《化学与能源》.doc

Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse蒄《化学与能源》螃能源的基本概念与分类衿螈薄 能源是指提供能量的自然资源,是机械能、热能、化学能、原子能、生物能、光能等的总称。能源是指可能为人类利用,以获取有用能量的各种来源。像化石燃料、核能、太阳能、风力、水力及地热能等等。膄  能源在人类社会的发展中占据重要地位,它是人类社会发展的基本条件,是发展农业、工业、科学技术和提高人民生活水平的重要的物质基础。能源开发利用的广度和深度,是衡量一个国家的科学技术和生产发展水平的主要标志之一。从人类利用能源的历史可以清楚地看到,每-种能源的发现和利用,都把人类支配自然的能力提高到一个新的水平;能源科学技术的每一次重大突破,都引起生产技术的革命。薁  存在于自然界,可直接获得而无须改变其形态和性质的能源称为一次能源,亦称天然能源,其中风能、水能、太阳能、地热能、生物能、潮汐能等不会随着人们的使用而减少,称之为可再生能源。而矿物能源如煤炭、石油、核燃料等称为非再生能源。目前消耗量十分巨大的世界能源主要是化石燃科。其中石油、煤、天然气大约占85%左右。薇  由一次能源经加工、转换或改质而得到的另一类型能源产物称为二次能源,如电能、氢能、汽油、煤油、柴油、沼气等。蚄  根据消费后是否造成环境污染,又可将能源区分为污染型能源和清洁能源。如煤、石油等属于污染型能源;水力能、风能、氢能、太阳能等属于清洁能源。芁  当前人们已经大规模生产并广泛开发利用的能源,例如煤炭、石油等化石能源及水力能、植物燃料等常称之为常规能源;以新技术为基础正在研究之中以便系统开发推广应用的一次能源如太阳能、氢能、风能、地热能、海水温差能等称为新型能源。能源分类如下表:聿能源的分类芆类别螄常规能源蚂新型能源螀一次荿能源袄可再生能源肂水力能生物质能膈太阳能海洋能风能地热袄非再生能源蒃煤炭石油 天然气油页岩沥青砂核裂变燃料羀核聚变能量袆二次能源羄煤炭制品石油制品发酵酒精沼气氢能电力 激光等离子体袄莈几种主要能源罿肃羁种主要能源肀  太阳能:地球是在46亿年前由形成太阳系的一团混浊不清的星云分化而成。地球的形成与太阳密切相关,它无时无刻不从太阳获取大量辐射的光和热,经植物的光合作用转化为生物质的化学能。埋藏在地下的动植物残骸经漫长的地质作用转化为煤炭、石油、天然气等化石能源。江河湖海中的水,经日晒蒸发,再凝聚降落在高山丘陵形成水力能;空气经太阳光照射加热,因密度差而形成风能。因此地球上的主要能源都来自太阳,可以说,太阳能是地球上主要能源的总来源。蚈  化学能:目前第三世界农村(包括中国)几乎95%的家庭仍以木柴、秸杆、干草等作为主要生活能源。蒸汽机的发明,完成了第一次工业革命,使得煤炭资源的消费增长很快。20世纪初,石油崭露头角,开始成为一种新型能源。石油的热值比煤高,且开采、运输均较容易,适用性也强,可用于锅炉、内燃机、燃气轮机等各种场合,因此很快就占据能源消费的首位,目前维持在46-47%。天然气系指气田、油田等处产生的可燃性碳氢化合物。它们通过钻探而从储油层、储煤层或储气层开采出来,可经管道输送给用户。目前已成为世界第三位的能源。膃  核能:是近年迅速发展的能源,目前利用的是核裂变能,主要是用于发电。核能资源十分丰富,已探明天然铀可利用的核裂变能量相当于18500-25600亿吨标准煤。核电的生产和核电站的运行,事实上是清洁和安全的。莂  核能是极重要的能源,要比化学反应的能量变化大得多。如1克铀裂变时所放出的热量相当于3吨标准煤燃烧时所放热量。而氘与氚聚变时,每克核燃料放出能量约为3×108KJ,即千倍于核裂变放出的能量。仅海水中所蕴藏的氘聚变时产生的能量,足以提供较现在所耗大一千倍的能量达数亿年之久。但热核反应的技术十分复杂,目前还只能以“未来的能源”对待。,人均不足    我国能源资源总量十分丰富,资源品种也较齐全。但是由于我国人口众多,人均能量资源占有量仅为世界平均水平的1/2。从几种广泛利用的常规能源来看,储量都比较大。,居世界第三位,,居世界第六位,,居世界第十六位;而水力资源及水电均居世界第一位。但由于我国人口众多,我国商品能源人均消耗量为800kg标准煤,仅为世界平均值的l/3;另外,我国能源分布极不均衡,工业较发达的东南沿海地区煤炭和水力资源短缺。丰富的水力资源主要在西南交通不便和地形复杂的地区,开发利用难度较大。进入90年代后,我国核电事业开始起步,相继有大亚湾和秦山两座核电站投入运行。国家已经制定了核电的发展规划,今后若干年内我国核电工业,必将获稳步发展。,能源利用率低下