現今全世界都在進行生物能源的開發,但是最成功的例子就是巴西。巴西可再生能源占全國能源的比例高達44.7%,而全球平均僅為13.3%。巴西的可再生能源主要是乙醇和水力發電,其中乙醇的比重日益提高。
巴西利用甘蔗發酵生產酒精,因為甘蔗的含糖量高,所以酒精的產量也很高。巴西的法律規定,汽車的燃料中必須加入10%~25%的酒精作為燃料。而且在上個世紀,巴西就發明了乙醇汽車,是以純酒精作為燃燒動力,這樣不僅使他們國家的石油進口量減少,而且環境也得到很大的改善。不僅如此,酒精的大麵積生產帶給巴西的經濟效益也是巨大的。巴西成功的例子是世界上發展生物能源學習的模範。
(4)世紀的理想能源——氫能
氫氣是高效、清潔、可再生的能源,在全球能源係統的可持續發展中將起到顯著作用,並將對全球生態環境產生巨大的影響。采用氫能源是當前世界公認的可代替石油能源的主要出路之一。氫本身是可再生的,在燃燒時隻生成水,不產生任何汙染物,甚至也不產生二氧化碳,可以實現真正的“零排放”。此外,氫與其他含能物質相比,還具有一係列突出的優點。首先是氫的能量密度高,是普通汽油的2.68倍;用於貯電時,其技術經濟性能目前已有可能超過其他各類貯電技術;將氫轉換為動力,熱效率比常規化石燃料高30%~60%,如作為燃料電池的燃料,效率可高出1倍;氫適於管道運輸,可以和天然氣輸送係統共用。在各種能源中,氫的輸送成本最低,損失最小,優於輸電;氫與燃料電池相結合可提供一種高效、清潔、無傳動部件、無噪聲的發電技術。小型的低溫固體離子交換膜燃料電池可用在汽車和火車機車上;氫也能直接作為發動機的燃料,因此國際上一些著名的汽車公司已經開始大力開發電動汽車產品。
早在1965年,外國的科學家們就已設計出了能在馬路上行駛的氫能汽車。中國也在1980年成功地造出了第一輛氫能汽車。氫能汽車行車路遠,使用的壽命長,最大的優點是不汙染環境。近年來,國際上以氫為燃料的“燃料電池發動機”技術取得重大突破,而“燃料電池汽車”已成為推動“氫經濟”的發動機。因此氫能汽車具有廣闊的應用前景。
9.魔鬼與天使——核能
核能是人類曆史上的一項偉大發明。在1945年之前,人類在能源利用領域隻涉及物理變化和化學變化。二戰時,原子彈誕生了。人類開始將核能運用於軍事、能源、工業、航天等領域。
核能是人類最具希望的未來能源。目前人們開發核能的途徑有兩條:一是重元素的裂變,如鈾的裂變;二是輕元素的聚變,如氘、氚、鋰等。重元素的裂變技術,已得到實際性的應用;而輕元素聚變技術,也正在積極研製之中。
不論是重元素鈾,還是輕元素氘、氚,在海洋中都有相當巨大的儲藏量。以目前世界能源消費的水平來計算,地球上能夠用於核聚變的氘和氚的數量,可供人類使用上千億年。因此,有關能源專家認為,如果解決了核聚變技術,那麼人類將能從根本上解決能源問題。
核能發電是利用核反應堆中核裂變所釋放出的熱能進行發電的方式,它與火力發電極其相似,其奧妙主要在於核反應堆。與火電廠相比,核電站是非常清潔的,不排放有害物質也不會造成“溫室效應”,因此能大大改善環境質量,保護人類賴以生存的生態環境。
但是,在核工業生產和科研過程中,會產生一些不同程度的放射性物質,這些物質的含量雖然很低,危害卻很大,如果在事故中釋放到外界環境,會對生態及民眾造成傷害,必須慎重處理。幾乎所有的國家,包括技術和管理最先進的國家,都不能保證核電站的絕對安全,前蘇聯的切爾諾貝利事故和美國的三裏島事故影響都非常大,日本也出現過核泄漏事故。核電站還是戰爭或恐怖主義襲擊的主要目標,遭到襲擊後可能會產生嚴重的後果,所以目前發達國家都在緩建核電站。
我國最早的核電站是坐落於海鹽縣秦山雙龍崗的秦山核電站,它麵臨杭州灣,背靠秦山。秦山核電站附近不僅風景如畫、水源充沛、交通便利,還靠近華東電網樞紐,是建設核電站的理想之地。它是我國第一座自己研究、設計和建造的核電站,1984年破土動工,1991年12月15日並網發電,設計壽命30年。廠區主要包括七個部分:核心部分、廢物處理、供排水、動力供應、檢修、倉庫、廠前區等。秦山核電站設計廣泛采用了國外現行壓水堆核電站較成熟的技術,並進行了相當規模的科研和試驗工作,始終把安全放在首位。為防止放射性物質外泄,設置了三道屏障,第一道係統內把燃料蕊塊密封組成燃料元件棒;第二道為高強度壓力容器和封閉的回路係統;第三道屏障則為密封的安全殼,防止放射性物質外泄。此外,還有安全保護係統、安全殼空氣淨化和冷卻係統、應急柴油發現機組等,使反應堆發生事故時,能自動停閉和自動冷卻堆蕊。秦山核電站的建成結束了中國大陸無核電的曆史,機組運營狀態一直處於良好狀態,是我國自力更生和平利用核能的典範。經過二、三期工程的建設,秦山核電站已經成為總裝機容量300萬千瓦的中國核電基地。