現(xiàn)代化學(xué)與能源一、我們所面臨的能源狀況目前全世界使用的能源90%取自化石燃料，即煤炭、石油和天然氣，它們經(jīng)歷了上億年的時(shí)間才得以生成，因此是不可在生能源。從探明的儲(chǔ)量分析，現(xiàn)在地球上的煤炭、石油和天然氣的總儲(chǔ)量分別為：石油：1萬(wàn)億桶天然氣：120萬(wàn)億立方米煤炭：1萬(wàn)億噸按照全世界對(duì)化石燃料的消耗速度計(jì)算，這些能源可供人類使用的時(shí)間大約還有：儲(chǔ)量有限的化石燃料我國(guó)一次能源消費(fèi)總量從1978年的5.3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，上升到2002年的14.3億噸標(biāo)煤。在2004年，我國(guó)石油消費(fèi)量達(dá)3億噸，其中進(jìn)口1億噸，估計(jì)到2020年，我國(guó)石油消費(fèi)量要達(dá)4.5億噸，其中進(jìn)口量要達(dá)2.7億噸，到2050年，我國(guó)石油消費(fèi)量要達(dá)6億噸，其中進(jìn)口量要達(dá)4億噸，相當(dāng)于目前美國(guó)的石油進(jìn)口量。大慶油田從1960年至2002年累計(jì)生產(chǎn)原油17多億噸。27年穩(wěn)產(chǎn)在5000萬(wàn)噸/年以上。1997年最高產(chǎn)量為5600萬(wàn)噸/年2002年為5013萬(wàn)噸/年2003年計(jì)劃產(chǎn)量4830萬(wàn)噸/年進(jìn)入遞減開采期。——化工報(bào)2003-1-18-1據(jù)美國(guó)石油業(yè)協(xié)會(huì)估計(jì)，在2050年之前，世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展將越來(lái)越多地依賴煤炭。其后在2250到2500年之間，煤炭也將消耗殆盡，礦物燃料供應(yīng)枯竭。一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的天然氣也將在2020年被用完；而發(fā)展中國(guó)家在2060年也將會(huì)發(fā)生天然氣短缺?！?、我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)▲1、我國(guó)和世界的能源消耗煤炭的結(jié)構(gòu)煤炭液化煤炭液化是指以煤炭為原料，通過(guò)化學(xué)加工過(guò)程，生產(chǎn)油品和石油化工產(chǎn)品。煤炭直接液化:煤炭間接液化:煤炭煤粉油煤漿加氫裂化液體油品煤炭、氧氣、水蒸氣H2和CO的混合氣體石油的形成石油是遠(yuǎn)古時(shí)代沉積在海底湖泊中的動(dòng)植物的遺體，在海洋條件作用下經(jīng)過(guò)千百萬(wàn)年的漫長(zhǎng)轉(zhuǎn)化過(guò)程而生成。水中生物的遺骸下沉而埋沒(méi)于地下因地?zé)峄虻貕旱茸饔米兂墒褪痛蠖嗉性谏硯r之類孔隙較多的巖石層中汽油性能的表征——辛烷值辛烷值是汽油抗暴性能的間接量度提高汽油辛烷值的方法：1.提高異辛烷的含量—鉑錸重整2.加少量的四乙基鉛[Pb(C2H5)2]無(wú)鉛汽油與無(wú)鉛抗爆劑目前，取代四乙基鉛的物質(zhì)主要有：芳香烴類、甲基叔丁基醚[MTBE，CH3O(CH3)3]、三乙基丁醚、三戊基甲醚、羰基錳（MMT）、醇類等，其中以MTBE用量最大。無(wú)鉛汽油不等于無(wú)害汽油“可燃冰”：天然氣水合物

“Flamingice”:naturalgashydrate

20世紀(jì)90年代中葉的一天，一艘加拿大拖網(wǎng)漁船在太平洋岸邊作業(yè)時(shí)，一網(wǎng)打上來(lái)2噸多重白花花似冰雪般的東西，其間還夾雜著幾條奇形怪狀的魚。漁民不知道這些白花花的是什么東西，對(duì)那幾條從未謀過(guò)面的怪魚也是敬而遠(yuǎn)之，趕緊把它們?nèi)踊氐胶＠?。誰(shuí)知這時(shí)又出現(xiàn)了怪事：那些白花花的東西入水后就開始融化，而且伴隨著它們?nèi)诨忻俺隽嗽S多帶有臭雞蛋味的氣泡。這是漁民們從未見(jiàn)過(guò)的情景，他們嚇壞了此事引起了科學(xué)界的重視：科學(xué)家通過(guò)將這一發(fā)現(xiàn)與1930在西伯利亞凍土帶，1990年在墨西哥灣，1995年在日本四國(guó)海槽的類似發(fā)現(xiàn)聯(lián)系在一起進(jìn)行分析，認(rèn)為這種白花花的物質(zhì)應(yīng)該是在深海低溫高壓特定環(huán)境下生成的一種特殊物質(zhì)——“可燃冰”。自此，“可燃冰”引起了世界科學(xué)界的廣泛關(guān)注，其中自然也包括我國(guó)?？扇急?jiǎn)介天然氣水合物，也稱氣體水合物（gashydrate），是由天然氣與水分子在高壓（>100大氣壓或>10MPa）和低溫（0～10℃）條件下結(jié)合而成的一種固態(tài)結(jié)晶物質(zhì)。因天然氣中有80%～90%的成分是甲烷，故也有人叫天然氣水合物為甲烷水合物（methanehydratemethanegashydrate）。

1立方米可燃冰可轉(zhuǎn)化為164立方米的天然氣和0.8立方米的水?？茖W(xué)家估計(jì)，海底可燃冰分布的范圍約4000萬(wàn)平方公里，占海洋總面積的10%，海底可燃冰的儲(chǔ)量夠人類使用1000年。氣體水合物水-水：氫鍵(hydrogenbond)水分子“籠子(cavity)”氣體分子：CH4,C2H4,C2H6,C3H8,Ne,Ar,Kr,Xe,N2,H2S,CO2,外觀為類冰晶體非化學(xué)計(jì)量的包合物(clathrate)我國(guó)南海可燃冰實(shí)物這是夾雜著白色顆粒狀“可燃冰”的海底沉積物“可燃冰”釋放的氣體能夠在空氣中燃燒(資料照片)。2003年前，風(fēng)電發(fā)展緩慢一個(gè)人裝修房子，當(dāng)衛(wèi)生間的所有衛(wèi)浴設(shè)備都安好后，卻突然發(fā)現(xiàn)沒(méi)有打通下水道。風(fēng)電產(chǎn)業(yè)就處于這樣一個(gè)尷尬的境地，大量風(fēng)電場(chǎng)建成后，卻苦于找不到接入電網(wǎng)，產(chǎn)出無(wú)法送到用戶手中。這種尷尬顯然不是無(wú)知與疏忽大意能解釋的。實(shí)際上在2003年之前，我國(guó)的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展都還處于平緩狀態(tài)。1985年，我國(guó)開始相續(xù)引進(jìn)丹麥、德國(guó)等國(guó)家的風(fēng)電設(shè)備，但只是小范圍試點(diǎn)。1995年，原電力工業(yè)部曾提出2000年風(fēng)電裝機(jī)量達(dá)到100萬(wàn)千瓦的目標(biāo)，但2004年卻只完成了76.4萬(wàn)千瓦。可僅一年后，這個(gè)數(shù)字就變成了126萬(wàn)千瓦，4年后突破894萬(wàn)千瓦。而如今內(nèi)蒙、甘肅等省的胃口已經(jīng)奔向千萬(wàn)千瓦去了，甚至連云南這樣不具備風(fēng)能優(yōu)勢(shì)的省份也上馬項(xiàng)目。04年前后，政策刺激下瘋狂上馬2004年前后是中國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)折時(shí)刻，相續(xù)有政策利好釋出。在“十一五”的風(fēng)能指標(biāo)計(jì)劃中，國(guó)家計(jì)劃推出1000萬(wàn)千瓦的裝機(jī)容量。而發(fā)改委亦打破特許，下放了5萬(wàn)千瓦級(jí)以下項(xiàng)目的審批權(quán)，這實(shí)際上給地方開了一個(gè)口子，很多地方政府將風(fēng)電項(xiàng)目拆分成若干個(gè)小于5萬(wàn)千瓦的項(xiàng)目，以此逃避審查。據(jù)報(bào)道，內(nèi)蒙古一地方政府就將一片40萬(wàn)千瓦的風(fēng)電場(chǎng)，拆分成8個(gè)4.95萬(wàn)千瓦的風(fēng)電場(chǎng)核準(zhǔn)給同一家公司開發(fā)。地方熱衷風(fēng)電項(xiàng)目最重要的原因，是2006年國(guó)家頒布的《可再生能源法》，其中對(duì)風(fēng)電項(xiàng)目的扶持多少有過(guò)頭的嫌疑，該法要求：電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)當(dāng)全額收購(gòu)可再生能源，為了支持新能源發(fā)展，新能源發(fā)電的上網(wǎng)電價(jià)也比傳統(tǒng)電源要高。這種扭曲價(jià)格的政策行為，給予了風(fēng)電投資者們極強(qiáng)的信心。產(chǎn)多少賣多少，這是天下最大的好事。雖然虧損，但仍趨之若鶩風(fēng)電突然“發(fā)力”始于2005年國(guó)家可再生能源法的出臺(tái)。這部于今年1月1日起施行的法律給風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)描繪出了一幅美好的前景。各大公司像跑馬圈地，一窩蜂地上，爭(zhēng)項(xiàng)目、爭(zhēng)設(shè)備。趨之如騖的投資者在招標(biāo)時(shí)亮出“跳樓價(jià)”，使很多風(fēng)電項(xiàng)目仍處于虧損狀態(tài)。風(fēng)電產(chǎn)業(yè)政策有著極強(qiáng)的計(jì)劃色彩，這使得國(guó)內(nèi)不少風(fēng)電廠距離電網(wǎng)都有數(shù)百公里的距離，管道建設(shè)需要費(fèi)用。高額的輸電成本和低廉的買電國(guó)家定價(jià)，電網(wǎng)巨頭們對(duì)此自然沒(méi)興趣，因而政策優(yōu)惠就很難落實(shí)到風(fēng)電企業(yè)上。根據(jù)2009年電監(jiān)會(huì)《中國(guó)風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研報(bào)告》顯示，我國(guó)多數(shù)項(xiàng)目等效滿負(fù)荷運(yùn)行小時(shí)數(shù)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值，但這仍未能阻止風(fēng)電熱。據(jù)悉，山東魯能、三峽等大型國(guó)企都有意將風(fēng)電作為未來(lái)重要業(yè)務(wù)。而內(nèi)蒙古更制定了2010達(dá)到500萬(wàn)千瓦的目標(biāo)，有意思的是中央對(duì)內(nèi)蒙的規(guī)劃才100萬(wàn)千瓦?！扒鍧嵃l(fā)展機(jī)制”讓風(fēng)電再熱？是什么原因驅(qū)使它們?nèi)プ鲞@筆看似無(wú)利可圖的買賣呢？一個(gè)可能的原因是：國(guó)際間碳交易。在全球減排的趨勢(shì)下，中國(guó)風(fēng)電又抓住了一根救命稻草。2005年開始的“清潔發(fā)展機(jī)制”，是京都議定書下針對(duì)發(fā)展中國(guó)家的一個(gè)彈性機(jī)制。因?yàn)橛行┌l(fā)達(dá)國(guó)家不愿降低生活標(biāo)準(zhǔn)，且通過(guò)技術(shù)減排的空間已經(jīng)很小，于是該機(jī)制允許一些發(fā)達(dá)國(guó)家可以通過(guò)幫助發(fā)展中國(guó)家減排，來(lái)抵消自身的減排指標(biāo)。具體而言，如果一個(gè)發(fā)展中國(guó)家的項(xiàng)目能得到認(rèn)證并證明其達(dá)到了減排效果，便能得到減排認(rèn)證，一噸二氧化碳排放指標(biāo)等于一個(gè)減排認(rèn)證。而發(fā)達(dá)國(guó)家為每個(gè)減排認(rèn)證所支付的價(jià)格在10到15美元之間。據(jù)分析，中國(guó)已成為這項(xiàng)機(jī)制最大的受益者，共獲得了1.53億碳信用額，占到了“清潔發(fā)展機(jī)制”所發(fā)放認(rèn)證的一半以上。中國(guó)眾多企業(yè)從中獲利，比如重慶市的企業(yè)，截止去年底，該市企業(yè)得到聯(lián)合國(guó)認(rèn)可的減排總量為184萬(wàn)噸，以時(shí)價(jià)計(jì)便可獲得碳交易1.25億元，除此之外，他們還有30個(gè)項(xiàng)目近860萬(wàn)噸的減排量正在等待聯(lián)合國(guó)認(rèn)證，這筆錢共值5.85億元。而重慶并非申請(qǐng)獲得碳交易最積極的省份。中國(guó)風(fēng)電從減排中嘗到“甜頭”風(fēng)電行業(yè)作為新能源產(chǎn)業(yè)，自然不會(huì)放過(guò)這個(gè)創(chuàng)收機(jī)會(huì)，實(shí)際上行業(yè)內(nèi)對(duì)此也毫不避諱，在行業(yè)網(wǎng)站中國(guó)能源網(wǎng)的一篇報(bào)道中，文章開宗明義寫到：投資新能源項(xiàng)目，不僅利于環(huán)境，還能通過(guò)碳交易創(chuàng)收。該文介紹：浙江省第一個(gè)大型風(fēng)電項(xiàng)目——慈溪風(fēng)電成為新能源“綠色效益”的受益者。該風(fēng)電場(chǎng)已累計(jì)發(fā)電7000萬(wàn)千瓦時(shí)，碳交易創(chuàng)收約445萬(wàn)元。在具體執(zhí)行中，該廠的減排量計(jì)算，是以廠實(shí)際發(fā)電量作為依據(jù)，據(jù)測(cè)算，慈溪風(fēng)電場(chǎng)一期風(fēng)電項(xiàng)目全年可發(fā)電1.1億千瓦時(shí)。與相同發(fā)電量的燃煤火電比，每年可節(jié)約標(biāo)煤3.18萬(wàn)噸，減少排放二氧化碳約9萬(wàn)噸，節(jié)約淡水27萬(wàn)立方米。換一句話說(shuō)，在單位產(chǎn)量所獲得的減排量不變的情況下，你的產(chǎn)量越大，獲得的減排量就越大，碳交易的收入就越多，這無(wú)疑有利于中國(guó)風(fēng)電業(yè)的建設(shè)熱情。在許多風(fēng)電行業(yè)網(wǎng)站中，探討企業(yè)如何從碳交易中獲利的專題文章還有很多，可見(jiàn)中國(guó)企業(yè)對(duì)此的熱衷。聯(lián)合國(guó)指責(zé)中國(guó)企業(yè)騙取資金從各種新聞報(bào)道來(lái)看，中國(guó)部分電企進(jìn)入“清潔發(fā)展機(jī)制”的目的本末倒置，“清潔發(fā)展機(jī)制”的一個(gè)原則是，該項(xiàng)目必須證明在沒(méi)有外部投資就不會(huì)開展的情況下，才能獲得認(rèn)證。也就是說(shuō)，發(fā)達(dá)國(guó)家給中國(guó)提供資金，目的是幫助中國(guó)發(fā)展本來(lái)不能發(fā)展的節(jié)能產(chǎn)業(yè)。但中國(guó)部分企業(yè)卻將國(guó)外資金當(dāng)成了發(fā)展風(fēng)電的一個(gè)補(bǔ)充或投資，甚至借此盈利。國(guó)際上對(duì)于中國(guó)的質(zhì)疑一直沒(méi)有停止過(guò)，終于在2009年哥本哈根大會(huì)前夕，聯(lián)合國(guó)停止了對(duì)中國(guó)50家風(fēng)電項(xiàng)目申請(qǐng)信用額度的審批，這50家企業(yè)多數(shù)為大型國(guó)企及其下屬公司。聯(lián)合國(guó)專家懷疑中國(guó)正在利用產(chǎn)業(yè)政策來(lái)騙取碳交易資金。事情的直接起因，是2009年7月發(fā)改委對(duì)風(fēng)電電價(jià)的新規(guī)定，該規(guī)定實(shí)行定額上網(wǎng)電價(jià)，取消了招標(biāo)制度，四類資源區(qū)標(biāo)桿電價(jià)分別為每千瓦時(shí)（度）0.51元、0.54元、0.58元、0.61元。據(jù)報(bào)道，有聯(lián)合國(guó)專家認(rèn)為，該規(guī)定是在有意降低上網(wǎng)電價(jià)，從而加劇風(fēng)電行業(yè)的經(jīng)營(yíng)困難，使得眾多企業(yè)符合“清潔發(fā)展機(jī)制”的門檻。中國(guó)對(duì)此自然是強(qiáng)烈反對(duì)，并強(qiáng)調(diào)調(diào)低電價(jià)，是出于宏觀調(diào)控的考慮，與獲取資金無(wú)關(guān)。這場(chǎng)風(fēng)波隨著哥本哈根大會(huì)的落幕而暫時(shí)平息，但它也有助于人們思考這樣一個(gè)問(wèn)題：在上網(wǎng)電價(jià)不高，企業(yè)利潤(rùn)率低的情況下，為什么還有這么多企業(yè)愿意投資風(fēng)電，而且多數(shù)為大型國(guó)企。至少三分之一設(shè)備閑置前文已經(jīng)說(shuō)到，我國(guó)大量風(fēng)電項(xiàng)目距離電網(wǎng)過(guò)遠(yuǎn)，而與火電并網(wǎng)也面臨重重技術(shù)困難，至今難以克服，這使得多數(shù)項(xiàng)目處于閑置狀態(tài)，譬如內(nèi)蒙卓資縣去年總裝機(jī)容量達(dá)到10萬(wàn)千瓦時(shí)，但由于電網(wǎng)送出系統(tǒng)的能力太差，電廠發(fā)出的電在當(dāng)?shù)叵煌?，外送也送不出去。近一半的風(fēng)電機(jī)組閑置，只有2/3的風(fēng)電能夠上網(wǎng)。內(nèi)蒙古發(fā)改委官員曾透露：“目前內(nèi)蒙風(fēng)能資源的格局是：1/3已開發(fā)、1/3在開發(fā)、1/3被閑置?！比种婚e置，這也和全國(guó)其它省份的狀況接近。違背“廠網(wǎng)分離”原則由于風(fēng)電發(fā)電量較小，約相當(dāng)于火電同等裝機(jī)的40%左右，在相同電網(wǎng)等級(jí)條件下，對(duì)風(fēng)電的線路投資會(huì)在很大程度上影響電網(wǎng)的投資效益。因而電網(wǎng)公司對(duì)為風(fēng)電新增線路并不積極。在這種情況下，不少風(fēng)電廠采取了變通手段，他們邀請(qǐng)電網(wǎng)巨頭們?nèi)牍娠L(fēng)電項(xiàng)目，直接參與電場(chǎng)投資，用利益捆綁來(lái)促進(jìn)他們對(duì)電網(wǎng)的投資。然而這種變通手段，顯然與“廠網(wǎng)分離”的電改方向違背。威脅電網(wǎng)穩(wěn)定與安全另一個(gè)常被人們忽視的威脅是，現(xiàn)有電網(wǎng)的格局，使得風(fēng)能反而影響電網(wǎng)的穩(wěn)定。原則上，風(fēng)電占電網(wǎng)的總量不能大于5%，一旦超過(guò)，就會(huì)影響電網(wǎng)質(zhì)量，其原因很多，比如風(fēng)電不像火電、水電一樣穩(wěn)定，風(fēng)電依賴自然風(fēng)，總是時(shí)有時(shí)無(wú)。此外，我國(guó)風(fēng)能資源主要分布在東北、西北和華北地區(qū)，如內(nèi)蒙、甘肅，而這些地方往往是電網(wǎng)覆蓋面最低的，國(guó)家電網(wǎng)專家胡兆光就表示：“這些地方一旦電場(chǎng)同時(shí)發(fā)電，當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)就將崩潰?！北M管國(guó)家電網(wǎng)已經(jīng)承諾了要在這些地區(qū)建設(shè)更多電網(wǎng)，但建設(shè)速度，恐怕很難趕上風(fēng)電的發(fā)展規(guī)模。更尷尬的是，它或許并不環(huán)?，F(xiàn)有電網(wǎng)不能吸收足夠風(fēng)電還產(chǎn)生了另外一些尷尬，前文提到了最近引發(fā)關(guān)注的酒泉風(fēng)電廠，酒泉市計(jì)劃到2015年安裝總發(fā)電能力為1270萬(wàn)千瓦的風(fēng)力渦輪機(jī)，甚至超過(guò)中國(guó)當(dāng)前的核電能力。但與此同時(shí)，由于擔(dān)心風(fēng)電的輸送不足，當(dāng)?shù)卣鞙?zhǔn)備建設(shè)920萬(wàn)千瓦的新燃煤發(fā)電能力，以備不時(shí)之需。為發(fā)展清潔能源而準(zhǔn)備高污染的燃料做后備，這局面多少有些喜劇效果。而據(jù)一些專家的分析，酒泉市這些新增燃煤的發(fā)電力，已相當(dāng)于匈牙利的全國(guó)發(fā)電能力。人們通常認(rèn)為風(fēng)輪機(jī)外觀不雅，會(huì)破壞美景，殊不知它們展示出的力與美也能激動(dòng)人心。以下就是《衛(wèi)報(bào)》為讀者收集的一組圖片，它們顯示出了風(fēng)能獨(dú)有的美感風(fēng)能之美在新西蘭塔拉魯瓦區(qū)，當(dāng)?shù)伛R納瓦圖山的山頂既矗立著風(fēng)輪機(jī)又有綿羊的身影出現(xiàn)。這座風(fēng)電場(chǎng)提供的電能足以滿足14.5萬(wàn)個(gè)家庭需要。西班牙西北部的盧戈山山頂，風(fēng)輪機(jī)在如夢(mèng)似幻的冰雪勝境中一字排開德國(guó)北部的費(fèi)馬恩島上，風(fēng)輪機(jī)與傳統(tǒng)的田園景色相依相伴德國(guó)東部地區(qū)哈雷的工人們攀上100米的高空為機(jī)器設(shè)備安裝一臺(tái)2.3MW的風(fēng)輪機(jī)。這部機(jī)器是德國(guó)風(fēng)輪機(jī)制造商恩德（Nordex）的產(chǎn)品。近年來(lái)，德國(guó)政府積極地推動(dòng)了風(fēng)能的應(yīng)用，該國(guó)的風(fēng)電設(shè)備制造公司也正迎來(lái)全球性的市場(chǎng)需求劇增局面。由丹麥維斯塔斯公司生產(chǎn)的風(fēng)輪機(jī)葉在半明半暗的光線中看來(lái)外形極為特別。維斯塔斯公司是世界上最大的風(fēng)輪機(jī)制造商。由于印度目前正在國(guó)內(nèi)推廣可再生能源，該公司計(jì)劃擴(kuò)大近一倍的產(chǎn)能以生產(chǎn)印度所需要的設(shè)備蘇格蘭愛(ài)丁堡，英國(guó)再生裝置公司生產(chǎn)的勁風(fēng)發(fā)電機(jī)組進(jìn)入最后安裝階段，工程結(jié)束前裝上一個(gè)微型風(fēng)輪。照片上是新型風(fēng)輪機(jī)――離岸風(fēng)力發(fā)電機(jī)NOVA（離岸垂直軸）。截至2020年，英國(guó)安裝的Nova風(fēng)輪機(jī)將提供1GW電量。太陽(yáng)能即太陽(yáng)輻射能，它是太陽(yáng)內(nèi)部連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生的能量。二、能源之母——太陽(yáng)能太陽(yáng)能資源特點(diǎn)總量最大——取之不盡，用之不竭（應(yīng)對(duì)能源危機(jī)）分布最廣——遍布世界各地（應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)能源的區(qū)域差異和貿(mào)易壁壘）最清潔——利用過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生任何污染，也不會(huì)產(chǎn)生廢棄物（應(yīng)對(duì)環(huán)境惡化）能源品位低——需要一定的面積保證（通常認(rèn)為在不考慮地球大氣吸收的情況下，太陽(yáng)能的功率是1.39千瓦每平米）有不穩(wěn)定因素——多數(shù)利用方式受天氣狀況影響太陽(yáng)能資源分布我國(guó)太陽(yáng)能分布及特點(diǎn)中國(guó)絕大多數(shù)地區(qū)的太陽(yáng)能資源豐富具有得天獨(dú)厚的資源條件!太陽(yáng)光譜圖地球軌道上的平均太陽(yáng)輻射強(qiáng)度為1367kw/m2。地球赤道的周長(zhǎng)為40000km，從而可計(jì)算出，地球獲得的能量可達(dá)172,500TW。也就是說(shuō)太陽(yáng)每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)于500萬(wàn)噸煤。目前人類所能夠使用的能源形式美國(guó)《科學(xué)美國(guó)人》雜志在1971年7月刊刊登的“地球的能量資源”一文中提供了如下數(shù)據(jù)，到達(dá)地球的太陽(yáng)輻射能的主要幾條去路：1直接反射52000×109kJ/s2以熱能形式離開地球81000×109kJ/s3水循環(huán)40000×109kJ/s4大氣循環(huán)370×109kJ/s5光合作用40×109kJ/s太陽(yáng)能能量流向示意圖對(duì)太陽(yáng)能的間接利用（1）通過(guò)光合作用的形式利用太陽(yáng)能太陽(yáng)能的間接利用煤炭——當(dāng)代工業(yè)的糧食石油——當(dāng)代工業(yè)的血液天然氣——最清潔的化學(xué)能源可燃冰——未來(lái)的新能源生物質(zhì)能——前景廣闊的綠色能源太陽(yáng)能利用方式及其產(chǎn)品光合作用、光電化學(xué)作用、光敏化學(xué)作用及光分解反應(yīng)熱水器、干燥器、采暖和制冷、太陽(yáng)房、太陽(yáng)灶和高溫爐、海水淡化裝置、水泵、熱力發(fā)電裝置及太陽(yáng)能醫(yī)療器具各種規(guī)格類型的太陽(yáng)電池板和供電系統(tǒng)。太陽(yáng)光化學(xué)轉(zhuǎn)換太陽(yáng)光熱轉(zhuǎn)換太陽(yáng)光電轉(zhuǎn)換1、對(duì)太陽(yáng)能直接利用的形式（1）對(duì)可見(jiàn)光的利用主要的利用途徑是光電轉(zhuǎn)換，即把太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換成電能。這是人們目前對(duì)太陽(yáng)能利用的主要方式之一。太陽(yáng)能電池就屬于這種轉(zhuǎn)換方式。傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池利用太陽(yáng)光中高達(dá)九成以上的可見(jiàn)光。太陽(yáng)能電池太陽(yáng)能電池主要以半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)，利用光照產(chǎn)生電子空穴對(duì)，在PN結(jié)上可以產(chǎn)生光電流、光電壓的現(xiàn)象（光伏效應(yīng)），實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。硅是最合適最理想的太陽(yáng)能電池材料。推進(jìn)艙軌道艙附加艙通訊艙太陽(yáng)能電池太陽(yáng)能電池按照所用材料的不同：硅太陽(yáng)能電池(單晶硅、多晶硅、非晶硅）（光電轉(zhuǎn)化效率高，成本高，制備工藝復(fù)雜?。┮詿o(wú)機(jī)鹽如砷化鎵、硫化鎘、銅銦硒等多元化合物為材料的電池（鎘：劇毒。銦、硒：稀有元素）功能高分子材料制備的大陽(yáng)能電池（處于研發(fā)初期、轉(zhuǎn)化效率低、使用壽命短）染料敏化納米晶體太陽(yáng)能電池（正在研發(fā)）染料敏化太陽(yáng)能電池的優(yōu)點(diǎn)制成透明的產(chǎn)品，應(yīng)用范圍廣在各種光照條件下使用；光的利用效率高；對(duì)光陰影不敏感；可在很寬溫度范圍內(nèi)正常工作……葉綠體的結(jié)構(gòu)納米晶半導(dǎo)體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相當(dāng)于葉綠體的內(nèi)囊體，起著支撐敏化劑染料分子、增加吸收太陽(yáng)光的面積和傳遞電子的作用。敏化劑染料分子相當(dāng)于葉綠體中的葉綠素，起著吸收太陽(yáng)光光子的作用。染料敏化太陽(yáng)能電池和植物的光合作用太陽(yáng)能電池的發(fā)展方向材料與器件結(jié)構(gòu)的研究與開發(fā)各種太陽(yáng)能電池材料研究雜質(zhì)與缺陷的轉(zhuǎn)換效率及穩(wěn)定性影響使用薄膜技術(shù)和剝離技術(shù)。大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)跟蹤與聚光儲(chǔ)電及并網(wǎng)發(fā)電結(jié)合并網(wǎng)發(fā)電已占50%以建成多個(gè)兆瓦級(jí)的電站，~100MW規(guī)模VS太陽(yáng)能熱發(fā)電站與建筑物結(jié)合架設(shè)太陽(yáng)電池組件日本：1994-2000年2萬(wàn)套屋頂光伏系統(tǒng)185MW；七萬(wàn)屋頂計(jì)劃280M美國(guó)：1997~2010年百萬(wàn)屋頂計(jì)劃3025MW發(fā)電成本6美分集成在建筑材料上曲線形屋頂瓦、垂直幕墻、窗用玻璃太陽(yáng)能發(fā)電站

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽(yáng)電池陣列、貯能蓄電池、防反充二極管、充電控制器及逆變器、測(cè)量設(shè)備等組成。太陽(yáng)能發(fā)電站一旦建成，不需要運(yùn)行投資即能運(yùn)用,但初期投資較高。

加利福尼亞一家太陽(yáng)能發(fā)電站中的太陽(yáng)能反射裝置我國(guó)光伏的發(fā)展進(jìn)程1958年開始研究太陽(yáng)電池1971年成功地首次應(yīng)用于我國(guó)發(fā)射的東方紅二號(hào)衛(wèi)星上，1973年開始將太陽(yáng)電池用于地面在“六五”和“七五”期間，國(guó)家開始對(duì)光伏工業(yè)和光伏市場(chǎng)的發(fā)展給以支持?！捌呶濉逼陂g，國(guó)內(nèi)先后從國(guó)外引進(jìn)了多條太陽(yáng)電池生產(chǎn)線使得我國(guó)太陽(yáng)電池的生產(chǎn)能力猛增到4.5MWp／年2000年，我國(guó)太陽(yáng)電池年產(chǎn)量已達(dá)3MWp，累計(jì)用量已超過(guò)15MWp與國(guó)際蓬勃發(fā)展的光伏發(fā)電相比，中國(guó)落后國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)家10一15年，也已明顯落后子印度、臺(tái)灣。

光伏發(fā)電的制度障礙現(xiàn)有電力管理體制不利于光伏發(fā)電的跨省交易：雖然內(nèi)蒙有著豐富的電力資源，目前年發(fā)電量已達(dá)到l億KWH的水平，但基本上只能在當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)銷售。因?yàn)閲?guó)營(yíng)電力公司在內(nèi)蒙古電網(wǎng)內(nèi)只有很小的所有權(quán)，所以，國(guó)家電力公司就不愿意達(dá)成把電力從內(nèi)蒙古送向該地區(qū)以外需要電力的中心地區(qū)的協(xié)議?，F(xiàn)有電價(jià)形成機(jī)制不利于光伏發(fā)電高出成本的合理分?jǐn)偅?/p>

目前，電力公司提高零售價(jià)格需要中央政府的批準(zhǔn)，而且收費(fèi)在某種程度上是硬性規(guī)定的，沒(méi)必要與生產(chǎn)的成本掛鉤。這樣，電網(wǎng)就不能把較高的成本轉(zhuǎn)給消費(fèi)者，即使消費(fèi)者愿意負(fù)擔(dān)這個(gè)較高的成本。返回

認(rèn)清產(chǎn)業(yè)環(huán)境（2）對(duì)紅外線的利用主要的利用途徑是光熱轉(zhuǎn)換，即把太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)變成熱能。太陽(yáng)能熱利用可分為：低溫?zé)崂谩⒅袦責(zé)崂煤透邷責(zé)崂?。低溫?zé)崂茫旱啬?、塑料大棚以及干燥器、蒸餾、供暖、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)中溫?zé)崂茫嚎照{(diào)制冷、制鹽以及其它工業(yè)用熱高溫?zé)崂茫壕劢剐翁?yáng)灶、焊接機(jī)和高溫爐（3）對(duì)紫外線的利用紫外線具有殺菌功效。波長(zhǎng)為300nm的紫外光的光子所具有的能量約為399kJ/mol，它比細(xì)菌的蛋白質(zhì)分子中重要的化學(xué)鍵C-C（347kJ/mol）、C-N（305kJ/mol）和C-S（259kJ/mol）鍵的鍵能大，因此紫外光的能量足以使這些化學(xué)鍵斷裂，從而破壞細(xì)菌的蛋白質(zhì)分子，達(dá)到殺菌的目的。（一）核裂變能使一個(gè)重原子核分裂成為兩個(gè)或兩個(gè)以上中等質(zhì)量原子核的過(guò)程，稱為核裂變。核裂變是取得核能的重要途徑之一。只有一些質(zhì)量非常大的原子核，像鈾、釷等才能發(fā)生核裂變。原子核在發(fā)生核裂變時(shí)，釋放出巨大的能量，1克235U完全發(fā)生核裂變后放出的能量相當(dāng)于燃燒2.5噸煤所產(chǎn)生的能量。三、魔鬼與天使——核能1942年，愛(ài)因斯坦寫信給羅斯福,闡明核武器對(duì)同盟國(guó)的重要性.不久以費(fèi)米為首的一批科學(xué)家在美國(guó)建成了世界上第一座“人工核反應(yīng)堆”，首次實(shí)現(xiàn)了人類歷史上鈾核的可控自持鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)。核反應(yīng)堆是使核能以可控方式釋放的裝置。第一座人工核反應(yīng)堆第一座人工核反應(yīng)堆1905年是核科技史上極為重要的一年。當(dāng)年，阿爾伯特愛(ài)因斯坦在他的陋室寫出了一篇題為《論運(yùn)動(dòng)物體的電動(dòng)力學(xué)》的論文。正是在這篇區(qū)區(qū)9000字的論文中，他揭示了狹義相對(duì)論的基本原理，提出了著名的質(zhì)能關(guān)系式E=mc2(E為能量，m為質(zhì)量，c為真空中的光速），它表明物質(zhì)的質(zhì)量與能量是可以互換的。這為后來(lái)解釋核裂變、熱核聚變、正反粒子湮沒(méi)等現(xiàn)象提供了理論依據(jù)。。阿爾伯特愛(ài)因斯坦質(zhì)能關(guān)系的發(fā)現(xiàn)要大規(guī)模地和平利用裂變能必須滿足兩個(gè)條件:第一，重核裂變要形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)；第二，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)必須是可控的。實(shí)現(xiàn)可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的裝置稱為反應(yīng)堆。鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中子鈾-235核分裂逃逸重元素裂變用慢中子轟擊鈾-235時(shí)，鈾核分裂為兩個(gè)碎核，并有幾個(gè)中子射出：鈾-235+中子→鋇+氪+（2—3）中子產(chǎn)生的中子又會(huì)與鈾反應(yīng)，造成一系列的爆炸式鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，相應(yīng)的放射性裂變會(huì)釋放出巨大的能量1克鈾-235裂變釋放的熱量:∽1噸石油完全燃燒釋放的熱量;∽2.5噸優(yōu)質(zhì)煤燃燒釋放的熱量。鈾的儲(chǔ)量鈾在陸地上的儲(chǔ)量并不豐富，總量不超過(guò)500萬(wàn)噸，按目前的消耗量，僅夠人類使用幾十年。在浩瀚的海水中，有超過(guò)陸地幾千萬(wàn)倍的鈾，但其分布不集中，1000噸海水中僅含有3克鈾，如何提取出來(lái)是一項(xiàng)關(guān)鍵性步驟。目前在研究的有：吸附法、共沉淀法、氣泡分離法、藻類生物濃縮法……需要指出的是，鈾廢料的放射性污染問(wèn)題是令人擔(dān)憂的。（二）核聚變太陽(yáng)的中心發(fā)生核聚變，放出巨大能量。在太陽(yáng)內(nèi)部，這個(gè)天然的核聚變過(guò)程以及發(fā)生了了好幾十億年了。2.輕元素聚變4氫核→氦核+2電子它釋放的能量為裂變的3-10倍。1克氘聚變時(shí)釋放的能量∽4克鈾-235聚變時(shí)釋放的能量同樣，氘和氚也豐富地蘊(yùn)藏在海水中。據(jù)科學(xué)家估算，1M3海水中的氘聚變產(chǎn)生的熱量∽燃燒2000桶石油；1KM3海水中的氘聚變產(chǎn)生的能量∽全世界全部石油儲(chǔ)量擁有的能量；將海水中的氘全部拿來(lái)聚變釋放的能量∽53000億億噸標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒釋放的能量，足夠人類使用1000億年。而且，氘的提取方法簡(jiǎn)單；成本較低；運(yùn)行安全；無(wú)放射性……因此，人類對(duì)未來(lái)核能的利用，更寄希望與核聚變能。核聚變的引發(fā)和平利用聚變能實(shí)驗(yàn)非常困難，因?yàn)楹肆κ且环N短程力，只有當(dāng)它們之間的距離接近到大約萬(wàn)分之一毫米時(shí)，核力能才起作用，使兩個(gè)原子核聚合在一起，放出巨大的能量。所有的原子核都帶正電，兩個(gè)帶正電的原子核互相接近時(shí)，它們之間的庫(kù)侖斥越來(lái)越大。所以實(shí)現(xiàn)聚變反應(yīng)的條件是反應(yīng)中的原子核必須具有很高的能量來(lái)克服靜電斥力，使兩核之間的距離進(jìn)入核力力程。據(jù)測(cè)算這樣的能量將使氘核的溫度達(dá)到5.6×108k。氫的三種同位素及其三種水質(zhì)子數(shù)111中子數(shù)012同位素氕氘氚氫的氧化物普通水重水超重水各種水占地球總水量99.98%0.016%微量各種水對(duì)于生物人體之必需危害生物的死亡之水后患無(wú)窮的貧鈾彈貧鈾材料及其特點(diǎn)貧鈾彈的開發(fā)和使用貧鈾彈的危害貧鈾材料及其特點(diǎn)貧鈾材料：貧鈾是從天然鈾中提煉鈾-235后的剩余物，稱為鈾-238。隨著核工業(yè)和核武器的不斷發(fā)展，貧鈾作為分離濃縮鈾后的尾料，與日俱增。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，每生產(chǎn)1公斤含3%鈾—235的濃縮鈾，就會(huì)產(chǎn)生5—6公斤的貧鈾。美國(guó)在1988年貧鈾庫(kù)存就達(dá)到70萬(wàn)噸。除美國(guó)外，現(xiàn)在世界上擁有核動(dòng)力的國(guó)家都囤積大量的貧鈾，大量的貧鈾對(duì)保存者來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一個(gè)很大的負(fù)擔(dān)，于是對(duì)貧鈾的開發(fā)和利用就成為各國(guó)軍事工業(yè)研究的課題。2.貧鈾材料的特點(diǎn)：貧鈾(18.7g/cm3)合金密度高、強(qiáng)度大、不易斷裂，比鎢合金更勝一籌。貧鈾合金冶煉方便，可用普通的真空熔煉法冶煉。貧鈾價(jià)格低，它是分離濃縮鈾的尾料，來(lái)源豐富。貧鈾彈的開發(fā)和使用貧鈾彈以其強(qiáng)大的穿甲能力和毀傷后效（穿甲時(shí)產(chǎn)生的高溫和超高壓會(huì)引起強(qiáng)烈燃燒）而被一些發(fā)達(dá)國(guó)家裝備軍隊(duì)，大量用于坦克炮等反裝甲武器，用來(lái)攻擊坦克、艦艇、鋼筋混凝土工事等重裝甲目標(biāo)。經(jīng)過(guò)40年的開發(fā)研究，貧鈾彈已形成一個(gè)大家族。放射性衰變：放射性元素不斷自發(fā)放出α、β或γ射線：鈾-238→釷-234+氦核（α-粒子）——α衰變釷-234→鏷+電子（β-粒子）——β衰變某放射性原子數(shù)目衰變減少到一半所需的時(shí)間稱為半衰期。鈾-238的半衰期為450億年；釷-234的半衰期為24.1天。注：圖１放射性污染會(huì)使這只豬崽發(fā)生了令人心驚的基因變異。無(wú)形的放射性污染放射性污染對(duì)生物的危害是十分嚴(yán)重的。放射性污染引起的放射性損傷有急性損傷和慢性損傷之分。如果人在短時(shí)間內(nèi)受到大量劑量的Ｘ射線、γ射線和中子的全身照射，就會(huì)產(chǎn)生急性損傷。輕者有脫毛、感染等癥狀。當(dāng)劑量更大時(shí)，會(huì)出現(xiàn)腹瀉、嘔吐等腸胃損傷癥狀。在極高的劑量照射下，會(huì)導(dǎo)致人群白血病和各種癌癥發(fā)病率的增加。

切爾諾貝利核電站1986.4.26，前蘇聯(lián)的切爾諾貝利核電站四號(hào)機(jī)組發(fā)生強(qiáng)烈爆炸，頃刻間，核泄漏、核輻射、火災(zāi)核爆炸同時(shí)發(fā)生，其后果相當(dāng)于500顆原子彈的當(dāng)量，受污染地區(qū)（主要在烏克蘭、俄羅斯和白俄羅斯）達(dá)15萬(wàn)KM2，受害人口為695萬(wàn)，迄今因遭受輻射而死亡的人數(shù)達(dá)30多萬(wàn)。墳?zāi)惯@15萬(wàn)KM2土地，就像是蘇聯(lián)人在追求科學(xué)和工業(yè)化甚至軍備競(jìng)賽中為自己掘下的一個(gè)巨大墳?zāi)?，杳無(wú)人煙，一切都定格在事故發(fā)生的那一刻，連新婚夫婦的衣服、結(jié)婚宴席仍原封不動(dòng)地?cái)[在那里，誰(shuí)也說(shuō)不清將會(huì)擺多久。在這個(gè)巨大的墳?zāi)估铮藷熃^跡，鳥獸全無(wú)，誰(shuí)也不敢走進(jìn)這個(gè)大墳?zāi)?。被疏散到核輻射邊沿區(qū)的人，由于糧食短缺，便到林中采摘蘑菇，然而只吃了幾次，就有人死在了采蘑菇的路上。這都是核輻射的后患。前瞻性決策的科學(xué)化和前瞻性是人類與環(huán)境和平相處的必要保證，正如核能，在利用它之前，就應(yīng)該設(shè)計(jì)好在發(fā)生事故時(shí)如何制伏它。若沒(méi)有這樣的準(zhǔn)備和技術(shù)，就不應(yīng)當(dāng)使用它。否則，就是在為自己挖掘墳?zāi)埂５聡?guó)人在這方面更為聰明，他們已經(jīng)立法，全面禁止使用核能。貧鈾彈的危害專家實(shí)驗(yàn)人體淋巴細(xì)胞對(duì)α射線極為敏感，以至一個(gè)α粒子即能導(dǎo)致基因不穩(wěn)定和染色體畸變，而這些均是癌癥形成的重要原因。貧鈾是α粒子的重要放射源。英國(guó)專家認(rèn)為，貧鈾彈擊中目標(biāo)后，其中的貧鈾會(huì)以粉塵的形式漂浮在大氣中，并最終危害飲用水鏈和食物鏈。并通過(guò)人體呼吸道進(jìn)體內(nèi)。如果一個(gè)人吸入了20毫克的貧鈾粉末，那么，他身體細(xì)胞中的脫氧核糖核酸將每天置身于1500萬(wàn)個(gè)α射線的照射之下。專家們因此斷定，貧鈾彈對(duì)人體的危害是絕對(duì)的，只要吸入這些放射性粉末，任何人都有患白血病等各種疾病的危險(xiǎn)。貧鈾彈的危害據(jù)歐盟各國(guó)統(tǒng)計(jì)：據(jù)報(bào)道，大量維和士兵抱怨受到“戰(zhàn)爭(zhēng)病”的困擾，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)50多例與貧鈾彈有關(guān)的癌癥、白血病病例。還有大量維和士兵出現(xiàn)諸如頭疼、脫發(fā)、精神恍惚、失眠、煩躁等病狀。在南斯拉夫，2000年的人口死亡率比遭受北約轟炸的1999年還上升40%，新生兒畸形比例明顯增加。波黑戰(zhàn)爭(zhēng)中，美軍使用貧鈾彈1萬(wàn)枚，科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)使用3.1萬(wàn)枚。早在1991年的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，美軍就大量使用過(guò)貧鈾彈，貧鈾污染使伊拉克兒童的白血病發(fā)病率較戰(zhàn)爭(zhēng)前增加了5倍，而癌癥病人數(shù)目是戰(zhàn)爭(zhēng)前的10倍。居里夫人發(fā)現(xiàn)：鈾瀝青礦比純鈾的放射性要強(qiáng)。她對(duì)幾十噸鈾瀝青礦進(jìn)行提純，得到了0.1g純氯化鐳，并先后發(fā)現(xiàn)了兩種新元素：鏷和鐳。居里夫人因發(fā)現(xiàn)了新的放射性元素而獲得了諾貝爾獎(jiǎng)金，也因長(zhǎng)期遭受輻射的危害而最終死于白血病。钚—令人擔(dān)憂的元素钚的來(lái)源钚的危害钚—239的半衰期地球上有多少钚？核廢料的存放科學(xué)家的努力钚的來(lái)源钚不是天然元素，它是地道的核試驗(yàn)產(chǎn)物。1940年，美國(guó)核科學(xué)家合成出原子序數(shù)為94的钚，那以后，钚與鈾一樣，成為制造原子彈和核電站的原料。由于钚—239成本較低，實(shí)現(xiàn)核反應(yīng)的臨界質(zhì)量比鈾小，所以更受科學(xué)家重視，應(yīng)用范圍更廣泛。钚的危害钚—239所釋放的α射線、γ射線和χ射線均可能殺死或破壞人體染色體細(xì)胞→影響或改變?nèi)梭w遺傳密碼→使人患各種疾病。綠色和平組織的核科學(xué)家卡洛斯—布拉沃報(bào)告說(shuō)，若在空氣或城市供水中，混入1克钚—239，則：足以毒死100萬(wàn)只鴿子；足以使100萬(wàn)人患癌癥；1微克钚在人體潛伏20年后，可能發(fā)作致癌；通過(guò)呼吸進(jìn)入人肺部的含钚—239塵埃，能通過(guò)血液和淋巴系統(tǒng)擴(kuò)散到人體各部分。1945年8月底，在美國(guó)新墨西哥州的原子彈實(shí)驗(yàn)基地，年輕的原子物理學(xué)家路易斯?達(dá)格里恩的悲劇。钚—239的半衰期科學(xué)研究顯示，僅元素周期表中第94號(hào)钚元素就有十幾種同位素，其中，钚—238的半衰期是88年；钚—239的半衰期是24110年；钚—235的半衰期是4億年以上。所謂半衰期的概念就是，它們的活躍放射線時(shí)間分別為：88年、24110年、4億年，就是說(shuō)當(dāng)歲月流逝這么多年后钚同位素發(fā)出射線的能力才減少一半，若待放射性完全消失，須經(jīng)歷的時(shí)間大約是半衰期的10倍左右。地球上有多少钚？據(jù)資料報(bào)道，6000克钚可制造成一枚原子彈，而其中僅有1克钚消失了，是它導(dǎo)演出了令人望而生畏的蘑菇云，按照愛(ài)因斯坦質(zhì)能公式，這1克钚轉(zhuǎn)化成核爆炸所需的全部能量。其能量之巨大，與2萬(wàn)噸三硝基炸藥（TNT）相當(dāng)。非常不幸的是，钚彈爆炸時(shí)，有95%的放射性钚都?xì)饣瘮U(kuò)散到大自然中。如前介紹，钚—239的半衰期約為24110年，所以，人類在20世紀(jì)50—70年代進(jìn)行大氣層核試驗(yàn)產(chǎn)生的钚，至今仍殘存在我們生活的環(huán)境中。在核試驗(yàn)最頻繁的美國(guó)，尤其嚴(yán)重。地球上的钚越來(lái)越多據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)近年公布的有關(guān)核廢料資料披露，20世紀(jì)全球400余座核電站共產(chǎn)生了19萬(wàn)噸核廢料，其中，美國(guó)產(chǎn)生了4萬(wàn)噸核廢料；英國(guó)產(chǎn)生了3萬(wàn)噸核廢料，預(yù)計(jì)在未來(lái)10年將超過(guò)4萬(wàn)噸。通過(guò)處理可得到100噸钚—239；亞洲日本國(guó)近50座核電站生產(chǎn)的核廢料，可提煉10噸钚—239。此外，他們還不斷從歐洲進(jìn)口大量核廢料進(jìn)行加工以獲得钚—239。核廢料的存放到目前為止，我們?nèi)晕凑业桨踩幚砗藦U料的萬(wàn)全之策，目前世界各國(guó)通用的做法仍是用混凝土或金屬容器封裝好核廢料，再深埋到100m左右的地下巖洞、廢氣礦井或海底巖洞等核廢料場(chǎng)中。按有關(guān)國(guó)際規(guī)定，這樣的核廢料場(chǎng)應(yīng)有300年的安全期，但這仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于钚—239的半衰期（2萬(wàn)多年）。因此，經(jīng)過(guò)這樣處理的核廢料仍存在不安全因素，它們?nèi)匀涣钍澜绺鲊?guó)政府和科學(xué)界為之擔(dān)憂！令人不安的是，當(dāng)今世界上存在的19萬(wàn)噸含钚—239的核廢料正在衰變過(guò)程中，正以15千米/秒的高速度放射α粒子和其他放射線，污染著環(huán)境，危害著人類健康?？茖W(xué)家的努力在歐洲核子研究中心工作的卡洛斯?魯比亞教授提出過(guò)一種新型核電站方案，它使用的核燃料不是钚，而是灶，灶不僅燒得干凈，而且核廢料中不含令人頭痛的钚—239，沒(méi)有放射性；英國(guó)菲爾德大學(xué)地質(zhì)學(xué)家弗格斯?吉布新提出把核廢料深埋到的地下巖層（而非現(xiàn)在的1000m深）。頭幾天，核廢料將利用自身的余熱使周圍巖石融化，幾個(gè)月后冷卻，從而把核廢料罐完全包裹起來(lái)，形成一個(gè)更安全的核廢料墳?zāi)?。理論推?dǎo)顯示，5000m的深度，應(yīng)該是钚—239的最好歸宿。人們將核反應(yīng)堆形象地比喻為核電站的“鍋爐”，在這種“鍋爐”里燒的是鈾、钚等核燃料。在核電站“鍋爐”這個(gè)家庭中，有一個(gè)特殊成員——快中子增殖反應(yīng)堆，簡(jiǎn)稱“快堆”，現(xiàn)在已成為核反應(yīng)中的佼佼者。在一般鍋爐里的燃料如煤、燃油等都是越燒越少，而“快堆”的“燃料”卻越燒越多，成了魔爐?！翱於选薄魈斓暮穗娬尽板仩t”在“快堆”中用的核燃料是239Pu(钚bù)。1個(gè)每吸收1個(gè)快中子發(fā)生裂變反應(yīng)會(huì)放出2.45個(gè)快中子，除去1個(gè)用于鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)后，剩下的1.45個(gè)快中子會(huì)被裝在反應(yīng)區(qū)周圍的238U（大量存在）吸收，產(chǎn)生1.45個(gè)新的核燃料原子239Pu

?！翱於选睘槭裁磿?huì)有增殖燃料的本領(lǐng)呢？就是說(shuō)在核鍋爐中一邊“燒”掉，又一邊使238U轉(zhuǎn)為成新的，而且新產(chǎn)生的比“燒”掉的還多。這就使“快堆”的燃料越燒越多。“快堆”增殖核燃料把鈾資源的利用率大大提高了，因?yàn)樗媒鉀Q了熱中子核反應(yīng)堆產(chǎn)生的大量238U廢料堆積問(wèn)題。一座快堆核電站，在5～15年的時(shí)間內(nèi)可使燃料數(shù)量翻一番，通過(guò)建造快堆核電站，既能用238U發(fā)電，又能增殖燃料，因此“快堆”被人們稱為“明天的核電站鍋爐”。中國(guó)快堆在建設(shè)中1、放射性廢料的危害核廢料是指含有α、β和γ輻射的不穩(wěn)定元素并伴隨有熱產(chǎn)生的無(wú)用材料，核廢料進(jìn)入環(huán)境后會(huì)造成水、大氣、土壤的污染，并通過(guò)各種途徑進(jìn)入人體，當(dāng)放射性輻射超過(guò)一定水平，就能殺死生物體的細(xì)胞，妨礙正常細(xì)胞分裂和再生，引起細(xì)胞內(nèi)遺傳信息的突變。核裂變能的利用帶來(lái)的問(wèn)題研究表明，孕婦在懷孕初期腹部受過(guò)X光照射，她們生下的孩子與母親不受X光照射的孩子相比，死于白血病的概率要大50%。受放射性污染的人在數(shù)年或數(shù)十年后，可能出現(xiàn)癌癥、白內(nèi)障、失明、生長(zhǎng)遲緩、生育力降低等遠(yuǎn)期效應(yīng)，還可能出現(xiàn)胎兒畸形、流產(chǎn)、死產(chǎn)等遺傳效應(yīng)。

2、放射性核廢料的處理與核能相關(guān)的一個(gè)最困難的問(wèn)題就是在開采、燃料生產(chǎn)以及反應(yīng)堆的運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的核廢料的處理，如何處理這些廢料可能將是最終核能使用的最大障礙。目前，核廢料的處理有“天葬”、“水葬”和“火葬”三種方法。切爾諾貝利核電站所謂“天葬”是指：把核廢料先固化成玻璃塊，裝到特制的合金棺中，在棺材外面裝上隔熱外套，然后用航天飛機(jī)把它帶入預(yù)定的軌道，機(jī)械手隨即把它推入太空，再點(diǎn)燃助推火箭將它送入3000千米的軌道上，讓核廢料遠(yuǎn)遠(yuǎn)離開人類生活的地球?！盎鹪帷笔敲绹?guó)能源部研制的一種處理核廢料的先進(jìn)方法?；鹪崆埃仍诘叵峦谝粋€(gè)深坑，把放射性物質(zhì)放入坑內(nèi)，用特制的蓋子把坑頂蓋好。將空氣凈化器上的一根導(dǎo)管從蓋子上插入坑內(nèi)，坑內(nèi)裝４個(gè)碳電極，電極接通后，就會(huì)產(chǎn)生一股強(qiáng)大的電流，使坑內(nèi)的泥土溫度上升到幾百度。在這樣的高溫下，泥土開始溶化，使核廢料均勻地分布在漿狀的泥石溶液里。當(dāng)溶化的泥石漿冷卻后，與核廢料一起形成了一種類似天然巖石的堅(jiān)硬物質(zhì)，其硬度比天然花崗石和大理石更高，滲透性更低，而且體積也縮小了好幾倍。最后用泥土把坑封死，一切放射性物質(zhì)均被圍困在里面，不會(huì)外泄?！八帷本褪菍⑸詈Ｗ鳛楹藦U料的墓場(chǎng)。將核廢料裝入密封的合金棺，再用混凝土密封在海底下面。氫氣作為能源遇到的兩個(gè)問(wèn)題

氫氣的制備氫氣的儲(chǔ)存（一）氫氣的制備（１）熱化學(xué)工藝制氫熱化學(xué)工藝主要是將碳水化