1、能源導(dǎo)論論文姓名：余躍系別：機(jī)電學(xué)院班級：工商管理2082班學(xué)號：3082103215縱觀人類社會(huì)發(fā)展的歷史，人類文明的每一次重大進(jìn)步都伴 隨著能源的改進(jìn)和更替。人類自從發(fā)現(xiàn)了火 最早也是最基本的 能源形式一一開始，人類社會(huì)已經(jīng)歷了三個(gè)能源時(shí)期：薪柴時(shí)期，煤 炭時(shí)期和石油時(shí)期。不同的能源結(jié)構(gòu)決定了社會(huì)的發(fā)展階段?，F(xiàn)代化 程度越高，對能源質(zhì)量和數(shù)量的要求也就越高。能源是國民經(jīng)濟(jì)的重 要基礎(chǔ)，是現(xiàn)代化生產(chǎn)的主要?jiǎng)恿碓础，F(xiàn)代化生產(chǎn)是建立在機(jī)械化、 電氣化、自動(dòng)化基礎(chǔ)上的高效生產(chǎn)，所有這些過程都要消耗大量能源， 而且現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的機(jī)械化、水利化、化學(xué)化和電氣化，也要消耗大量能 源。能源與人們的日常生活處

2、處相關(guān)。不僅是衣，食，住，行，而且 文化娛樂，醫(yī)療衛(wèi)生都與能源密切相關(guān)。能源是人類社會(huì)賴以生存 和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，在現(xiàn)代生活中，能源越來越成為人們生活 中不可缺少的一部分，能源數(shù)量和質(zhì)量就是人民生活水平高低的顯示 儀，一個(gè)國家的能源數(shù)量和質(zhì)量越高，它的經(jīng)濟(jì)就越發(fā)達(dá)。但是，人 類在享受能源帶來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科技進(jìn)步等利益的同時(shí)，也遇到 一系列無法避免的能源安全挑戰(zhàn)，能源短缺、資源爭奪以及過度 使用能源造成的環(huán)境污染等問題威脅著人類的生存與發(fā)展。中國 是當(dāng)今世界上最大的發(fā)展中國家，同時(shí)也是世界上第二位能源生 產(chǎn)國和消費(fèi)國。能源供應(yīng)持續(xù)增長，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供了重要 的支撐。我國能源的特點(diǎn)是：能源

3、資源總量比較豐富，人均能源 資源擁有量較低，能源資源賦存分布不均，能源資源開發(fā)難度較 大。1能源的分類能源可簡單地理解為含有能量的資源，即能源是能量的來源， 是提供能量的資源，這些來源或資源要么來自物質(zhì)要么來自物質(zhì) 的運(yùn)動(dòng)，前者如煤炭，石油，天然氣等礦物燃料，后者如水能，風(fēng)能，海浪，潮汐等，由于能源形式多樣，因此，通常有多 種不同的分類方法。（1）按能源的基本形態(tài)分類：有一次能源和二次能源。一次 能源是指自然界中以天然形式存在并沒有經(jīng)過加工或轉(zhuǎn)換的能量 資源，包括可再生的水力資源和不可再生的煤炭、石油、天然氣 資源，其中包括水、石油和天然氣在內(nèi)的三種能源是一次能源的 核心，它們成為全球能源的基

4、礎(chǔ)；除此以外，太陽能、風(fēng)能、地 熱能、海洋能、生物能以及核能等可再生能源也被包括在一次能 源的范圍內(nèi)；二次能源則是指由一次能源直接或間接轉(zhuǎn)換成其他 種類和形式的能量資源，例如：電力、煤氣、汽油、柴油、焦炭、 潔凈煤、激光和沼氣等能源都屬于二次能源。（2）按能源性質(zhì)分，有燃料型能源（煤炭、石油、天然氣、 泥炭、木材）和非燃料型能源（水能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽埽?。?）根據(jù)能源消耗后是否造成環(huán)境污染可分為污染型能源和 清潔型能源。其中污染型能源包括煤炭、石油等。清潔型能源包 括水力、電力、太陽能、風(fēng)能以及核能等。（4）根據(jù)能源使用的類型又可分為常規(guī)能源和新型能源。 常 規(guī)能源包括一次能源中的可再生

5、的水力資源和不可再生的煤炭、 石油、天然氣等資源。新型能源是相對于常規(guī)能源而言的，包括 太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能、生物能和核能等。由于新能?的能量密度較小，或品位較低，或有間歇性，按已有的技術(shù)條件 轉(zhuǎn)換，利用的經(jīng)濟(jì)性尚差，目前還處于研究、發(fā)展階段，現(xiàn)在只 是因地制宜地開發(fā)和利用；但新能源大多數(shù)是可再生能源，而且 資源豐富，分布廣闊，是未來的主要能源。（5）人們通常按能源的形態(tài)特征或轉(zhuǎn)換與應(yīng)用的層次對它進(jìn) 行分類。世界能源委員會(huì)推薦的能源類型分為：固體燃料、液體 燃料、氣體燃料、水能、電能、太陽能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、核能、 海洋能和地?zé)崮?。其中，前三個(gè)類型統(tǒng)稱化石燃料或化石能源。 已被人類認(rèn)

6、識的上述能源，在一定條件下可以轉(zhuǎn)換為人們所需的 某種其它形式的能量。比如薪柴和煤炭，把它們加熱到一定溫度， 它們能和空氣中的氧氣化合并放出大量的熱能。我們可以用熱來 取暖、做飯或制冷，也可以用熱來產(chǎn)生蒸汽，用蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)， 使熱能變成機(jī)械能；也可以用汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，使機(jī)械能變成 電能；如果把電送到工廠、企業(yè)、機(jī)關(guān)、農(nóng)牧林區(qū)和住戶，它又 可以轉(zhuǎn)換成機(jī)械能、光能或熱能。（6）商品能源和非商品能源。凡進(jìn)入能源市場作為商品銷售 的如煤、石油、天然氣和電等均為商品能源。國際上的統(tǒng)計(jì)數(shù)字 均限于商品能源。非商品能源主要指薪柴和農(nóng)作物殘余（秸稈等）。 1975年，世界上的非商品能源約為0.6太瓦年，相當(dāng)

7、于6億噸標(biāo) 準(zhǔn)煤。據(jù)估計(jì)，中國1979年的非商品能源約合2.9億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。（7）可再生能源和非再生能源。凡是可以不斷得到補(bǔ)充或能 在較短周期內(nèi)再產(chǎn)生的能源稱為再生能源，反之稱為非再生能源。 風(fēng)能、水能、海洋能、潮汐能、太陽能和生物質(zhì)能等是可再生能 源；煤、石油和天然氣等是非再生能源。地?zé)崮芑旧鲜欠窃偕?能源，但從地球內(nèi)部巨大的蘊(yùn)藏量來看，又具有再生的性質(zhì)。核 能的新發(fā)展將使核燃料循環(huán)而具有增殖的性質(zhì)。核聚變的能可比 核裂變的能高出510倍，核聚變最合適的燃料重氫（氘）又大 量地存在于海水中，可謂“取之不盡，用之不竭”。核能將是未 來能源系統(tǒng)的支柱之一。2常規(guī)能源21煤炭煤炭是古代植物埋藏在地

8、下經(jīng)歷了復(fù)雜的生物化學(xué)和物理化 學(xué)變化逐漸形成的固體可燃性礦物。煤作為一種燃料，早在800年前就已經(jīng)開始。煤被廣泛用作 工業(yè)生產(chǎn)的燃料，是從18世紀(jì)末的產(chǎn)業(yè)革命開始的。隨著蒸汽機(jī) 的發(fā)明和使用，煤被廣泛地用作工業(yè)生產(chǎn)的燃料，給社會(huì)帶來了 前所未有的巨大生產(chǎn)力，推動(dòng)了工業(yè)的向前發(fā)展，隨之發(fā)展起煤 炭、鋼鐵、化工、采礦、冶金等工業(yè)。煤炭發(fā)熱量高，標(biāo)準(zhǔn)煤的 發(fā)熱量為7000大卡/千克。而且煤炭在地球上的儲(chǔ)量豐富，分布 廣泛，一般也比較容易開采，因而被廣泛用作各種工業(yè)生產(chǎn)中的燃料。煤炭除了作為燃料以取得熱量和動(dòng)能以外，更為重要的是從 中制取冶金用的焦炭和制取人造石油，即煤的低溫干餾的液體產(chǎn) 品一一煤焦

9、油。經(jīng)過化學(xué)加工，從煤炭中能制造出成千上萬種化 學(xué)產(chǎn)品，所以它又是一種非常重要的化工原料，如我國相當(dāng)多的 中、小氮肥廠都以煤炭作原料生產(chǎn)化肥。我國的煤炭廣泛用來作 為多種工業(yè)的原料。大型煤炭工業(yè)基地的建設(shè)，對我國綜合工業(yè) 基地和經(jīng)濟(jì)區(qū)域的形成和發(fā)展起著很大的作用。此外，煤炭中還往往含有許多放射性和稀有元素如鈾、鍺、 鎵等，這些放射性和稀有元素是半導(dǎo)體和原子能工業(yè)的重要原料。煤炭對于現(xiàn)代化工業(yè)來說，無論是重工業(yè)，還是輕工業(yè)；無 論是能源工業(yè)、冶金工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、機(jī)械工業(yè)，還是輕紡工業(yè)、 食品工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)，都發(fā)揮著重要的作用，各種工業(yè)部門都 在一定程度上要消耗一定量的煤炭，因此有人稱煤炭是工業(yè)

10、的“真 正的糧食”。2.2石油石油又稱原油，是從地下深處開采的棕黑色可燃粘稠液體。 它是古代海洋或湖泊中的生物經(jīng)過漫長的演化形成的混合物，屬 于化石燃料。石油及其產(chǎn)品廣泛用于生產(chǎn)和生活的各個(gè)方面，被 稱為工業(yè)的血液。石油的性質(zhì)因產(chǎn)地而異，密度為0.81.0克/厘米3,粘度范 圍很寬，凝固點(diǎn)差別很大（30-60C），沸點(diǎn)范圍為常溫到500C 以上，可溶于多種有機(jī)溶劑，不溶于水，但可與水形成乳狀液。 組成石油的化學(xué)元素主要是碳（83%87%）、氫（11%14%）， 其余為硫（0.06%0.8%）、氮（0.02%1.7%）、氧（0.08%1.82%） 及微量金屬元素（鎳、釩、鐵等）。由碳和氫化合形成

11、的烴類構(gòu)成 石油的主要部分，約占95%99%，含硫、氧、氮的化合物對石油 產(chǎn)品有害，在石油加工中應(yīng)盡量除去。不同產(chǎn)地的石油中，各種 烴類的結(jié)構(gòu)和所占比例相差很大，但主要屬于烷烴、環(huán)烷烴、芳 香烴三類。通常以烷烴為主的石油稱為石蠟基石油；以環(huán)烷烴、 芳香烴為主的稱環(huán)烴基石油；介于二者之間的稱中間基石油。我 國主要原油的特點(diǎn)是含蠟較多，凝固點(diǎn)高，硫含量低，鎳、氮含 量中等，釩含量極少。2.3天然氣：天然氣是存在于地下巖石儲(chǔ)集層中以烴為主體的混合氣體的統(tǒng) 稱。包括油田氣、氣田氣、煤層氣、泥火山氣和生物生成氣等。主要 成分為甲烷，通常占8595%；其次為乙烷、丙烷、丁烷等。它是優(yōu) 質(zhì)燃料和化工原料。其

12、中伴生氣通常是原油的揮發(fā)性部分，以氣的形 式存在于含油層之上，凡有原油的地層中都有，只是油、氣量比例不 同。即使在同一油田中的石油和天然氣來源也不一定相同。他們由不 同的途徑和經(jīng)不同的過程匯集于相同的巖石儲(chǔ)集層中。若為非伴生 氣，則與液態(tài)集聚無關(guān)，可能產(chǎn)生于植物物質(zhì)。世界天然氣產(chǎn)量中， 主要是氣畝氣和油田氣?，F(xiàn)在對煤層氣的開采，也已日益受到重視。天然氣也同原油一樣埋藏在地下封閉的地質(zhì)構(gòu)造之中，有些 和原油儲(chǔ)藏在同一層位，有些單獨(dú)存在。對于和原油儲(chǔ)藏在同一 層位的天然氣，會(huì)伴隨原油一起開采出來。對于只有單相氣存在 的，我們稱之為氣藏，其開采方法既與原油的開采方法十分相似， 又有其特殊的地方。常見

13、的天然氣開采方法有小油管排水采氣法、 泡沫排水采氣法、柱塞氣舉排水采氣法及深井泵排水采氣法。目前人們的環(huán)保意識提高，世界需求干凈能源的呼聲高 漲，各國政府也通過立法程序來傳達(dá)這種趨勢。 天然氣用于發(fā)電， 具有緩解能源緊缺、降低燃煤發(fā)電比例，減少環(huán)境污染的有效途 徑，且從經(jīng)濟(jì)效益看，天然氣發(fā)電的單位裝機(jī)容量所需投資少， 建設(shè)工期短，上網(wǎng)電價(jià)較低，具有較強(qiáng)的競爭力。同時(shí)天然氣用 于化工、城市燃?xì)夂蜋C(jī)車用油具有污染少、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)。2.4水能水能是自然界廣泛存在的一次能源。水能資源是指水體的動(dòng)能、 勢能和壓力能等能量資源。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；狹義的水

14、能資源指河流的水能資源，是 一種可再生能源。我國水能資源的特點(diǎn)是水力資源總量較多，但開發(fā)利用率低，水 力資源分布不均，西部多，東部少，相對集中在西南地區(qū)，而經(jīng)濟(jì)發(fā) 達(dá)、能源需求大的東部地區(qū)水力資源極少，與經(jīng)濟(jì)發(fā)展不匹配。最新綜合評估顯示，我國水能資源理論蘊(yùn)藏量近7億千瓦，占常 規(guī)能源資源量的40%，主要集中于大江大河，有利于集中開發(fā)，可開 發(fā)容量近4億千瓦，年發(fā)電量約1. 7億千瓦時(shí)，是世界上水能資源總 量最多的國家。3新能源3.1核能核能，即核變能源，又稱原子能，是原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)放出 的能量。50多年以前，科學(xué)家在的一次試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)鈾-235原子核在 吸收一個(gè)中子以后能分裂，在放出23個(gè)

15、中子的同時(shí)伴隨著一種巨大 的能量，這種能量比化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量大的多，這就是我們今天 所說的核能。核能的獲得途徑主要有兩種，即重核裂變與輕核聚變。 核聚變要比核裂變釋放出更多的能量。例如相同數(shù)量的氘和鈾-235 分別進(jìn)行聚變和裂變，前者所釋放的能量約為后者的三倍多。被人們 所熟悉的原子彈、核電站、核反應(yīng)堆等都利用了核裂變的原理。實(shí)現(xiàn) 核聚變的條件較高，即需要使氫核處于幾千萬度以上的高溫才能使相 當(dāng)?shù)暮司哂袆?dòng)能實(shí)現(xiàn)聚合反應(yīng)。3.2太陽能太陽能一般是指太陽光的輻射能量。理論計(jì)算表明，太陽每秒鐘 輻射到地球上的能量相當(dāng)于500多萬噸煤燃燒時(shí)放出的熱量，累積一 年下來約合170多萬億噸煤的熱量，現(xiàn)在

16、人類活動(dòng)一年消耗的能量還 不及它的萬分之一。太陽能到達(dá)地球表面后，被植物吸收的只占千 分之一、二，并轉(zhuǎn)變成化學(xué)能貯存起來，其余絕大部分都以熱的形式 散發(fā)到宇宙空間去了。目前，人類所需能量的絕大部分都直接或間接 地來自太陽。植物的光合作用是自然界利用太陽能極成功的范例，正 是它才為大地帶來了茂密的森林和糧菜瓜果。太陽除為地球提供可直 接加以利用的光和熱外，還是地球上多種能源的主要源泉，植物通過 光合作用把太陽能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能貯存在植物體內(nèi)，經(jīng)過漫長的地質(zhì)年 代，因地殼運(yùn)動(dòng)埋入地下的動(dòng)植物便形成了煤炭、石油、天然氣、油 頁巖等化石燃料，這些實(shí)質(zhì)上都是由古代生物固定下來的太陽能。太陽能的主要利用形式有

17、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，廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源，如 風(fēng)能、化學(xué)能、水的勢能等由太陽能導(dǎo)致或轉(zhuǎn)化成的能量形式。3.3風(fēng)能：1）風(fēng)能的形成及分布：在自然界中，風(fēng)是一種可再生、無污染而且儲(chǔ)量巨大的能源。由 于地面各處受太陽輻照后氣溫變化不同和空氣中水蒸氣的含量不同， 因而引起各地氣壓的差異，在水平方向高壓空氣向低壓地區(qū)流動(dòng)，即 形成風(fēng)。風(fēng)能資源決定于風(fēng)能密度和可利用的風(fēng)能年累積小時(shí)數(shù)。風(fēng) 能密度是單位迎風(fēng)面積可獲得的風(fēng)的功率，與風(fēng)速的三次方和空氣密 度成正比關(guān)系。風(fēng)向和風(fēng)速是兩個(gè)描述風(fēng)的重要參數(shù)。風(fēng)向是指風(fēng)吹 來的方向，如果風(fēng)是從北方吹來，就稱為北風(fēng)。風(fēng)

18、速是表示風(fēng)移動(dòng)的 速度，即單位時(shí)間內(nèi)空氣流動(dòng)所經(jīng)過的距離。風(fēng)是矢量，隨時(shí)間和高 度隨機(jī)性變化。2）風(fēng)能的利用：人類利用風(fēng)能的歷史悠久。公元前數(shù)世紀(jì)，我 國人民就利用風(fēng)能提水、灌溉、磨面，用風(fēng)帆推動(dòng)船舶前進(jìn)。在國外， 公元前2世紀(jì)，古波斯人就利用風(fēng)能碾米，11世紀(jì)風(fēng)力機(jī)在中東獲得 廣泛應(yīng)用。現(xiàn)在，風(fēng)能的利用主要是以風(fēng)能作動(dòng)力和風(fēng)力發(fā)電兩種形 式，其中又以風(fēng)力發(fā)電為主。以風(fēng)能作動(dòng)力，就是利用風(fēng)來直接帶動(dòng) 各種機(jī)械，如帶動(dòng)水泵提水等這，種風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：投資少、 工效高、經(jīng)濟(jì)耐用。目前，世界上約有一白多萬臺(tái)風(fēng)力提水機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)。 利用風(fēng)力發(fā)電，以丹麥應(yīng)用最早，而且使用較普遍。丹麥雖只有500 多萬人

19、口，卻是世界風(fēng)能發(fā)電大國和發(fā)電風(fēng)輪生產(chǎn)大國，世界10大風(fēng) 輪生產(chǎn)廠家有5家在丹麥，世界60%以上的風(fēng)輪制造廠都在使用丹麥 的技術(shù)，是名副其實(shí)的“風(fēng)車大”。截止到2006年底，世界風(fēng)力發(fā)電 總量居前3位的分別是德國、西班牙和美國，三國的風(fēng)力發(fā)電總量占 全球風(fēng)力發(fā)電總量的60%。此外，風(fēng)力發(fā)電還逐漸走進(jìn)居民主宅。在 英國，迎風(fēng)緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的微型風(fēng)能電機(jī)正在成為一種新景觀。家庭 安裝微型風(fēng)能發(fā)電設(shè)備，不但可以為生活提供電力，節(jié)約開支，還有 利于環(huán)境保護(hù)?？胺Q世界“最環(huán)保住宅”就是由英國著名環(huán)保組織“地 球之友”的發(fā)起人馬蒂威廉歷時(shí)5年建造成的，其住宅的迎風(fēng)院墻前 就矗立著一個(gè)扇狀渦輪發(fā)電機(jī)，隨著葉片

20、的轉(zhuǎn)動(dòng)，不時(shí)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為 電能。3.4海洋能（1）海洋能（ocean energy）是海水運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的可再生能， 主要包括溫差能、潮汐能、波浪能、潮流能、海流能、鹽差能等。潮 汐能和潮流能源自月球、太陽和其他星球引力，其他海洋能均源自太 陽輻射。（2）海洋能具有如下特點(diǎn)：1）海洋能在海洋總水體中的蘊(yùn)藏量巨大，而單位體積、單位面 積、單位長度所擁有的能量較小。這就是說，要想得到大能量，就得 從大量的海水中獲得。2）海洋能具有可再生性。海洋能來源于太陽輻射能與天體間的 萬有引力，只要太陽、月球等天體與地球共存，這種能源就會(huì)再生， 就會(huì)取之不盡，用之不竭。3）海洋能有較穩(wěn)定與不穩(wěn)定能源之分。較穩(wěn)

21、定的為溫度差能、 鹽度差能和海流能。不穩(wěn)定能源分為變化有規(guī)律與變化無規(guī)律兩種。 屬于不穩(wěn)定但變化能一旦開發(fā)后，其本身對環(huán)境污染影響很小。（3）海洋能的表現(xiàn)形式：潮汐能、波浪能、海水溫差能、鹽差 能、海流能。3.5其它新能源（1）地?zé)崮埽旱責(zé)崮蹽eothermal Energy是由地殼抽取的 天然熱能，這種能量來自地球內(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。地球內(nèi)部的溫度高達(dá)攝氏7000度， 而在80至100公英里的深度處，溫度會(huì)降至攝氏650度至1200 度。透過地下水的流動(dòng)和熔巖涌至離地面1至5公里的地殼，熱 力得以被轉(zhuǎn)送至較接近地面的地方。運(yùn)用地?zé)崮茏詈唵魏妥詈虾醭杀拘?/p>

22、益的方法是直接取用這些熱源，并抽取其能量。地?zé)崮芗蟹植荚跇?gòu)造板塊邊緣一帶，分布相對來說比較分 散，開發(fā)難度大。主要用于發(fā)電、供暖、務(wù)農(nóng)和行醫(yī)等方面。（2）生物質(zhì)能：生物質(zhì)是指通過光合作用而形成的各種有機(jī)體，包括所有的動(dòng) 植物和微生物。而所謂生物質(zhì)能（biomass energy），就是太陽能 以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式，即以生物質(zhì)為載體的 能量。它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用，可轉(zhuǎn)化為常 規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料，取之不盡、用之不竭，是一種可再生 能源，同時(shí)也是唯一一種可再生的碳源。生物質(zhì)能的原始能量來 源于太陽，所以從廣義上講，生物質(zhì)能也是太陽能的一種表現(xiàn)形 式。目前，很多國家都在積極研究和開發(fā)利用生物質(zhì)能。依據(jù)來 源的不同，可以將適合于能源利用的生物質(zhì)分為林業(yè)資源、農(nóng)業(yè) 資源、生活污水和工業(yè)有機(jī)廢水、城市固體廢物和