未來的能源?。「?00字！原創(chuàng)滴~一共要四種

【專家解說】：我們未來的能源 我們每天都離不開能源，在大街上跑的汽車絕大部分是以汽油或柴油為動力的，而汽油和柴油是以地下開采的石油提煉出來的；在家里煮飯大部分用的是煤氣與天然氣。 據(jù)測算，月球上的氦-3儲量大約有100萬噸到500萬噸，甚至有人估算有5億噸。 如果哪一天地下的石油、煤、天然氣都開采完了，怎么辦？也許，用不著100年，地球上的地下能源就會枯竭。到那時，因為沒有電，電視機開不了、空調(diào)無法啟動、電腦成廢物、甚至到晚上連電燈也無法開亮；因為沒有石油和煤的資源，飛機、火車、輪船、汽車通通都開不動了。這樣一來，我們就只能坐馬車或騎自行車去學校上課啦，而且晚上大是部分 都一片漆黑，晚上在家做作業(yè)就只能燒柴火來照明了。 人類早就千方百計地從太陽能、水能、風能、生物能中尋找新的替代能源。這些能源都很重要，但專家們認為，它們都有自身的局限性。太陽能的能流密度太低，隨晝夜、晴雨、季節(jié)的變化很大，難以成為大規(guī)模的工業(yè)能源，只能滿足家庭以及一些特殊需要；水能增長的速度跟不上能耗增長速度，并對生態(tài)、生物鏈產(chǎn)生難以估量的影響；風能、地熱能、潮汐能的資源和利用也各有局限，在未來的能源開發(fā)中作用不大；生物能倒是一種可以大規(guī)模使用的再生能源，但再生速度也難以趕不能源消耗增長的需要 科學家們近年來發(fā)現(xiàn)在我們并不陌生的月球上，竟有一筆相當可觀的資源——月球上有相當可觀的氦-3！ 我們可以在月球上建造一座開采礦產(chǎn)的基地，派航天飛機運送。 據(jù)專家們測算，如果在10―15平方公里范圍內(nèi)挖掘并加工深度為3米的月球巖土，就可以提取約1噸的氦-3，足以保證一個功率1000萬千瓦的發(fā)電機組工作1年。每燃燒1公斤氦-3就可產(chǎn)生19兆瓦的能量，足夠供莫斯科市照明用6年多。用美國的航天飛機往返運輸，一次可運回20噸液化氦-3，可供美國一年的電力。我國每年大約只需要10噸氦-3，就可以滿足全年能源的需要。按照全球目前的能源需求水平，一年有100噸氦-3就能滿足全世界的消耗，這些氦-3一年用航天飛機運輸三五次就夠了。按照這樣的推算，月球上的氦-3可以供地球用上幾千年甚至上萬年。這是多么龐大的資源?。? 也許未來的一天，月球上真的會建起一座基地，源源不斷地向我們輸送能源，讓我們向那個目標奮斗吧 氫能被視為21世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，人類對氫能應用?00年前就產(chǎn)生了興趣，到20世紀70年代以來，世界上許多國家和地區(qū)就廣泛開展了氫能研究。 氫能利用方面很多，有的已經(jīng)實現(xiàn)，有的人們正在努力追求。為了達到清潔新能源的目標，氫的利用將充滿人類生活的方方面面，我們不妨從古到今，把氫能的主要用途簡要敘述一下。 至1928年，德國齊柏林公司利用氫的巨大浮力，制造了世界上第一艘“LZ—127齊柏林”號飛艇，首次把人們從德國運送到南美洲，實現(xiàn)了空中飛渡大西洋的航程。大約經(jīng)過了十年的運行，航程16萬多公里，使1.3萬人領受了上天的滋味，這是氫氣的奇跡。 然而，更先進的是本世紀50年代，美國利用液氫作超音速和亞音速飛機的燃料，使B57雙引擎輟炸機改裝了氫發(fā)動機，實現(xiàn)了氫能飛機上天。特別是1957前蘇聯(lián)宇航員加加林乘坐人造地球衛(wèi)星遨游太空和1963年美國的宇宙飛船上天，緊接著1968年阿波羅號飛船實現(xiàn)了人類首次登上月球的創(chuàng)舉。這一切都依靠著氫燃料的功勞 利用氫能可開車 以氫氣代替汽油作汽車發(fā)動機的燃料，已經(jīng)過日本、美國、德國等許多汽世公司的試驗，技術是可行的，目前主要是廉價氫的來源問題。氫是一種高效燃料，每公斤氫燃燒所產(chǎn)生的能量為33.6千瓦小時，幾乎等于汽車燃燒的2.8倍。氫氣燃燒不僅熱值高，而且火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?，點火能量低（容易點著），所以氫能汽車比汽油汽車總的燃料利用效率可高20％。當然，氫的燃燒主要生成物是水，只有極少的氮氧化物，絕對沒有汽油燃燒時產(chǎn)生的一氧化碳、二氧化碳和二氧化硫等污染環(huán)境的有害成分。氫能汽車是最清潔的理想交通工具。 燃燒氫氣能發(fā)電 大型電站，無論是水電、火電或核電，都是把發(fā)出的電送往電網(wǎng)，由電網(wǎng)輸送給用戶。但是各種用電戶的負荷不同，電網(wǎng)有時是高峰，有時是低谷。為了調(diào)節(jié)峰荷、電網(wǎng)中常需要啟動快和比較靈活的發(fā)電站，氫能發(fā)電就最適合搶演這個角色。 更新的氫能發(fā)電方式是氫燃料電池。這是利用氫和氧（成空氣）直接經(jīng)過電化學反應而產(chǎn)生電能的裝置。換言之，也是水電解槽產(chǎn)生氫和氧的逆反應。70年代以來，日美等國加緊研究各種燃料電池，現(xiàn)已進入商業(yè)性開發(fā)，日本已建立萬千瓦級燃料電池發(fā)電站，美國有30多家廠商在開發(fā)燃料電池.德、英、法、荷、丹、意和奧地利等國也有20多家公司投入了燃料電池的研究，這種新型的發(fā)電方式已引起世界的關注。 燃料電池的簡單原最巧是將燃料的化學能直接轉換為電能，不需要進行燃燒，能源轉換效率可達60%—80%，而且污染少，噪聲小，裝置可大可小，非常靈活。最早，這種發(fā)電裝置很小，造價很高，主要用于宇航作電源?，F(xiàn)在已大幅度降價，逐步轉向地面應用。發(fā)電效率可超過60%，目前不少國家在研究，它適于建造大型發(fā)電站，美國西屋公司正在進行開發(fā)，可望發(fā)電成本每千瓦小時低于20美分。 此外，還有幾種類型的燃料電池，如堿性燃料電池，運行溫度約200℃，發(fā)電效率也可高達60%，且不用貴金屬作催化劑，瑞典已開發(fā)200千瓦的一個裝置用于潛艇。美國最早用于阿波羅飛船的一種小型燃料電池稱為美國型，實為離子交換膜燃料電池，它的發(fā)電效率高達75%，運行溫度低于100℃，但是必需以純氧作氧化劑。后來，美國又研制一種用于氫能汽車的燃料電池，充一次氫可行300公里，時速可達100公里，這是一種可逆式質(zhì)子交換膜燃料電池，發(fā)電效率最高達80％。 燃料電池理想的燃料是氫氣，因為它是電解制氫的逆反應。燃料電池的主要用途除建立固定電站外，特別適合作移動電源和車船的動力，因此也是今后氫能利用的孿生兄弟。 家庭用氫真方便 隨著制氫技術的發(fā)展和化石能源的缺少，氫能利用遲早將進入家庭，首先是發(fā)達的大城市，它可以像輸送城市煤氣一樣，通過氫氣管道送往千家萬戶。每個用戶則采用金屬氫化物貯罐將氫氣貯存，然后分別接通廚房灶具、浴室、氫氣冰箱、空調(diào)機等等，并且在車庫內(nèi)與汽車充氫設備連接。人們的生活靠一條氫能管道，可以代替煤氣、暖氣甚至電力管線，連汽車的加油站也省掉了。這樣清潔方便的氫能系統(tǒng)，將給人們創(chuàng)造舒適的生活環(huán)境，減輕許多繁雜事務 在全球資源環(huán)境壓力下，發(fā)達國家早已全力發(fā)展新能源和循環(huán)經(jīng)濟。我曾在《可持續(xù)發(fā)展與文明轉型》一文中說，發(fā)達國家新能源的開發(fā)（氫能、太陽能、風能等清潔豐裕能源）和循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展（資源的循環(huán)可再生利用，零垃圾與零排放）正將人類文明推向一個新的轉型階段。誰最早轉型成功，誰就是未來的主人。轉型的關鍵在于探索“生態(tài)科技之路”。新能源和循環(huán)經(jīng)濟即是生態(tài)科技之路的核心。中國本來就是在傳統(tǒng)工業(yè)文明的遲到者。遲到就要挨打。1840年到1949年之間，中國受盡列強欺凌，內(nèi)部也混亂不已。如今，我們不能在生態(tài)工業(yè)文明的路上再次落后，否則那心酸的大刀對火炮的歷史仍會重演。試想，如果別人用的是太陽能飛機與氫能汽車，我們的飛機與汽車仍是用日趨枯竭而污染環(huán)境的石油，這樣的國力如何與人家競爭？發(fā)達國家如果在能源結構和循環(huán)經(jīng)濟科技上取得根本性突破，從而決定放棄舊的工業(yè)經(jīng)濟科技轉向全新的生態(tài)經(jīng)濟科技，那我們多年以極高環(huán)境成本所取得的經(jīng)濟成就統(tǒng)統(tǒng)將成為笑話。有人將傳統(tǒng)工業(yè)文明稱之為“從搖籃到墳墓的文明”，因為傳統(tǒng)工業(yè)文明把自然這個生命搖籃變成了生命的墳墓。又有人將新出現(xiàn)的生態(tài)工業(yè)文明稱之為“從墳墓到搖籃的文明”，因為它拋棄了與自然對抗的科技形式，采取了與自然和諧的科技形式，從而打開了更豐裕更和諧的時代。一定的科技系統(tǒng)，指向一定的資源范圍。傳統(tǒng)工業(yè)文明科技指向了稀缺、污染、不可持續(xù)的資源范圍，而生態(tài)工業(yè)文明科技則指向豐裕、清潔、可永續(xù)利用的資源范圍。圍繞循環(huán)經(jīng)濟與新能源開發(fā)，構建中國的新倫理、新制度、新文化，使中國的生產(chǎn)方式、生活方式和社會管理方式日趨生態(tài)化，這才是我們中國未來真正可持續(xù)的現(xiàn)代化。為了對中華民族負責，為了對人類負責，為了環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展，人類科技必須超越傳統(tǒng)工業(yè)文明的科技模式，人類科技必須發(fā)展生態(tài)工業(yè)文明的科技模式。這是一項共同的事業(yè)，這是一項艱難的事業(yè)，我們這代人不得不承擔起來。 人類可能利用的資源： 核能、太陽能、潮汐能、地熱、風能等等！ 現(xiàn)在還在實驗中的還有人類自己造的太陽！新能源汽車是未來汽車業(yè)的發(fā)展方向。新能源汽車近幾年發(fā)展的速度較快，但目前占整個汽車消費市場份額依然相對較小，且主要集中在歐美等發(fā)達國家與地區(qū)，若發(fā)展中國家市場能被有效開發(fā)，新能源汽車行業(yè)將迎來更為廣闊的發(fā)展空間。 核能作為一種利用高科技手段獲取的新型能源，具有得天獨厚后的優(yōu)越性，也有望成為化石能源的替代品，未來人類解決能源危機的出路之一就是利用核能。隨著總投資955億元的廣東陽江核電工程和浙江秦山核電廠擴建工程陸續(xù)開工，核電站建設進入一個新時期。 風力發(fā)電是目前中國最具有大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化前景的可再生能源。我國風力發(fā)電十幾年來迅速發(fā)展，但總體規(guī)模仍不大，對國家能源供應的貢獻很小。目前，國家正在推進大型風電設備的國產(chǎn)化，以降低風電成本，提升產(chǎn)業(yè)競爭力。太陽能-氫能轉換 氫能是一種高品位能源。太陽能可以通過分解水或其它途徑轉換成氫能，即太陽能制氫，其主要方法如下：陽能是維持地球發(fā)展繁衍最主要的能源 利用有很多方面 比如太陽能熱水器、太陽能汽車。太陽能電池，為地球提供熱能、光能啊，還有植物的光合作用大家知道，太陽能是取之不盡、用之不竭的巨大能源。利用太陽光給人類提供能源，將能解決地球上日益緊張的能源危機。 人類對太陽能的利用，可以通過各種途徑和方法。最基本的則是實現(xiàn)光——熱和光——電的轉換。 光熱轉換是人類直接采集太陽光能量的方法。轉換裝置，基本上分為平板式集熱器和聚光式集熱器兩類。前者是陽光直接射在黑色粗糙表面上變熱，后者是用反射鏡或透鏡聚光產(chǎn)生熱，后者是用反射鏡或透鏡聚光產(chǎn)生熱，如太陽能住宅。在屋頂上裝上太陽能到用薄鐵皮制成的集熱板上，集熱板被曬熱，光變成了熱。當空氣從集熱板下面流過，就可以把熱量帶走。需要時可通過風道，送到房間里取暖。 另一途徑是光電轉換。就是通過光電器材，將太陽能直接變?yōu)殡娔?。最通常的光電器材是硅電池。其原理是硅晶材料在光的照射下釋放電子，這就是光電效應。計算器、收音機、汽車，甚至人造衛(wèi)星上，都用上了這種硅太陽能電池。太陽能資源。太陽能是地球最重要的能源。但是，其絕大部分能源不能透過地球大氣層到達地表。如何最大限度地利用太陽能，是擺在科學家面前的科研課題 宇宙空間最豐富的能源是取之不竭的太陽能，空間太陽能發(fā)電站就是想最大限度地利用太陽能。圖中左上方的寬大物體是把太陽能直接轉變?yōu)殡娔艿难b置。這種裝置一般是在N型硅單晶的小片上用擴散法滲進一薄層硼，以得到PN結，再加上電極而成。當太陽光直射到薄層面的電極上時，兩極間就產(chǎn)生電動勢。太陽能發(fā)電的基本途徑有兩種，一種是光電轉移，即將太陽光直接轉換成電能，稱為“光發(fā)電”；一種是聚集太陽能，產(chǎn)生高溫，再將熱能轉換為電能，稱為“熱發(fā)電”。目前，“光發(fā)電”使用較廣的裝置是“太陽電池板”，這種“太陽電池板”已廣泛的使用在人造衛(wèi)星等空間物體上 太陽能以其儲量的“無限性”、存在的普遍性、開發(fā)利用 的清潔性以及逐漸顯露出的經(jīng)濟性等優(yōu)勢，其開發(fā)利用是最終解決常規(guī)能源特別是化石能源 帶來的能源短缺、環(huán)境污染和溫室效應等問題的有效途徑，是人類理想的替代能源。當前， 太陽能開發(fā)利用技術及其推廣應用突飛猛進，1997年，全球太陽能電池的銷售量增加了40% ，成為全球發(fā)展最快的能源。太陽能熱水器已形成行業(yè)，正以其優(yōu)良的性能價格比不斷地 沖擊燃氣、電熱水器市場；太陽能熱電站也已商業(yè)化，是大型太陽能電站的希望所在；光電 技術發(fā)展更快，表現(xiàn)在光電轉換效率的不斷提高和光電池制造成本的不斷下降以及各種新型 太陽能電池的問世。 太陽能發(fā)電潛力巨大 太陽能電池產(chǎn)業(yè)將大有所為 在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，技術最復雜的組成部分應屬太陽能電池?？梢哉f，太陽能電池是太陽能發(fā)電系統(tǒng)的核心，其開發(fā)、生產(chǎn)直接影響到太陽能發(fā)電的普及和發(fā)展 新能源又稱非常規(guī)能源，是指傳統(tǒng)能源之外的各種能源形式，包括太陽能、風能、生物質(zhì)能、核能、地熱能、氫能、海洋能等我國在南海北部成功鉆獲“可燃冰”，為石油、天然氣又有最佳替代能源，初步預測遠景資源量可達上百億噸油當量；富足“可燃冰”在南海被鉆獲，1立方可釋放164立方米天然氣，將作為我國一種重要新型后備能源