關(guān)注新能源

劉慶賀

人類社會(huì)的發(fā)展離不開能源的使用，當(dāng)今社會(huì)最主要的能源是化石能源（煤、石油、天然氣），但化石能源耗竭的危險(xiǎn)日益臨近，并且隨著大氣污染、全球變暖等一系列環(huán)境和氣候問題的日益凸顯，廣大民眾對(duì)環(huán)境問題更加關(guān)注，面對(duì)新形勢(shì)，各國(guó)將目光轉(zhuǎn)向新能源，新能源包括核能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、水能、地?zé)崮艿龋_發(fā)利用新能源是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的最佳選擇之一。

能源的種類繁多，為了便于認(rèn)識(shí)和研究，人們從不同角度對(duì)能源進(jìn)行分類，從獲取途徑上，可分為一次能源和二次能源：從可使用的時(shí)間長(zhǎng)短上，可分為可再生能源和不可再生能源；從使用規(guī)模上，可分為常規(guī)能源和新能源：從對(duì)環(huán)境的影響上，可分為清潔能源和非清潔能源，有的能源由于分類角度不同可以被分成不同的能源，如太陽(yáng)能既是一次能源、新能源，又是清潔能源、可再生能源，要想正確區(qū)分能源的種類，應(yīng)明確各種能源的意義，

一、如何辨別一次能源與二次能源

一次能源是指可以直接從自然界中獲得的天然能源，如煤、石油、天然氣等化石能源，以及太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、核能、潮汐能、地?zé)崮艿取?/p>

二次能源是指不能直接從自然界中獲得，必須對(duì)一次能源進(jìn)行加丁，轉(zhuǎn)換成人們需要的另一種形式的能源，如電能、蒸汽、焦炭、煤氣等。

由此可以看出，區(qū)別一次能源和二次能源的關(guān)鍵是看其是否經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換，需要注意的是，一次能源無論經(jīng)過幾次轉(zhuǎn)換所得到的另一種能源都被稱為二次能源，如利用水力發(fā)電產(chǎn)生的電能使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，這里電能、機(jī)械能和內(nèi)能都屬于二次能源。

例1下列說法正確的是（ ）

A.能源就是能量

B.電能是一種二次能源

C.風(fēng)能是一種二次能源

D.天然氣不是化石能源

解析：能源是提供能量的物質(zhì)資源，能源的利用過程實(shí)質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程，但不能說能源就是能量，能源只有在使用時(shí)才能提供能量，一次能源和二次能源是按能源是否由自然界直接提供來分的，如煤、石油、風(fēng)能等都是由自然界直接提供，不需要轉(zhuǎn)化，它們屬于一次能源；電能是由其他形式的能轉(zhuǎn)化而來的，屬于二次能源：天然氣是千百萬(wàn)年前埋在地下的動(dòng)植物經(jīng)過漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代形成的，屬于一次能源中的化石能源，選B。

二、可再生能源與不可再生能源的區(qū)別

一次能源按其能否循環(huán)使用、不斷得到補(bǔ)充，分為可再生能源和不可再生能源，如太陽(yáng)能、水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮艿染鶠榭稍偕茉?，煤、石油、天然氣、核燃料等是?jīng)過億萬(wàn)年的地質(zhì)作用形成的，開采消耗以后，短期內(nèi)無法恢復(fù)，均為不可再生能源。

可以看出，可再生能源和不可再生能源都是對(duì)一次能源而言的，注意“煤”與“煤氣”，“核能”與“核電”，“波浪能”、“風(fēng)能”與“潮汐能”的區(qū)別，例如，煤是一次能源，而煤氣是經(jīng)過加工的，是二次能源；又如，波浪能和風(fēng)能的來源與太陽(yáng)有關(guān)，而潮汐能的形成卻與月球的引力有關(guān)。

三、認(rèn)識(shí)新能源

新能源是相對(duì)于常規(guī)能源來說的，有核能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、水能、地?zé)崮艿仍S多種，新能源的共同特點(diǎn)是比較干凈，除核裂變?nèi)剂贤?，幾乎是永遠(yuǎn)用不完的。

1.核能

原子核是可以改變的。而且在有些改變過程中還會(huì)釋放出巨大的能量——核能，獲得核能有兩種途徑，一種是原子核的裂變，另一種是原子核的聚變，原子核裂變的能量釋放緩慢，控制技術(shù)相對(duì)原子核的聚變較為成熟，用人工方法控制核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)并獲得核能的裝置，叫作核反應(yīng)堆，核反應(yīng)堆的用途非常廣泛，可以作為核動(dòng)力來發(fā)電，推進(jìn)火箭、飛機(jī)、潛艇、水面艦艇等。

核能發(fā)電是利用核反應(yīng)堆中核裂變釋放出的熱能進(jìn)行發(fā)電的方式，利用鈾原料進(jìn)行核分裂連鎖反應(yīng)所產(chǎn)生的熱，將水加熱成高溫高壓水蒸氣，利用產(chǎn)生的水蒸氣推動(dòng)蒸汽輪機(jī)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，核電站可以大大減少燃料的運(yùn)輸量，據(jù)計(jì)算，一個(gè)一年耗掉80t核燃料的發(fā)電廠，如果換成煤作為燃料大約需要5.15×10⁶t。

核能中使用的原料會(huì)產(chǎn)生放射線，如果泄漏，會(huì)對(duì)人和其他生物造成傷害，因此，在使用核能時(shí)要注意到核能可能帶來的問題，在使用核能發(fā)電時(shí)，要采取嚴(yán)格的安全措施和安全標(biāo)準(zhǔn)，還要重視核廢料的處理，當(dāng)前大都采用掩埋的措施。

例2如圖1所示是核電站原理示意圖，對(duì)目前已建成運(yùn)轉(zhuǎn)的核電站來說：

（1）核電站的核心是___，它是以

（填“鈾”或“氫”）為核燃料的，是利用原子核___放出的能量來發(fā)電的。

（2）在核電站里，能量的轉(zhuǎn)化過程是：反應(yīng)堆中消耗___能轉(zhuǎn)化為高溫水蒸氣的

能，通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為___能。

（3）核電站使用過的核廢料，它具有

性，會(huì)對(duì)人和其他生物造成傷害，一般深埋在人炯稀少的地方。

解析：核電站的核心是核反應(yīng)堆，它是利用原子核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)釋放出的巨大能量來發(fā)電的，核能的獲得主要是裂變和聚變，現(xiàn)階段人類利用的可控的核反應(yīng)就是利用了重核的裂變，核反應(yīng)放出的能量轉(zhuǎn)化為水蒸氣的內(nèi)能，再由蒸汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能，核燃料使用完后就成了核廢料，它仍能不斷地產(chǎn)生核輻射，對(duì)人和其他生物造成傷害，一般要深埋在人煙稀少的地方。

答案：（1）核反應(yīng)堆鈾裂變（2）核內(nèi)電（3）放射

2.太陽(yáng)能

太陽(yáng)就是一個(gè)巨大的核能火爐，其核心溫度高達(dá)1500萬(wàn)攝氏度，在太陽(yáng)內(nèi)部，氫原子核在發(fā)生聚變，釋放出巨大的核能，太陽(yáng)已經(jīng)燃燒了近50億年，它還將燃燒50億年，太陽(yáng)是人類能源的寶庫(kù)，地球上除了核能、地?zé)崮芎统毕艿壬贁?shù)幾種能源不是來自太陽(yáng)，其余都直接或間接地來自太陽(yáng)，太陽(yáng)輻射的能量中，地球只得到了其中的20億分之一，但這些能量已經(jīng)是人類每年消耗的總能量的一萬(wàn)多倍，太陽(yáng)能通過植物的光合作用轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，經(jīng)過長(zhǎng)期的變化，成為現(xiàn)在使用的煤和石油，在石油形成過程中還放出天然氣。

太陽(yáng)能的利用主要在三個(gè)方面：光熱轉(zhuǎn)換是利用集熱器把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能儲(chǔ)存起來，如太陽(yáng)能熱水器；光電轉(zhuǎn)換是借助于太陽(yáng)能電池把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能；光化轉(zhuǎn)換則是利用植物的光合作用把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為植物的化學(xué)能（生物質(zhì)能）。

太陽(yáng)能電池具有使用壽命長(zhǎng)、沒有污染的優(yōu)點(diǎn)，但是，它的成本較高，每塊太陽(yáng)能電池獲得的電壓低，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率較低，太陽(yáng)能電池目前主要用在航空、航天、通信等領(lǐng)域中，在日常生活中也用于照明、計(jì)算器、手表等耗電少、工作電壓低的用電器。

例3太陽(yáng)每時(shí)每刻都在釋放大量的能量，這些能量來自（）。

A.太陽(yáng)內(nèi)部電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程

B.太陽(yáng)內(nèi)部大規(guī)模的核裂變過程

C.太陽(yáng)內(nèi)部大規(guī)模的核聚變過程

D.太陽(yáng)內(nèi)部可燃性物質(zhì)的燃燒過程

解析：陽(yáng)是一個(gè)巨大的核能火爐，在它的內(nèi)部不停地發(fā)生著核聚變，它的結(jié)構(gòu)主要包括太陽(yáng)核心、輻射層、對(duì)流層和太陽(yáng)大氣層，它的核心溫度高達(dá)1500萬(wàn)攝氏度。地球上的大部分能源都來自于太陽(yáng)，它也是人類能源的寶庫(kù)，選C。

3.風(fēng)能

風(fēng)能是一種干凈的、儲(chǔ)量豐富、可再生的能源，風(fēng)能是地球表面大量空氣流動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)能，中國(guó)陸地10m高度層的風(fēng)能總儲(chǔ)量為32.26億千瓦，實(shí)際可開發(fā)的風(fēng)能資源儲(chǔ)量為2.53億千瓦，近海風(fēng)場(chǎng)的可開發(fā)風(fēng)能資源是陸上的3倍，在風(fēng)力資源豐富的地方，可利用風(fēng)車帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

4.生物質(zhì)能

生物質(zhì)能是以生物為載體，將太陽(yáng)能以化學(xué)形式儲(chǔ)存的一種能量，它直接或間接地來源于植物的光合作用，其蘊(yùn)藏量極大，僅地球上的植物，每年生產(chǎn)量就相當(dāng)于目前人類消耗的礦物能的20倍，生物質(zhì)能是一種可再生能源，可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料，生物質(zhì)能的利用方式有農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電、沼氣工程、生物質(zhì)成型燃料、生物質(zhì)氣化、生物液體燃料等。

5.水能

水能資源也稱水力資源，指水的動(dòng)能、勢(shì)能等能量資源，是自由流動(dòng)的天然河流的儲(chǔ)能，廣義的水能資源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量資源，我國(guó)的江河水能理論儲(chǔ)藏量為6.91億千瓦，可開發(fā)的水能資源約3.82億千瓦。

6.地?zé)崮?/p>

地?zé)崮苁且环N可再生的清潔資源，這種能量來源于地球內(nèi)部的熔巖，并以熱力形式存在，是導(dǎo)致火山爆發(fā)及地震的能量，高溫的熔巖將附近的地下水加熱，這些加熱了的水最終會(huì)滲出地面，地?zé)崂弥饕墙⒌責(zé)岚l(fā)電站用于發(fā)電、采暖、溫室種植栽培等，利用地?zé)徇€可以開發(fā)溫泉旅游業(yè)，建設(shè)溫泉賓館或溫泉療養(yǎng)院，應(yīng)用于療養(yǎng)、保健項(xiàng)目。

當(dāng)今社會(huì)最主要的能源是化石能源（煤、石油、天然氣）；最方便的能源是電能，便于輸送和轉(zhuǎn)化，隨著能源消耗的迅速增長(zhǎng)，化石能源將會(huì)枯竭，必須提高能源利用率，節(jié)約能源，不斷開發(fā)新能源，才能解決能源危機(jī)。