中學(xué)教學(xué)中的新能源知識

史利平

呼和浩特市開來中學(xué)

新能源(new energy sources)是指傳統(tǒng)能源之外的各種能源形式。它的各種形式大都是直接或者間接地來自于太陽或地球內(nèi)部深處所產(chǎn)生的熱能。包括了太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出來的生物燃料和氫所產(chǎn)生的能量。相對于傳統(tǒng)能源，新能源普遍具有污染少、儲量大的特點，對于解決當(dāng)今世界嚴(yán)重的環(huán)境污染問題和資源(特別是化石能源)枯竭問題具有重要意義。

一、新能源的分類

一般地說，常規(guī)能源是指技術(shù)上比較成熟且已被大規(guī)模利用的能源，而新能源通常是指尚未大規(guī)模利用，正在積極研究開發(fā)的能源。因此，煤、石油、天然氣以及大中型水電都被看作常規(guī)能源，而把太陽能、 風(fēng)能、現(xiàn)代生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能以及核能、氫能等作為新能源。隨著技術(shù)的進(jìn)步和可持續(xù)發(fā)展觀念的樹立，過去一直被當(dāng)做垃圾的工業(yè)與生活有機廢棄物被重新認(rèn)識，作為一種能源資源化利用的物質(zhì)而受到深入的研究和開發(fā)利用。 因此，廢棄物的資源化利用也可看作是新能源技術(shù)的一種形式。

二、常見新能源形式

1.太陽能

太陽能一般指太陽光的輻射能量。太陽能的主要利用形式有太陽能的光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換以及光化學(xué)轉(zhuǎn)換三種主要方式。 利用太陽能的方法主要有：太陽電能池，通過光電轉(zhuǎn)換把太陽光中包含的能量轉(zhuǎn)化為電能；太陽能熱水器，利用太陽光的熱量加熱水，并利用熱水發(fā)電等；太陽能可分太陽能光伏和太陽熱能。太陽能光伏是由光伏板組件組成的一種暴露在陽光下便會產(chǎn)生直流電的發(fā)電裝置。太陽熱能現(xiàn)代的太陽熱能科技將陽光聚合，并運用其能量產(chǎn)生熱水、蒸氣和電力。

2.核能

核能是通過轉(zhuǎn)化其質(zhì)量從原子核釋放的能量，符合阿爾伯特·愛因斯坦的方程E=mc＾2， 其中E=能量.m=質(zhì)量，c=光速常量。

核能的釋放主要有三種形式有核裂變能、 核聚變能、核衰變。

核能的利用存在的主要問題是資源利用率低；反應(yīng)后產(chǎn)生的核廢料成為危害生物圈的潛在因素；反應(yīng)堆的安全問題尚需不斷監(jiān)控及改進(jìn)；核不擴散要求的約束；核電建設(shè)投資費用仍然比常規(guī)能源發(fā)電高。

3.海洋能

海洋能指蘊藏于海水中的各種可再生能源。包括潮汐能、波浪能、海流能、海水溫差能、海水鹽度差能等。 這些能源都具有可再生性和不污染環(huán)境等優(yōu)點，是一項亟待開發(fā)利用的具有戰(zhàn)略意義的新能源。

4.風(fēng)能

風(fēng)能是太陽輻射下流動所形成的。風(fēng)能與其他能源相比具有明顯的優(yōu)勢， 它蘊藏量大， 是水能的10倍；分布廣泛，永不枯竭；對交通不便，遠(yuǎn)離主干電網(wǎng)的島嶼及邊遠(yuǎn)地區(qū)尤為重要。

5.生物質(zhì)能

生物質(zhì)能來源于生物質(zhì)，它直接或間接地來源于植物的光合作用，生物質(zhì)能是貯存的太陽能，更是一種唯一可再生的碳源，可轉(zhuǎn)化成常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)的燃料。 地球上的生物質(zhì)能資源較為豐富，而且是一種無害的能源，地球每年經(jīng)光合作用產(chǎn)生的物質(zhì)有1730 億噸， 其中蘊含的能量相當(dāng)于全世界能源消耗總量的10～20 倍，但目前的利用率不到3%。

6.地?zé)崮?/h3>

地球內(nèi)部熱源可來自重力分異，潮汐磨擦，化學(xué)反應(yīng)和放射性元素衰變釋放的能量等，放射性熱能是地球主要熱源，我國地?zé)豳Y源豐富，分布廣泛，地?zé)豳Y源總量約320 萬兆瓦。

7.氫能

在眾多新能源中，氫能以其重量輕、無污染、熱值高、應(yīng)用面廣等獨特優(yōu)點脫穎而出，將成為21 世紀(jì)的理想能源，氫能可以作飛機和汽車的燃料，可以用作推動火箭動力。

三、新能源的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢

部分可再生能源利用技術(shù)已經(jīng)取得了長足的發(fā)展.并在世界各地形成了一定的規(guī)模。 目前，生物質(zhì)能、太陽能、風(fēng)能以及水力發(fā)電、地?zé)崮艿鹊睦眉夹g(shù)已經(jīng)得到了應(yīng)用。

目前可再生能源在一次能源中的比例總體上偏低， 一方面是與不同國家的重視程度與政策有關(guān)，另一方面與可再生能源技術(shù)的成本偏高有關(guān)，尤其是技術(shù)含量較高的太陽能、生物質(zhì)能、風(fēng)能等。 據(jù)IEA 的預(yù)測研究，在未來一段時間可再生能源發(fā)電的成本還將大幅度下降，從而增加它的競爭力。

我國政府高度重視可再生能源的研究與開發(fā)，制定頒布了《中華人民共和國可再生能源法》，重點發(fā)展太陽能光熱利用風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)能高效利用和地?zé)崮艿睦?，近年來在國家的大力扶持下，我國在風(fēng)力發(fā)電，海洋能潮汐發(fā)電以及太陽能利用等領(lǐng)域已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展。

四、新能源的環(huán)境意義和能源安全戰(zhàn)略意義

我國能源需求的急劇增長打破了我國長期以來自給自足的能源供應(yīng)格局， 自1993 年起我國成為石油凈進(jìn)口國，且石油進(jìn)口量逐年增加。 使得我國接入世界能源市場的競爭。由于我國化石能源尤其是石油和天然氣生產(chǎn)量的相對不足，未來我國能源供給對國際市場的依賴程度將越來越高。

國際貿(mào)易存在著很多的不確定因素。國際能源價格有可能隨著國際和平環(huán)境的改善而趨于穩(wěn)定，但也有可能隨著國際局勢的動蕩而波動，今后國際石油市場的不穩(wěn)定以及油價波動都將嚴(yán)重影響我國的石油供給，對經(jīng)濟社會造成很大的沖擊。 大力發(fā)展可再生能源可相對減少我國能源需求中化石能源的比例和對進(jìn)口能源的依賴程度，提高我國能源、經(jīng)濟安全。