新能源和新材料的優(yōu)點(diǎn)

【專家解說(shuō)】：新能源(又稱非常規(guī)能源)是指?jìng)鹘y(tǒng)能源之外的各種能源形式。指剛開(kāi)始開(kāi)發(fā)利用或正在積極研究、有待推廣的能源。目前的新能源有太陽(yáng)能、地?zé)崮?、風(fēng)能、海洋能、生物質(zhì)能和核聚變能等。 中國(guó)能源需求的急劇增長(zhǎng)打破了中國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)自給自足的能源供應(yīng)格局，自1993年起中國(guó)國(guó)成為石油凈進(jìn)口國(guó)，且石油進(jìn)口量逐年增加，使得中國(guó)接入世界能源 市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)。由于中國(guó)化石能源尤其是石油和天然氣生產(chǎn)量的相對(duì)不足，未來(lái)中國(guó)能源供給對(duì)國(guó)際市場(chǎng)的依賴程度將越來(lái)越高。 國(guó)際貿(mào)易存在著很多的不確定因素，國(guó)際能源價(jià)格有可能隨著國(guó)際和平環(huán)境的改善而趨于穩(wěn)定，但也有可能隨著國(guó)際局勢(shì)的動(dòng)蕩而波動(dòng)。今后國(guó)際石油市場(chǎng)的不穩(wěn)定以及油價(jià)波動(dòng)都將嚴(yán)重影響中國(guó)的石油供給，對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)造成很大的沖擊。大力發(fā)展可再生能源可相對(duì)減少中國(guó)能源需求中化石能源的比例和對(duì)進(jìn)口能源的以來(lái)程度，提高中國(guó)能源、經(jīng)濟(jì)安全。 新能源的分類: 太陽(yáng)能:新能源太陽(yáng)能太陽(yáng)能一般指太陽(yáng)光的輻射能量。太陽(yáng)能的主要利用形式有太陽(yáng)能的光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換以及光化學(xué)轉(zhuǎn)換三種主要方式，廣義上的太陽(yáng)能是地球上許多能量的來(lái)源，如風(fēng)能，化學(xué)能，水的勢(shì)能等由太陽(yáng)能導(dǎo)致或轉(zhuǎn)化成的能量形式。利用太陽(yáng)能的方法主要有:太陽(yáng)電能池，通過(guò)光電轉(zhuǎn)換把太陽(yáng)光中包含的能量轉(zhuǎn)化為電能;太陽(yáng)能熱水器，利用太陽(yáng)光的熱量加熱水，并利用熱水發(fā)電等。 核能:核能是通過(guò)轉(zhuǎn)化其質(zhì)量從原子核釋放的能量，符合阿爾伯特·愛(ài)因斯坦的方程e=mc^2;，其中e=能量，m=質(zhì)量，c=光速常量。 海洋能:海洋能海洋能指蘊(yùn)藏于海水中的各種新能源，包括潮汐能、波浪能、海流能、海水溫差能、海水鹽度差能等。這些新能源都具有可再生性和不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，是一項(xiàng)亟待開(kāi)發(fā)利用的具有戰(zhàn)略意義的新能源。波浪發(fā)電，據(jù)科學(xué)家推算，地球上波浪蘊(yùn)藏的電能高達(dá)90萬(wàn)億度。海上導(dǎo)航浮標(biāo)和燈塔已經(jīng)用上了波浪發(fā)電機(jī)發(fā)出的電來(lái)照明。大型波浪發(fā)電機(jī)組也已問(wèn)世。中國(guó)在也對(duì)波浪發(fā)電進(jìn)行研究和試驗(yàn)，并制成了供航標(biāo)燈使用的發(fā)電裝置。潮汐發(fā)電，據(jù)世界動(dòng)力會(huì)議估計(jì)，到2020年，全世界潮汐發(fā)電量將達(dá)到1000-3000億千瓦。世界上最大的潮汐發(fā)電站是法國(guó)北部英吉利海峽上的朗斯河口電站，發(fā)電能力24萬(wàn)千瓦，已經(jīng)工作了30多年。中國(guó)在浙江省建造了江廈潮汐電站，總?cè)萘窟_(dá)到3000千瓦。 風(fēng)能:風(fēng)能是太陽(yáng)輻射下流動(dòng)所形成的新能源。風(fēng)能與其他能源相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)，它蘊(yùn)藏量大，是水能的10倍，分布廣泛，永不枯竭，對(duì)交通不便、遠(yuǎn)離主干電網(wǎng)的島嶼及邊遠(yuǎn)地區(qū)尤為重要。風(fēng)力發(fā)電，是當(dāng)代人利用風(fēng)能最常見(jiàn)的形式，自19世紀(jì)末，丹麥研制成風(fēng)力發(fā)電機(jī)以來(lái)，人們認(rèn)識(shí)到石油等能源會(huì)枯竭，才重視風(fēng)能的發(fā)展。 生物質(zhì)能:生物質(zhì)能來(lái)源于生物質(zhì)，也是太陽(yáng)能以化學(xué)能形式貯存于生物中的一種新能源，它直接或間接地來(lái)源于植物的光合作用。生物質(zhì)能是貯存的太陽(yáng)能，更是一種唯一可再生的碳源，可轉(zhuǎn)化成常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)的燃料。地球上的生物質(zhì)能資源較為豐富，而且是一種無(wú)害的新能源。地球每年經(jīng)光合作用產(chǎn)生的物質(zhì)有1730億噸，其中蘊(yùn)含的能量相當(dāng)于全世界能源消耗總量的10-20倍，但利用率不到3%。 地?zé)崮?地球內(nèi)部熱源可來(lái)自重力分異、潮汐摩擦、化學(xué)反應(yīng)和放射性元素衰變釋放的能量等。放射性熱能是地球主要熱源。中國(guó)地?zé)豳Y源豐富，分布廣泛，已有5500處地?zé)狳c(diǎn)，地?zé)崽?5個(gè)，地?zé)豳Y源總量約320萬(wàn)兆瓦。 氫能:氫能在眾多新能源中，氫能以其重量輕、無(wú)污染、熱值高、應(yīng)用面廣等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)脫穎而出，將成為21世紀(jì)的理想新能源。氫能可以作飛機(jī)、汽車的燃料，可以用作推動(dòng)火箭動(dòng)力。 未來(lái)將要發(fā)展的新能源: 波能:即海洋波浪能。這是一種取之不盡，用之不竭的無(wú)污染可再生能源。地球上海洋波浪蘊(yùn)藏的電能高達(dá)9×104tw。近年來(lái)，在各國(guó)的新能源開(kāi)發(fā)計(jì)劃中，波能的利用已占有一席之地。盡管波能發(fā)電成本較高，需要進(jìn)一步完善，但進(jìn)展已表明了這種新能源潛在的商業(yè)價(jià)值。日本的一座海洋波能發(fā)電廠已運(yùn)行8年，電廠的發(fā)電成本雖高于其它發(fā)電方式，但對(duì)于邊遠(yuǎn)島嶼來(lái)說(shuō)，可節(jié)省電力傳輸?shù)韧顿Y費(fèi)用。美、英、印度等國(guó)家已建成幾十座波能發(fā)電站，且均運(yùn)行良好。 可燃冰:這是一種與水結(jié)合在一起的固體化合物，它的外型與冰相似，故稱“可燃冰”?？扇急诘蜏馗邏合鲁史€(wěn)定狀態(tài)，冰融化所釋放的可燃?xì)怏w相當(dāng)于原來(lái)固體化合物體積的100倍。據(jù)測(cè)算，可燃冰的蘊(yùn)藏量比地球上的煤、石油和天然氣的總和還多。 煤層氣:煤在形成過(guò)程中由于溫度及壓力增加，在產(chǎn)生變質(zhì)作用的同時(shí)也釋放出可燃性氣體。從泥炭到褐煤，每噸煤產(chǎn)生68m3氣;從泥炭到肥煤，每噸煤產(chǎn)生130m3氣;從泥炭到無(wú)煙煤每噸煤產(chǎn)生400m3氣。科學(xué)家估計(jì)，地球上煤層氣可達(dá)2000tm3。 微生物:世界上有不少國(guó)家盛產(chǎn)甘蔗、甜菜、木薯等，利用微生物發(fā)酵，可制成酒精，酒精具有燃燒完全、效率高、無(wú)污染等特點(diǎn)，用其稀釋汽油可得到“乙醇汽油”，而且制作酒精的原料豐富，成本低廉。據(jù)報(bào)道，巴西已改裝“乙醇汽油”或酒精為燃料的汽車達(dá)幾十萬(wàn)輛，減輕了大氣污染。此外，利用微生物可制取氫氣，以開(kāi)辟能源的新途徑。