正文 第1章 人類至寶——能源(1)(2 / 3)

③地球和其他天體相互作用而產生的能量

如潮汐能。因為月球的變化引起潮汐現象,潮汐導致海水平麵周期性地升降。海水漲落或海水流動所產生的能量就是潮汐能。潮汐能蘊藏著巨大的能量。

(2)按能源的基本形態分,能源可分為一次能源和二次能源

①一次能源

一次能源即天然能源,自然界中以天然形式存在的能源,它是沒有經過加工或轉換的能量資源。

一次能源包括可再生能源和不可再生能源。可再生的能源有水力資源、風能、生物質能等;不可再生能源有煤炭、石油、天然氣,它們都是化石燃料資源。

水、石油和天然氣三種能源是一次能源的核心,它們是全球能源的基礎。

太陽能、風能、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範圍內。

②二次能源

二次能源是指由一次能源直接或間接轉換成其他種類和形式的能量資源,如電力、煤氣、汽油、柴油、焦炭、潔淨煤、激光和沼氣等都屬於二次能源。

(3)按能源性質分,能源可分為燃料型能源和非燃料型能源

①燃料型能源:包括煤炭、石油、天然氣、泥炭、木材。在遙遠的古代,人類開始學會用火的時候就用燃料做能源了。最早被使用的燃料是木材,隨後人類慢慢學會使用其他各種化石燃料,如煤炭、石油、天然氣、泥炭等。今天人類正研究利用太陽能、地熱能、風能、潮汐能等新能源。目前化石燃料消耗量很大,地球上化石燃料的儲量很有限,它正在大量地被消耗。未來人類隻有找其他能源來代替才能緩解能源的不足,為了解決這個問題,隻能寄希望於核聚變技術的突破。

②非燃料型能源:水能、風能、地熱能、海洋能。

(4)按能源環境的影響分,能源可分為汙染型能源和清潔型能源

①汙染型能源:煤炭、石油。

②清潔型能源:水力、電力、太陽能、風能以及核能。

(5)常規能源和新型能源

①常規能源:水力資源、煤炭、石油、天然氣。

②新型能源:太陽能、風能、地熱能、海洋能、生物能以及用於核能發電的核燃料。

新型能源是相對於常規能源而言的。新能源資源豐富,分布廣闊,將是未來的主要能源之一。新能源大多數是再生能源,但是它也有許多缺點:它的能量密度較小,或品位較低,有間歇性;按照已有的技術條件,它轉換利用的經濟性較差,目前還處於研究、發展階段,隻能因地製宜地開發和利用。

在國際上,世界能源委員會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、生物質能、風能、核能、海洋能和地熱能。

化石燃料或化石能源:固體燃料、液體燃料、氣體燃料。

第二節宇宙核能——太陽能

1.萬物之能——太陽能

在眾多的能源中,和人類關係最密切的首推太陽能。一般來說,太陽能是指太陽給我們帶來的光能和熱能。從廣義上說,水能、風能、生物質能、化石燃料能源都是太陽能的另一種表現形式。

太陽能,一般指太陽光的輻射能量。在太陽內部進行的由“氫”聚變成“氦”的原子核反應,不停地釋放出巨大的能量,並不斷向宇宙空間輻射能量。太陽內部的這種核聚變反應,可以維持幾十億年的時間。

從廣義上說,太陽能可以說是地球上許多能量的來源,如地球上的風能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質能以及部分潮汐能都來源於太陽;即使是地球上的化石燃料(如煤、石油、天然氣等),從根本上說也是遠古以來儲存下來的太陽能,所以廣義的太陽能包括的範圍非常大。狹義的太陽能則限於太陽輻射能的光熱、光電和光化學的直接轉換。

太陽能的核反應有核裂變和核聚變兩種。核裂變能產生巨大的能量,1千克核裂變燃料產生的能量是1千克煤的2700倍。而核聚變產生的能量將更大,1千克核聚變燃料釋放的能量是1千克核裂變燃料的4倍。

太陽向宇宙空間發射的輻射功率為3.8×1023兆瓦,其中20億分之一到達地球大氣層。到達地球大氣層的太陽能,30%被大氣層反射,23%被大氣層吸收,其餘的到達地球表麵,其功率為80萬億兆瓦,也就是說,太陽每秒鍾照射到地球上的能量相當於燃燒500萬噸煤釋放的熱量。平均在大氣外每平方米麵積每分鍾接受的能量大約1367瓦。

所以可想而知,太陽的巨大身體,擁有的核聚變燃料會產生多麼巨大的能量。太陽擁有的核燃料要全部燃燒完,需花幾十億年至上百億年的時間。據科學家估計,太陽的壽命為100億年。目前,它正處於旺盛的成年期50多億年。