067.前沿科技中的新能源技术

本期公基轻松学的主题是：前沿科技中的新能源技术。

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能源是可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任一形式能量的载能体资源。能源是人类活动的物质基础。

—、能源分类

1、一次能源和二次能源

一次能源：即天然能源，指在自然界中现成存在的能源。

包含种类：煤炭、石油、天然气、水能等(煤炭、石油和天然气三种能源是一次能源的核心，它们成为全球能源的基础)。

二次能源：指由一次能源直接或间接转换成的其他种类和形式的能量资源。

包含种类：电力、煤气、汽油、柴油、焦炭、沼气等。

2、常规能源和新型能源

常规能源：指利用技术上成熟，使用比较普遍的能源。

包含种类：煤炭、石油、天然气等。

新型能源：指新近利用或正在着手开发的能源。

包含种类：太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能、氢能以及用于核能发电的核燃料等。

3、可再生能源和非再生能源(对一次能源的进一步分类)

可再生能源：指可以不断得到补充或能在较短周期内再产生的能源。

包含种类：风能、水能、海洋能、潮汐能、太阳能和生物质能等。

非再生能源：指在自然界中经过亿万年形成，短期内无法恢复且随着大规模开发利用，储量越来越少，总有一天会枯竭的能源。

包含种类：煤、石油和天然气等。

二、新能源种类

1、太阳能：

性质：是一次能源、可再生能源。

太阳能的概念：

太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的，来自太阳的辐射能量，主要表现为常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。

广义的太阳能所包括的范围非常大：

①地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能都来源于太阳。

②地球上的化石燃料(如煤、石油、天然气等)从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能。

狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换：

①光热转换，是指通过反射、吸收或其他方式把太阳辐射能集中起来，转换成足够高温度的过程，以有效地满足不同负载的要求。

②光电转换过程的原理是光子将能量传递给电子使其运动从而形成电流。

③光化学转换，就是因吸收光辐射导致化学反应而转换为化学能的过程，其基本形式有植物的光合作用和利用物质化学变化贮存太阳能的光化反应。

2、核能：

性质：非再生能源、一次能源。

核能的概念：

核能(或称原子能)是通过核反应从原子核释放的能量，开发核能的途径有两条：

①轻元素的聚变(轻核聚变),如氘、氚、锂等。

②重元素的裂变(重核裂变)，如铀的裂变——人们所熟悉的原子弹、核电站、核反应堆等都利用了核裂变的原理。

核聚变要比核裂变释放出更多的能量，只是实现核聚变的条件要求较高，即氢核要处于6000摄氏度以上的高温才能使相当的核具有动能实现聚合反应。

3、生物质能：

性质：可再生能源(唯一一种可再生的碳源)。

生物质能的概念：

生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料。

4、化石能源：

性质：一次能源。

化石能源的概念：

化石能源是一种碳氢化合物或其衍生物，由古代生物的化石沉积而来，是目前全球消耗的最主要能源。

化石能源所包含的天然资源有煤炭、石油和天然气。

5、风能：

风能利用形式主要有风力提水、风力助航和风力发电三种，其中风力发电是当今社会风能利用的主要形式。

6、地热能：

是地球内部的放射性元素不断进行热核反应，产生的巨大热能通过大地的热传导、火山喷发、地震等途径向地表散发，产生了地热能。地热能是可再生资源。地热能集中分布在构造板块边缘一带，该区域也是火山和地震多发区。

7、海洋能：

海洋能主要包括温度差能(能量最稳定、密度最高)、盐度梯度能、海流能、潮汐能、波浪能等，主要用于发电，蕴藏量巨大，可以再生不绝，但是利用率低。

注：因月球引力的变化引起潮汐现象，潮汐导致海水平面周期性地升降，因海水涨落及潮水流动所产生的能量称为潮汐能。海洋能开发中，已具有商业开发价值的是潮汐发电和波浪发电。

8、氢能：

氢能是氢气通过和氧气的化学反应所产生的能量。优点：燃烧热值高，燃烧产氢能物是水，是世界上最干净的能源;资源丰富，可以由水制取。主要用于宇航推进、超亚音速飞机、车船动力、燃料电池。

三、我国能源资源特点

1、能源资源总量比较丰富

①我国拥有较为丰富的化石能源资源：煤炭占主导地位;已探明的石油、天然气资源储量相对不足;油页岩、煤层气等非常规化石能源储量潜力较大。

②我国拥有较为丰富的可再生能源资源。

2、我国人口众多，人均能源资源拥有量在世界上处于较低水平

①煤炭和水力资源人均拥有量相当于世界平均水平的50%。

②石油、天然气人均资源量仅为世界平均水平的1/15左右。

③耕地资源不足世界人均水平的30%,制约了生物质能的开发。

3、我国能源资源分布广泛但不均衡

①煤炭资源主要赋存在华北、西北地区。

②水力资源主要分布在西南地区。

③石油、天然气资源主要赋存在东、中、西部地区和海域。

4、资源赋存与能源消费地域存在明显差别

我国主要的能源消费地区集中在东南沿海经济发达地区——大规模、长距离的北煤南运、北油南运、西气东输、西电东送，是我国能源流向的显著特征和能源运输的基本格局。

5、开源节流以实现可持续发展

为了实现能源的可持续发展，我国一方面必须“开源”，即开发核电、风电等新能源和可再生能源，另一方面要“节流”，即调整能源结构，大力实施节能减排。

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