半岛体育app绿色能源的现状及展望

　　半岛体育app(湖北民族学院化工系,湖北恩施445000)摘要综述了国内外绿色能源的现状,如燃料电池、太阳能、风能、生物质能、自然冷能、水能等,并针对我国的实际情况对各种绿色能源的优劣及发展前景作了展望.关键词环境;现状;前景中图分类号K0文献标识码2003)0205绿色化学是适应可持续发展的需要而诞生的一门新兴交叉学科,它吸收了当代物理、生物、材料、信息等学科的最新理论和技术从资源和环境的观点来看,绿色化学提供了有效的合理利用自然资源的原理和方法,来达到产品绿色化、原料绿色化、过程绿色化.能源是人类文明的基石,人类从远古时代开始,就按照自己的需求使用能源,创造出文明和文化.长期以来,能源一直是我国国民经济发展中的热点和难点随着我国经济的发展,能源生产和消费的矛盾、能源与环境的矛盾越来越大我国的能源形势非常严峻.绿色能源作为绿色化学的一个重要组成部分,越来越引起科学家们的重视如太阳能、风能、地热能、生物能、海洋、自然冷能、水能、燃料电池等燃料电池的现状燃料电池直接将化学能转化为电能,没有任何机械和热的中间媒介,且污染物的排放少,特别是以氢为原料的燃料电池,其燃烧放热高,产物为水,被认为是未来最理想的高效清洁能源.以燃料电池为动力的新一代电动汽车被普遍认为是解决城市机动车排气污染的最有效途径,其中以氢氧燃料电池为动力的机动,各种污染物排放量几乎为零.汽车用燃料电池研究最多且最成功的是美国的GE公司研究的天然气转化氢气为燃料的质子交换膜燃料电池EMFC)20世纪80年代至今,世界各国先后投入资金研究性能好、寿命长的运输工具上使用EMFC,其中加拿大Ballard是目前世界上机动车燃料电池研究与开发最成功的机构,其与奔驰合作开发NewElectricCar)系列燃料电池汽车,现已开发出ECAR1ECAR2ECAR3三种类型的燃料电池汽车,继而美国福特也参与了燃料电池汽车的研究.目前,国外EMFC的技术已趋于成熟,开始进入商品化阶段.我国有三种类型的电动汽车在开发、发展水帄与国外不相上下,而研发的成本低得多,经济上相对占优上海的神力公司制造的氢动力旅游车已在沪诞生.中科院大连化物所多年来一直研发氢燃料电池技术水帄与国外实EMFC)MCFC)、固体氧化物燃料电池SOFC)、再生氧燃料电池其他几种工作温度均高于质子交换膜,各有优缺点,都在研制中EMFC作为商品进入市场,必须大幅度降低成本至今,在降低成本方面国际上已取得进展.如生物制氢技术及稀土合金储氢材料的研究等但几家公司已确定了开收稿日期,大连物理化学研究所硕士研究生,主要从事环境分析及残留农药的检测方面的研究.50湖北民族学院学报(自然科学版)始批量生产的时间表,DaimlerBenz公司宣布2004年将生产000辆燃料电池汽车因而未来10极有可能达到10万辆燃料电池汽车.燃料电池的展望开发燃料电池汽车,可以有效解决城市机动车污染排放问题,保护环境,同时可以节约石油能源,根据国际开发情况,燃料电池汽车的商业化指日可待,发展前景是广阔的.我国在开发燃料电池中取得了很大成:生物制氢技术、稀土合金储氢材料等,使燃料电池早日走入国际商业化.生物质能源生物质能源是人类用火以来,最早直接应用的能源.如木质、农作物杆、林业炭林等.随着石油化工和煤化工的发展,生物质能源的应用逐渐趋于低谷.20世纪70年代中期,由于中东战争引发的全球性能源危,可再生能源,包括木质能源在内的开发利用研究,重新引起了人们的重视然气等化石能源的资源有限性和环境污染问题.如“酸雨”、“温室效应”等等都已给人们赖以生存的地球带来了灾难性的后果,而使用大自然馈赠的生物质能,几乎不产生污染,使用过程中几乎没有SO2产生,产生气体与植物生长过程中需要吸收大量CO在数量上保持帄衡,被称之为CO生物质能源可再生而不会枯竭,同时起着保护和改善生态环境的重要作用,是理想的可再生能源之一生物质能开发利用在许多国家得到高度重视,联合国开发计划署、世界能源委员会、美国能源部都把它当作发展可再生能源的首要选择.联全国粮农组织认为,生物质能有可能成为未来可持续能源系统的主要能源,扩大其利用是减排CO2的最重要的途径,应大规模植树造林和种植能源作物,并使生物质能从“穷人的燃料”变成高品位的现代能源生物质能的研究开发,主要有物理转换、化学转换、生物转换大类.涉及到气化、液化、固化和直接燃烧等技术生物质能转换技术及产品FiBiomassenergyconversio20世纪70年代开始,生物质能的开发利用研究已成为世界性的热门研究课题.许多国家都制定了相应的开发研究计划,如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划,其中美国在生物质利用方面处于世界领先地位.据有关科学家预测,生物质发电将达到13000机容量,届时有16的能源农作物和生物质剩余物作为气化发电的原料.奥地利成功地推行建立燃烧木质能源的区域供电计划,目前已有八九十个容量为000～2000的区域供热站,年供热10109MJ加拿大有12个实验室和大学开展了生物质的气化技术研究.日本从20世纪40年代开始了生物质成型技术研究,开发出单头、多头螺杆挤压成型机,生产棒状成型燃料,其年生产量达25左右.欧洲各国开发了活塞式挤压制圆柱及块状成型技术.美国、新西兰、日本、德国、加拿大等国先后开展了从生物质制取液化油的研究工作.欧美等发达国家的科研人员在催化气化方面也做出了大量的研究开发工作,在生物质转化过程,应用催化剂,旨在降低反应活化能,改变生物质热分解进程,增加煤气产量,提高气体热值,降低气化反应温度,提高反应速率和调整气体组成,以便进一步加工制取51:绿色能源的现状及展望甲醇和合成氨国内现状我国生物质能的应用技术研究20世纪80年代以来一直受到政府和科技人员的重视.国家“六五”计划就开始设立研究课题,进行重点攻关,主要在气化、固化、热解和液化等方面开展研究开发工作.生物质气化技术的研究在我国发展较快.利用农林生物质原料进行热解气化反应,产生的木煤气供居民生活用气中国林业科学研究院林产化学工业研究所从20世纪80年代初期开始研究开发木质原料和农业剩余物的气化和成型技术.先后承担了国家、省级重点项目和国际合作项目近10业剩余物为原料的上吸式气化炉,已先后在黑龙江、福建等建成工业化装置106kJ(消耗木片量为300kg/广州能源研究所开发了外循环流化床生物质气化技术,制取的木煤气作为干燥热源和发电.已完成了目前国内最大发电能力为的气化发电系统,为木材加工厂提供附加电辽宁能源所与意大利合作引进了一套下吸式气化炉发电装置,发电能力 30 另外北京农机院、浙江 大学热工所和大连环科所等单位先后开展了生物质气化技术的研究工作 我国的生物质固化技术开始于“七五”期间,现已达到工业化生产规模. 目前国内已开发完成的固化成 型设备有 大类:棒状成型机和颗粒状成型机. 生物质能源研究展望生物质能是重要的可再生资源 21世纪 ,世界能源消费的 40 %来自生物质能. 我国是一个农业大国 随着经济的发展,人们生活水帄的提高 ,环境保护意识的加强 ,化石能源逐渐减 ,对包括生物质能在内的可再生资源的合理、高效地开发利用 ,必然愈来愈受到人们的重视 因此,科学地 利用生物质能源 ,加强应用基础和应用技术的研究 ,具有十分重要的意义 ,特别在高效直接燃烧技术和设备 的开发 、生物质气化和发电 、能源植物的开发 、生物质的液化技术等几个方面. 但在生物质能源的开发中 需保持生态环境,使其真正为人类服务. 风能风力是大自然中不需要成本的能源 将风力转换为电能是一种理想的绿色能源.风力发电不会产生 CO2 ,对环境不会造成不利的影响 ,而且可以节约能源. 风力发电的自动化程度高 ,可实现远程控制. 随着人 民生活水帄不断提高 ,对电力需求不断增长 ,风力发电可以满足不同地区的要求 ,特别是边远的草原牧区 人口稀少,电网成本高不易到达 ,风力发电更具有重要的经济效益和社会效益. 风力发电的现状风能被称为“蓝天白煤”,是一项取之不尽 、用之不竭的可再生能源 ,全球的风能资源约为 27 400 其中可利用的风能为200 ,比地球上可开发利用的水能总量还要大10 日欧洲风能协会估计 2020年风能将可提供世界电力需求的 10 ,并在全球范围内减少二氧化碳排放100 多亿 从环境和节约能源考虑,美国 、丹麦 、德国等国家制定了鼓励开发风能的政策 ,大大促进了风力发电的 迅速发展 ,2000 ,又制定了旨在促进可再生能源发展的“可再生能源法”,并于2000 结果,德国风力发电跃居世界第一. 比利时宣称到 2003 ,全世界的风力发电将占全球总电力的10 总装机容量达120 000 我国风能总资源量达到16 ,近期可供开发的约有10 东南沿海及附近岛屿、内蒙古 、甘肃 、东北 、西北 、华北和青藏地区风能资源丰富. 我国目前已建的风电场主 要是进口风电机组 ,国产 600 风力发电机组已通过了技术鉴定.最近国家将计划建设总装机达 19 风力发电的展望当今大规模的风力发电是使用功率 500 以上的并网风力发电机,这种技术虽然已经成熟 ,但将并网 风力发电机进一步大型化 ,并降低成本 ,提高风力机的性能和开发海上风力发电机仍需进一步研究. 而且风 力发电应做到因地制宜 ,选择风能资源丰富的地区. 从长远来看 ,我国的风力发电机组国产化后 ,风力发电 可以节约大量的能源 ,补给我国能源短缺的困难. 风力是一种取之不尽 、用之不竭的自然绿色能源 合理利用风能无论是对环境还是对国家的能源危机都具有很重要的意义. 52 湖北民族学院学报 (自然科学版) 太阳能太阳能是一种取之不尽 、用之不竭的可再生绿色能源 ,国家环境计划署将其和风能列为目前世界上最 有潜力的两种绿色能源. 太阳辐射到地球大气层的能量为 173 万亿 标准煤.我国约有 600 的国土,太阳能总辐射量超过 60 000多万无电人口 ,十几个无电县. 由于这些县城和村镇 、散居牧户地处边远 ,远离电网 ,用电 负荷小而且分散 20年之内不可能通过延伸电网实现供电 同时,我国大多数无电人口恰好主要分布在风 能和太阳能资源丰富的地区 ,国家开展的“光明工程”,为太阳能的光伏发电系统带来了市场和机会. 有几个 生产规模较大的光电池生产厂正在建设之中. 发展最快的是太阳能热水器 ,还有太阳能建筑. 真空玻璃管的 太阳能热水器 ,目前在我国城乡每年以几十万 的速度推广使用.除小型家庭用户外 ,还出现了住宅楼 、旅馆的集中供热系统,经济效益和社会效益都很好 太阳能在以后的发展中,除了太阳能建筑 、太阳能热水器外 ,还应该发展太阳能发电或设计高容量的廉 价光能贮存装置 ,用于家庭做饭 、取暖 、空调等方面 ,特别是在我国南方热带 、亚热带地区 、广大农村及边远 山区等 ,太阳能的发展更具有重要的意义. 自然冷能地球上到处存在着温差 ,如冬夏季节温差 ,昼夜温差 ,土地与大气温差 ,物体的阴面与阳面温差 ,房屋的 内外温差等. 有温差 ,就有热量传递与交换 ,这就产生了热能. 利用自然温差可以使人们酷暑时节降温 、严寒 季节增温 ,此即“自然冷能”( Nat ural Cool Energy) ,其科学定义是 常温环境中,自然存在的低温差低温热 能”,简称“冷能”. 实际上冷热感觉都是相对的 ,无论气温高低 ,温差的存在就意味着能量 由于大自然维持环境温度的能力为无限大 ,而温差又无处不在 ,所以该能量的数量也为无限大 ,是一种潜在的巨量低品位 能源. 我国大部处于大陆性气候区 ,气温的昼夜变化与季节变化都很大 ,比起低帄原海洋气候区 ,自然冷能 潜力要大得多 ,利用成本相对较低 ,与风能 、太阳能一样具有经济价值 ,利用过程中也不会产生环境污染 一种理想的绿色能源.1933 ,在法国的实验室,在室温下利用 30 温差推动小型发动机发电 ,点亮了几个小灯泡 ,首次实证 了自然温差作为能源的可能性. 20 世纪 60 年代 ,美国阿拉斯加输油管路利用寒冷的气候条件加强散热 止基土融化下沉,从而保证了管路系统的安全运行. 受此启发 研究人员开始对自然冷能进行实用化研究.1986 ,经过约十年的试验研究,日本建成了世界上第一座热管换热式 、以自然冷能制冷的冷藏库 观测结果表明 ,库四周季节冻土层终年保持冻结状态 ,达到了预期效果. 我国于 1990 年建成利用自然冷能致冷的无 能耗实验冷藏库 ,用于农副产品贮存. 自然冷能的应用很广 ,如“无能耗”冷藏 、塑料大棚调温 、自然冷能空调 、“无能耗”苦咸水淡化 、调温式集 装箱 、局部降温 、工业余热回收 、汽车尾气余热利用 、自然冷能降温 、永久性有害毒物保存库等. 自然冷能是可持续利用的潜在的绿色能源 ,在应用上具有现实性 、普遍性和一定的不可替代性 如果就有关分布规律 、动力转换以及高效贮存等方面进一步开展研究 ,并降低成本 21世纪 ,它可望在国家能源 结构中成为占有很大比例的新型洁净能源. 其它绿色能源我国绿色能源的开发研究除上述几种外 ,还有水能 、地热能 、海洋能等 ,其中水能的开发利用最早 成功,水力发电已成为我国电力的主流. 我国是水电资源最为丰富的国家 ,目前利用率只有 10 美国Magma 电力公司等对各种发电能源进行 研究 ,从土地使用 、水质影响 、大气污染排放 、生物影响 、固体废物等方面 采用分级指数法计算各种发电能源对环境的影响进行评级 ,水能的评价为 13 ,是对环境影响最小的 ,而煤炭达到 50 ,是最差的. 我国的水能资源蕴藏总量达 676 785324 923304 ,我国未来10 年电力的年帄均增长率为 ,而我国的水电在电力生产中,将由目前的 16 %左右 到“十五”末期的24 国家“十五”规划中,西部大开发首先开展的具有 略意义的三大工程之一———“西电东送”,就是把西部丰富的能源资源送到东部去 ,因为西部能源在我国 源资源中占了43 ,水电更是占了77 三峡工程是世界上发电量最大的工程,将安装 26 台单机容量为 70 的水轮机组,年帄均发电量 53 :绿色能源的现状及展望846 kwh,比目前世界上最大的水电站 ———巴西和巴拉圭两国合建的伊泰普水电站 年发电量多出130 多亿 kwh 地热能在我国已经投入开发利用20 多年 ,近年发展最快的是中 、低温地热利用 ,采暖 、医疗 、旅游 、种养 ,地热采暖已发展到800 ,在地热利用中,能源利用率 、资源的梯级开发和尾水回灌等技术方面 结束语从长期来看 ,我国的能源形势非常严峻 ,同时能源生产与环境的矛盾也越来越大 从可持续发展的战略眼光来看 ,开发利用绿色能源势在必行. 合理的绿色市场可以弥补长期以来对环境造成的损害 ,另外 ,绿色 执照市场可以控制能源的价格 绿色能源不仅解决了能源短缺的危机,也解决了能源与环境的矛盾 我国在燃料电池 、风能 、生物质能 、水能 、海洋能 、地热能 、自然冷能等方面都已开发利用 ,但其中的技术含量 本问题、绿色能源利用率等方面均有待进一步发展 ,同时国家在技术经济政策及投资方面还应加大力度. 参考文献 能源工程,2001 今日科技,2002 林产化学与工业,2002 ,22 可再生能源现状、前景与政策 中国电力,2002 ,35 ,马文辉.提高能源效率是我国能源政策的首要选择 节能技术,2001 ,19 风力发电———21 世纪的绿色能源 世界科技研究与发展,2001 21世纪潜在的绿色能源 ———自然冷能 世界科技研究与发展,1999 Mort ho rst greencert rficat market Energy Policy ,2002 ,28 085～1094 CurrentSitua tion GreenEnergy WAN HubeiInst Natio nalit ies Enshi445000 China)Abstract papergives hecur rent sit uat io greenenergy uelcell solarenergy windenergy biomass energy natural cool energy hydroenergyet uture develop ment Keywords greenenergy environment currentsit uat io uture develop ment

　　课标通用中考物理总复习第八单元电与磁信息及能源第20讲信息的传递能源与可持续发展课件