蠛荛L(zhǎng)時(shí)間里需要探索的。