文檔：開(kāi)發(fā)利用新能源

開(kāi)發(fā)利用新能源隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源的消耗量迅速增長(zhǎng)，使能源問(wèn)題越來(lái)越成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的突出問(wèn)題。因此，人們正在積極尋找各種辦法和措施，大力探索和開(kāi)發(fā)各種新能源。

一、太陽(yáng)能熱是能的一種形式，太陽(yáng)光能使照射的物體發(fā)熱，證明它具有能量。這種能量來(lái)自太陽(yáng)輻射，故稱為“太陽(yáng)輻射能”，它是地球的總能源，也是唯一極龐大的，既無(wú)污染又可再生的天然能源。（1）太陽(yáng)能的熱利用太陽(yáng)能的熱利用是通過(guò)反射、吸收或其它方式收集太陽(yáng)輻射能，使之轉(zhuǎn)化為熱能并加以利用。我國(guó)推廣應(yīng)用的太陽(yáng)能熱利用項(xiàng)目主要有太陽(yáng)能灶、太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能溫室、太陽(yáng)能干燥、太陽(yáng)能采暖等。（2）太陽(yáng)能的光電利用太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的方法很多，其中應(yīng)用較普遍的就是太陽(yáng)能電池，它是利用光電效應(yīng)將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置。太陽(yáng)能電池有多種，主要有硅電池、硫鎘電池、碲化鎵電池和砷化鎵-砷化鉛電池等。我國(guó)成功地首次將光電池應(yīng)用于我國(guó)衛(wèi)星工程上，通過(guò)衛(wèi)星空間多年運(yùn)行的考驗(yàn)，這一太陽(yáng)能電池電源系統(tǒng)性能良好，保證了衛(wèi)星的可靠工作。（3）太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換成化學(xué)能植物的光合作用就是把太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換成化學(xué)能的過(guò)程。自然界中植物借光合作用將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成自身的化學(xué)能的效率很低，約為千分之幾。為了提高太陽(yáng)能的利用率，已經(jīng)推出了一種使用人工“能量栽培場(chǎng)”的方法，即利用某些藻類催其生長(zhǎng)，而將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成藻類的儲(chǔ)存熱能用作燃料（通過(guò)處理可制成木炭、煤氣、焦油、甲烷等）。

二、核能原子核反應(yīng)釋放出來(lái)的能量，稱為核能。它是本世紀(jì)五十年代開(kāi)始利用，藏量豐富的能源。核能是依靠核燃料在反應(yīng)堆中“燃燒”而產(chǎn)生的能量，它的能量巨大。核電站最常用的核燃料是235U。一克235U釋放的能量相當(dāng)于噸標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒釋放的熱量。核能具有以下特點(diǎn)：1．核能有巨大的能量，而核燃料能量密集，用它發(fā)電，燃料的運(yùn)輸量小。2．核電站的建設(shè)，地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng)。在煤、石油、天然氣等燃料缺少和水能源資源不足而又需要大量能源的地區(qū)很適合建核電站。3．建立核電站投資大，建設(shè)的周期長(zhǎng)，需要較高的技術(shù)和設(shè)備。特別需要防止放射性物質(zhì)外逸的密封設(shè)備，又需要處理好核廢料，以確保安全。4．核電站建成投產(chǎn)后，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)效益大。5．核能是一種清潔的能源。核電站正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)環(huán)境的影響遠(yuǎn)比燃煤電站為好，核電站附近居民所受的輻射劑量，通常低于大氣中的天然含量。核能的利用前景在國(guó)際上核能已獲得了廣泛的利用和發(fā)展，并將成為世界未來(lái)能源的支柱之一。目前，世界上已有26個(gè)國(guó)家建有核電站。到1985年止，全世界已建成并投入運(yùn)轉(zhuǎn)的核電站達(dá)371座，發(fā)電能力2億多千瓦。大力發(fā)展核電站，是許多國(guó)家在全面研究能源現(xiàn)狀和前景后所采取的一項(xiàng)基本政策。不僅工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家是這樣，而且一些發(fā)展中國(guó)家和地區(qū)，如印度、南朝鮮、羅馬尼亞等也在發(fā)展核電站。據(jù)1977年世界能源會(huì)議對(duì)世界經(jīng)濟(jì)和能源發(fā)展的預(yù)測(cè)，到本世紀(jì)末，世界上將有49個(gè)國(guó)家擁有核電近9億千瓦。核能將成為世界能源供應(yīng)的一大支柱。我國(guó)有豐富的鈾礦資源，應(yīng)用核燃料發(fā)電，是開(kāi)發(fā)新能源的途徑之一。例如，我國(guó)正在浙江省海鹽縣興建自行設(shè)計(jì)的秦山核電站，裝機(jī)容量為60萬(wàn)千瓦；在廣東深圳東面的大亞灣畔興建廣東核電站，裝機(jī)容量為180萬(wàn)千瓦。三、沼氣沼氣是由生物能源轉(zhuǎn)換得來(lái)。沼氣的能量系來(lái)自太陽(yáng)的光和熱，是生物質(zhì)經(jīng)厭氧微生物發(fā)酵而產(chǎn)生的一種混合氣體，其組成主要是甲烷、CO2、N2等，詳見(jiàn)表5-3所示。沼氣組成成分

表5-3組成CH4CO2N2H2O2H2S％55～6535～450～30～10～10～1

用生物質(zhì)能生產(chǎn)沼氣，既可提高熱能利用率，又充分利用了不能直接用于燃燒的有機(jī)物（如人畜糞便）中所含的能量，因此，發(fā)展沼氣是解決農(nóng)村能源問(wèn)題的有效途徑。在城市也可利用有機(jī)廢物、生活污水生產(chǎn)沼氣。許多國(guó)家很早就利用城市污水處理廠制取沼氣，并作為動(dòng)力能源使用。同時(shí)，發(fā)展沼氣有利于環(huán)境保護(hù)；其一，沼氣是比較干凈的再生資源，燃燒后的產(chǎn)物是CO2和水，不污染空氣；其二，垃圾、糞便等有機(jī)廢物及作物秸桿是產(chǎn)生沼氣的原料，投入沼氣池后，既改善了環(huán)境衛(wèi)生，又使蚊蠅失去了孳生的條件，病菌、蟲卵經(jīng)沼氣發(fā)酵后即被殺死，減少疾病的傳播；其三，生產(chǎn)沼氣后的廢液是很好的肥料，既有較高的肥力，又不危害農(nóng)作物和人體健康，還減少化肥和農(nóng)藥施用量，降低土壤污染，起間接保護(hù)環(huán)境的作用。

四、風(fēng)能風(fēng)能利用就是把自然界風(fēng)的能量經(jīng)過(guò)一定的轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成有用的能量，這種轉(zhuǎn)換器即風(fēng)力機(jī)，它以風(fēng)作能源，將風(fēng)力轉(zhuǎn)換為機(jī)械能、電能、熱能等。我國(guó)的風(fēng)能利用主要有風(fēng)力發(fā)電、風(fēng)力提水和風(fēng)帆助航等幾種形式。

五、潮汐能海潮汐是一種自然現(xiàn)象，是在月球和太陽(yáng)引潮力作用下發(fā)生的海水周期性的漲落運(yùn)動(dòng)。一般情況下，每晝夜有兩次漲落，一次在白天，稱潮，一次在晚上，稱汐，合起來(lái)即稱潮汐。（1）潮汐磨在港、灣筑壩，利用潮汐漲落水位差作原動(dòng)力，推動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)石磨進(jìn)行糧食和其它農(nóng)副產(chǎn)品的加工。（2）潮汐水輪泵在潮流界以上的潮區(qū)界河段，有潮水頂托的江河淡水，江湖潮差可達(dá)2～3m，江邊還有一定容量的河網(wǎng)港浦作淡水蓄能水庫(kù)，因此可利用這些條件建泵站，來(lái)解決灌溉問(wèn)題。（3）潮汐發(fā)電在海灣或潮汐河口建筑閘壩，形成水庫(kù)，并在其旁側(cè)安裝水電機(jī)組。漲潮時(shí)海水由海洋流入水庫(kù)，落潮時(shí)，水庫(kù)水位比海洋水位高，從而形成庫(kù)內(nèi)潮位差。利用潮汐漲落潮差的能量，推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。潮汐能是一種清潔，不污染、不影響生態(tài)平衡的可再生能源。完全可發(fā)展成為沿海地區(qū)生產(chǎn)、生活等需要的重要補(bǔ)充能源，潮汐電站不需要淹沒(méi)大量農(nóng)田構(gòu)成水庫(kù)，也不需要筑高水壩，所以沒(méi)有修建水庫(kù)帶來(lái)的生態(tài)環(huán)境等問(wèn)題。但潮汐電站建在港灣?？?，通常水壩長(zhǎng)，施工、地基處理及防淤等較困難。故土建和機(jī)電投資大，造價(jià)較高。

六、地?zé)崮艿責(zé)崮苁莵?lái)自地下的熱能。地球內(nèi)部的熱量主要是由于放射性分解以及地球內(nèi)部物質(zhì)分異時(shí)產(chǎn)生的能。在地殼中，溫度隨著深度增加而均衡地增長(zhǎng)，在100km深處約為1000～1500℃。作為熱源的巖漿，浸入地殼某處并加熱不透水的結(jié)晶巖漿，使其上面的地下水升溫到500℃左右。但由于頂巖封蓋壓力很高，所以水蒸氣仍處于液體狀態(tài)，需要打井才能噴出地面。通常，把地?zé)豳Y源以其在地下熱儲(chǔ)中存在的不同形式分為蒸汽型、地壓型、干熱巖型、熱水型和巖漿型等五類、目前能為人類開(kāi)發(fā)利用的主要是地?zé)嵴羝偷責(zé)崴畠纱箢?。其中干蒸汽利用最好，地?zé)崮芾每煞譃橹苯永煤偷責(zé)岚l(fā)電兩方面。如溫度超過(guò)150℃以上的干蒸汽，屬于高溫地?zé)崽?，可直接用于發(fā)電，但其數(shù)量也最少；濕蒸汽田的儲(chǔ)量大約是干蒸汽田的20倍，溫度在90～150℃之間，屬中溫地?zé)崽铩裾羝褂们氨仨氼A(yù)先除去其中的熱水，在發(fā)電技術(shù)上較困難；熱水儲(chǔ)量最大，溫度一般在90’’C以下，屬低溫地?zé)崽铮芍苯佑糜谌∨蚝闊?。地?zé)崮艿闹苯永眉夹g(shù)要求低，所需設(shè)備也較簡(jiǎn)單，因此已廣泛用于工業(yè)加工、洗滌、醫(yī)療等各方面；地?zé)岚l(fā)電和火力發(fā)電原理一樣，都