浅析新能源的利用

浅析新能源的利用

作者：邓 鑫

来源：《硅谷》2010年第13期

摘要: 分析新能源发展的动因;揭示发展新能源的优势;收集新能源的利用现状;预测新能源的研究趋势;列举新能源的利用新技术。 关键词: 新能源;应用前景

中图分类号:TK0文献标识码:A文章编号:1671-7597(2010)0710125-01 0 前言

新能源是目前还未大规模应用,但即将或已经被人们推广利用的一次能源。

世界大部分国家能源供应不足,不能达到经济发展的需要程度。石油、煤、天然气等化石能源会产生严重的温室气体,污染环境。这使得新能源在世界各地升温。

现在,国际能源正面对一个新的转折点,即处于第三次能源大转换时期,能源构成已逐步从以石油为主要能源朝新能源过渡。[1]今天的新能源包含宇宙射线、太阳能等太空能源,生物质能、风能等地面能源,海水重氢、海水温差能、海浪海流能、海水盐差能等海洋能源,以及低品位放射性矿物能、地热能、核能。 1 太阳能利用:万古长青

在未来的能源利用中,太阳能以其取之不尽、用之不竭、分布广泛、无污染﹑分布广泛而前途无量。太阳能是自然界最丰富的新能源,每年太阳照射到地球表面的能量相当于人类年需能量总和的5000倍[2]。目前太阳能热转化已在集热器、热水系统、绿色建筑、干燥、游泳池﹑海水淡化﹑制冷空调﹑热发电中得到运用,而太阳能光电转化由于成本和效率大幅改善,更满足市场化和产业化的要求,产业增长迅速,已成为世界上发展最快的高新技术之一,是未来的发展方向。太阳能发电卫星和太阳能月球电站是未来太阳能光伏发电的新技术。 2 生物质能利用:步伐加快

生物质能,包括种植能源作物提取植物燃料油,薪柴,从热化学途径获取的甲醇和合成气,通过微生物发酵而成的沼气及酒精,农作物秸秆,可作能源的巨藻、海带。生物质是世界上新能源中的首位,它不仅能用于生产生物燃料,还能应用于发电及取热,有助控制温室气体排放。生产生物柴油;通过生物质发酵生产生物乙醇;通过生物质气化生产车用燃料及化工产品,是当前三大类生

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

物质燃料。IEA指出,目前受绿色能源主义者倡导的像纤维素乙醇等第二代生物燃料,在5年内还不能在世界生物燃料市场中承担重要角色。生物炼油厂、薪碳林、巨藻、石油树、能源作物是生物质利用的新技术。 3 风能利用:青春焕发

风能是空气流动产生的动能。风能是太阳能的一种形式,只要太阳不灭,风能就取之不尽,用之不竭。据估计全球可利用的风能有10亿千瓦,比地球上的水利资源多十倍,仅陆地上的风能就由当前全部火力发电量的二分之一。从经济层面看,风力仪器比太阳能仪器低90%[2];从环保角度看,风力发电无需燃料,不产生二氧化碳或辐射。目前风力利用主要是以风轮机组成风力田来发电和提水。

4 海洋能的利用:大有可为

水能是水体的动能、势能和压力能等能量资源。包括流能、波能、潮能、盐能和热能。其中,波能、盐能和热能主要直接或间接来源于太阳的辐射,潮能、流能来源于太阳和月球的引力。海洋能的地球总储量达1500亿千瓦,其中易于开发的有70亿千瓦,是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源,而且开发海洋能不会产生辐射、废水、废气、不占用大片良田,是一种绿色能源。现在海洋能的利用因为技术限制,只能作为少数设施和地区的能源补充,还没有发挥出其在能源结构中应有的作用。但有专家预测,到2020年,世界海洋能源的利用率将是现在的数百倍。有科学家认为,21世纪是海洋能的时代。海洋能未来技术的发展有海洋潮汐发电、海浪发电、海流发电、海水温差发电、海水浓差发电以及海洋生物电站。 5 氢能利用:能源家族的新秀

氢能是公认的清洁能源,它的来源广,资源极其丰富,仅海洋中的水就有14亿立方千米[1],最可能在将来取代化石能源。氢气是最轻的化学元素,是能量∕重量比最高的燃料。国外氢能的发展已超越了技术领域而进入示范阶段,由于氢能在国民经济中的重要作用,“氢能经济”的新经济模式和“氢能文明社会”的新阶段相继出现。国际能源界预计,燃料电池将成为利用氢能的重要途径,是继水力、火力、核能之后的取代内燃机的设备和第4代发电装置。燃料电池以其清洁、高效等优点,已成为现在国际能源领域的利用热点。科学家设想,不久将来会建造一些为电解水制取氢气的专用核电站,或者通过太阳氢方案制取、运输氢。随着科技的发展,对氢的研究也在不断深入,人造金属氢已成为一项专门的科技课题了。 6 地热能利用:不可小视

地热能比化石燃料丰富得多,它大约是地球上油气资源总能量的5万倍,每年从地内部传到地面的能量,就等于世界一年消耗的2.5倍。地热有蒸汽、热水和干热岩三种表现形式。地热利用有“冰岛模式”和“大陆模式”两种模式[1],“冰岛模式”是直接将地下热水抽出利用,“大陆模式”是向地下有热岩的地方注入冷水,用热岩加热冷水,再把热水从另一处抽出。地热的直接利用有

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

地热制冷、地源热泵、地热供暖、地热干燥、温泉;地热发电有地热干蒸汽发电、地热水发电、地热湿蒸汽发电、地压地热发电、干热岩地热发电几种途径[3]。 7 核能利用:有序发展

人们对气候变化的担心和世界能源需求的快速增长突出了核能的优势核电生产安全性高、二氧化碳排放量相对较少、生产成本低。核电,就是把原子核裂变产生的热能从回路系统带出,产生蒸汽,带动汽轮发电机转动发电。利用核能发电的电站,叫核电站。核电的发展过程分三个阶段,目前正处于裂变能利用的初级阶段热中子堆核电站;不久,将进入核裂变能利用的高级阶段快中子堆核电站最终阶段是聚变堆阶段的聚变反应堆。有科学家称这三个阶段为第一代、第二代和第三代。科学家相信,人类解决能源的最终方法是核聚变能。光地球上的核聚变能生产原料就足够人类使用几十亿年。控制核聚变的方法有惯性约束聚变和磁约束聚变。目前许多国家都在积极研究控制核聚变的方法。

参考文献:

[1]李方正,新能源[M].北京:化学工业出版社,2008.

[2]钱伯章,新能源后石油时代的必然选择[M].北京:化学工业出版社,2007.

[3]吴治坚、叶枝全、沈辉,新能源和可再生能源的利用[M].北京:机械工业出版社,2006.