上海音孚實業(yè)有限公司作者
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。新能源技術包括生物質(zhì)木屑顆粒燃料、潔凈煤技術、太陽能、地熱能、核能、海洋能?!?br />
生物質(zhì)木屑顆粒燃料
采用木屑原料通過機器壓縮處理成密度高,熱值大的環(huán)保型新型燃料。將取代煤與天然氣,此款燃料在環(huán)境污染排放上面遠遠低于煤與天然氣,熱值燃燒已經(jīng)達到4500大卡,這項技術的出現(xiàn),已經(jīng)。
潔凈煤技術
采用*的燃燒和污染處理技術和清潔的煤炭利用途徑(如煤的氣化與液化),減少燃煤的污染物排放,提高煤炭利用率,已成為我國乃至*的一項重要的戰(zhàn)略性任務。
太陽能
太陽向宇宙空間輻射能量極大,而地球所接受的只是其中極其微小的一部分。因地理位置以及季節(jié)和氣候條件的不同,不同地點和在不同時間里所接受到的太陽能有所差異,地面所接受到的太陽能平均值大致是:北歐地區(qū)約為每天每一平方米2千瓦/小時,大部分沙漠地帶和大部分熱帶地區(qū)以及陽光充足的干旱地區(qū)約為每平方米6千瓦/小時。目前人類所利用的太陽能尚不及能源總消耗量的1%。
地熱能
據(jù)測算,在地球的大部分地區(qū),從地表向下每深人100米溫度就約升高3℃,地面下35公里處的溫度約為1100℃一1300℃,地核的溫度則更高達2000℃以上。估計每年從地球內(nèi)部傳到地球表面的熱量,約相當于燃燒370億噸煤所釋放的熱量。如果只計算地下熱水和地下蒸汽的總熱量,就是地球上全部煤炭所儲藏的熱量的1700萬倍。
現(xiàn)在地熱能主要用來發(fā)電,不過非電應用的途徑也十分廣闊。世界_L*座利用地熱發(fā)電的試驗電站于1904年在意大利運行。地熱資源受到普遍重視是本世紀60年代以后的事。目前世界上許多國家都在積極地研究地熱資源的開發(fā)和利用。地熱能主要用來發(fā)電,地熱發(fā)電的裝機總容量已達數(shù)百萬千瓦。
我國地熱資源也比較豐富,高溫地熱資源主要分布在西藏、云南西部和中國臺灣等地。
核能
核能與傳統(tǒng)能源相比,其*性極為明顯。1公斤鈾235裂變所產(chǎn)生的能量大約相當于2500噸標準煤燃燒所釋放的熱量?,F(xiàn)代一座裝機容量為100萬千瓦的火力發(fā)電站每年約需200一300萬噸原煤,大約是每天8列火車的運量。同樣規(guī)模的核電站每年僅需含鈾235百分之三的濃縮鈾28噸或天然鈾燃料150噸。所以,即使不計算把節(jié)省下來的煤用作化工原料所帶來的經(jīng)濟效益,只是從燃料的運輸、儲存上來考慮就便利得多和節(jié)省得多。據(jù)測算,地殼里有經(jīng)濟開采價值的鈾礦不超過400萬噸,所能釋放的能量與石油資源的能量大致相當。如按目前速度消耗,充其量也只能用幾十年。不過,在鈾235裂變時除產(chǎn)生熱能之外還產(chǎn)生多余的中子,這些中子的一部分可與鈾238發(fā)生核反應,經(jīng)過一系列變化之后能夠得到懷239,而懷239也可以作為核燃料。運用這些方法就能大大擴展寶貴的鈾235資源。
目前,核反應堆還只是利用核的裂變反應,如果可控熱核反應發(fā)電的設想得以實現(xiàn),其效益必將極其可觀。核能利用的一大問題是安全問題。核電站正常運行時不可避免地會有少量放射性物質(zhì)隨廢氣、廢水排放到周圍環(huán)境,必須加以嚴格的控制?,F(xiàn)在有不少人擔心核電站的放射物會造成危害,其實在人類生活的環(huán)境中自古以來就存在著放射性。數(shù)據(jù)表明,即使人們居住在核電站附近,它所增加的放射性照射劑量也是微不足道的。事實證明,只要認真對待,措施周密,核電站的危害遠小于火電站。據(jù)專家估計,相對于同等發(fā)電量的電站來說,燃煤電站所引起的癌癥致死人數(shù)比核電站高出50一1000倍,遺傳效應也要高出100倍。
海洋能
海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能和海水溫差能等,這些都是可再生能源。
海水的潮汐運動是月球和太陽的引力所造成的,經(jīng)計算可知,在日月的共同作用下,潮汐的zui大漲落為0.8米左右。由于近岸地帶地形等因素的影響,某些海岸的實際潮汐漲落還會大大超過一般數(shù)值,例如我國杭州灣的zui大潮差為8一9米。潮汐的漲落蘊藏著很可觀的能量,據(jù)測算*可利用的潮汐能約109千瓦,大部集中在比較淺窄的海面上。潮汐能發(fā)電是從上世紀50年代才開始的,現(xiàn)已建成的zui大的潮汐發(fā)電站是法國朗斯河口發(fā)電站,它的總裝機容量為24萬千瓦,年發(fā)電量5億度。我國從50年代末開始興建了一批潮汐發(fā)電站,目前規(guī)模zui大的是1974年建成的廣東省順德縣甘竹灘發(fā)電站,裝機容量為500。千瓦。浙江和福建沿海是我國建設大型潮汐發(fā)電站的比較理想的地區(qū),專家們已經(jīng)作了大量調(diào)研和論證工作,一旦條件成熟便可大規(guī)模開發(fā)。
大海里有停息的波浪,據(jù)估算每一平方公里海面上波浪能的功率約為10x104至20x104千瓦。70年代末我國已開始在南海上使用以波浪能作能源的浮標航標燈。1974年日本建成的波浪能發(fā)電裝置的功率達到100千瓦。許多國家目前都在積極地進行開發(fā)波浪能的研究工作。
海流亦稱洋流,它好比是海洋中的河流,有一定寬度、長度、深度和流速,一般寬度為幾十到幾百海里之間,長度可達數(shù)千海里,深度約幾百米,流速通常為1一2海里/小時,zui快的可達4?5海里/小時。太平洋上有一條名為“黑潮”的暖流,寬度在100海里左右,平均深度為400米,平均日流速30一80海里,它的流量為陸地上所有河流之總和的20倍?,F(xiàn)在一些國家的海流發(fā)電的試驗裝置已在運行之中。
水是地球上熱容量zui大的物質(zhì),到達地球的太陽輻射能大部分都為海水所吸收,它使海水的表層維持著較高的溫度,而深層海水的溫度基本上是恒定的,這就造成海洋表層與深層之間的溫差。依熱力學第二定律,存在著一個高溫熱源和一個低溫熱源就可以構成熱機對外作功,海水溫差能的利用就是根據(jù)這個原理。上世紀20年代就已有人作過海水溫差能發(fā)電的試驗。1956年在西非海岸建成了一座大型試驗性海水溫差能發(fā)電站,它利用20℃的溫差發(fā)出了7500千瓦的電能。
生物質(zhì)燃料才是未來發(fā)展的主要方向。
生物質(zhì)木屑顆粒燃料
采用木屑原料通過機器壓縮處理成密度高,熱值大的環(huán)保型新型燃料。將取代煤與天然氣,此款燃料在環(huán)境污染排放上面遠遠低于煤與天然氣,熱值燃燒已經(jīng)達到4500大卡,這項技術的出現(xiàn),已經(jīng)。
潔凈煤技術
采用*的燃燒和污染處理技術和清潔的煤炭利用途徑(如煤的氣化與液化),減少燃煤的污染物排放,提高煤炭利用率,已成為我國乃至*的一項重要的戰(zhàn)略性任務。
太陽能
太陽向宇宙空間輻射能量極大,而地球所接受的只是其中極其微小的一部分。因地理位置以及季節(jié)和氣候條件的不同,不同地點和在不同時間里所接受到的太陽能有所差異,地面所接受到的太陽能平均值大致是:北歐地區(qū)約為每天每一平方米2千瓦/小時,大部分沙漠地帶和大部分熱帶地區(qū)以及陽光充足的干旱地區(qū)約為每平方米6千瓦/小時。目前人類所利用的太陽能尚不及能源總消耗量的1%。
地熱能
據(jù)測算,在地球的大部分地區(qū),從地表向下每深人100米溫度就約升高3℃,地面下35公里處的溫度約為1100℃一1300℃,地核的溫度則更高達2000℃以上。估計每年從地球內(nèi)部傳到地球表面的熱量,約相當于燃燒370億噸煤所釋放的熱量。如果只計算地下熱水和地下蒸汽的總熱量,就是地球上全部煤炭所儲藏的熱量的1700萬倍。
現(xiàn)在地熱能主要用來發(fā)電,不過非電應用的途徑也十分廣闊。世界_L*座利用地熱發(fā)電的試驗電站于1904年在意大利運行。地熱資源受到普遍重視是本世紀60年代以后的事。目前世界上許多國家都在積極地研究地熱資源的開發(fā)和利用。地熱能主要用來發(fā)電,地熱發(fā)電的裝機總容量已達數(shù)百萬千瓦。
我國地熱資源也比較豐富,高溫地熱資源主要分布在西藏、云南西部和中國臺灣等地。
核能
核能與傳統(tǒng)能源相比,其*性極為明顯。1公斤鈾235裂變所產(chǎn)生的能量大約相當于2500噸標準煤燃燒所釋放的熱量?,F(xiàn)代一座裝機容量為100萬千瓦的火力發(fā)電站每年約需200一300萬噸原煤,大約是每天8列火車的運量。同樣規(guī)模的核電站每年僅需含鈾235百分之三的濃縮鈾28噸或天然鈾燃料150噸。所以,即使不計算把節(jié)省下來的煤用作化工原料所帶來的經(jīng)濟效益,只是從燃料的運輸、儲存上來考慮就便利得多和節(jié)省得多。據(jù)測算,地殼里有經(jīng)濟開采價值的鈾礦不超過400萬噸,所能釋放的能量與石油資源的能量大致相當。如按目前速度消耗,充其量也只能用幾十年。不過,在鈾235裂變時除產(chǎn)生熱能之外還產(chǎn)生多余的中子,這些中子的一部分可與鈾238發(fā)生核反應,經(jīng)過一系列變化之后能夠得到懷239,而懷239也可以作為核燃料。運用這些方法就能大大擴展寶貴的鈾235資源。
目前,核反應堆還只是利用核的裂變反應,如果可控熱核反應發(fā)電的設想得以實現(xiàn),其效益必將極其可觀。核能利用的一大問題是安全問題。核電站正常運行時不可避免地會有少量放射性物質(zhì)隨廢氣、廢水排放到周圍環(huán)境,必須加以嚴格的控制?,F(xiàn)在有不少人擔心核電站的放射物會造成危害,其實在人類生活的環(huán)境中自古以來就存在著放射性。數(shù)據(jù)表明,即使人們居住在核電站附近,它所增加的放射性照射劑量也是微不足道的。事實證明,只要認真對待,措施周密,核電站的危害遠小于火電站。據(jù)專家估計,相對于同等發(fā)電量的電站來說,燃煤電站所引起的癌癥致死人數(shù)比核電站高出50一1000倍,遺傳效應也要高出100倍。
海洋能
海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能和海水溫差能等,這些都是可再生能源。
海水的潮汐運動是月球和太陽的引力所造成的,經(jīng)計算可知,在日月的共同作用下,潮汐的zui大漲落為0.8米左右。由于近岸地帶地形等因素的影響,某些海岸的實際潮汐漲落還會大大超過一般數(shù)值,例如我國杭州灣的zui大潮差為8一9米。潮汐的漲落蘊藏著很可觀的能量,據(jù)測算*可利用的潮汐能約109千瓦,大部集中在比較淺窄的海面上。潮汐能發(fā)電是從上世紀50年代才開始的,現(xiàn)已建成的zui大的潮汐發(fā)電站是法國朗斯河口發(fā)電站,它的總裝機容量為24萬千瓦,年發(fā)電量5億度。我國從50年代末開始興建了一批潮汐發(fā)電站,目前規(guī)模zui大的是1974年建成的廣東省順德縣甘竹灘發(fā)電站,裝機容量為500。千瓦。浙江和福建沿海是我國建設大型潮汐發(fā)電站的比較理想的地區(qū),專家們已經(jīng)作了大量調(diào)研和論證工作,一旦條件成熟便可大規(guī)模開發(fā)。
大海里有停息的波浪,據(jù)估算每一平方公里海面上波浪能的功率約為10x104至20x104千瓦。70年代末我國已開始在南海上使用以波浪能作能源的浮標航標燈。1974年日本建成的波浪能發(fā)電裝置的功率達到100千瓦。許多國家目前都在積極地進行開發(fā)波浪能的研究工作。
海流亦稱洋流,它好比是海洋中的河流,有一定寬度、長度、深度和流速,一般寬度為幾十到幾百海里之間,長度可達數(shù)千海里,深度約幾百米,流速通常為1一2海里/小時,zui快的可達4?5海里/小時。太平洋上有一條名為“黑潮”的暖流,寬度在100海里左右,平均深度為400米,平均日流速30一80海里,它的流量為陸地上所有河流之總和的20倍?,F(xiàn)在一些國家的海流發(fā)電的試驗裝置已在運行之中。
水是地球上熱容量zui大的物質(zhì),到達地球的太陽輻射能大部分都為海水所吸收,它使海水的表層維持著較高的溫度,而深層海水的溫度基本上是恒定的,這就造成海洋表層與深層之間的溫差。依熱力學第二定律,存在著一個高溫熱源和一個低溫熱源就可以構成熱機對外作功,海水溫差能的利用就是根據(jù)這個原理。上世紀20年代就已有人作過海水溫差能發(fā)電的試驗。1956年在西非海岸建成了一座大型試驗性海水溫差能發(fā)電站,它利用20℃的溫差發(fā)出了7500千瓦的電能。
生物質(zhì)燃料才是未來發(fā)展的主要方向。
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