21世紀(jì)是人類社會從后工業(yè)社會(信息社會)向知識經(jīng)濟(jì)社會轉(zhuǎn)型的世紀(jì)。從能源領(lǐng)域來看,21世紀(jì)是以化石能源為主轉(zhuǎn)向可再生、無污染的新能源的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型期!翱茖W(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”,但科學(xué)技術(shù)欲發(fā)揮其“第一生產(chǎn)力”的作用,除了科技工作者的努力和貢獻(xiàn)外,更需要廣大群眾的認(rèn)同和支持。為此,作為《原來如此》叢書的分冊,《科學(xué)原來如此(傳輸力量的能源)》編撰了百余條有關(guān)能源領(lǐng)域的新技術(shù)和新情況,以此對能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的方向和進(jìn)程作掛一漏萬的介紹。
《科學(xué)原來如此(傳輸力量的能源)》由周戟編著。
大自然之所以威力無窮,就在于大自然的能量是無限的。地震、火山噴發(fā)、龍卷風(fēng)、颶風(fēng)、洪水、干旱等自然災(zāi)害,都是大自然不可控制的能量的肆虐。怎樣把大自然的這些無窮盡的能量來為我們社會發(fā)展服務(wù)是長期以來人們一直追求的目標(biāo)。 作為《原來如此》叢書的分冊,由周戟編著的《科學(xué)原來如此(傳輸力量的能源)》編撰了百余條有關(guān)能源領(lǐng)域的新技術(shù)和新情況,以此對能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的方向和進(jìn)程作掛一漏萬的介紹。
能源世界
能源的昨天、今天和明天
能源與人類
馬可波羅眼中的怪物——煤
困擾倫敦和洛杉磯的煙霧
潔凈煤技術(shù)
煤變的石油——水煤漿
陶瓷廠商的制勝法寶——煤炭氣化代油
讓瓦斯變害為利
無人下井也能采煤
變廢棄物為新資源——煤矸石
“火焰山”之憂
世界能源危機(jī)的由來
面對石油危機(jī)的爭論
我國的石油資源
應(yīng)對能源危機(jī)之策
一種重要的能源——油頁巖
微生物采油
泥火山和天然氣
希望與風(fēng)險(xiǎn)并存的資源——可燃冰
“老”當(dāng)益壯的火力發(fā)電
坑口電站與管道輸煤
跨越“過程”,直接發(fā)電——磁流體發(fā)電
生機(jī)勃發(fā)核電站
核能——魔鬼與天使
足球場看臺下的秘密——核反應(yīng)堆
談“核”何需色變
發(fā)展核能的難題——核廢料處理
被爭奪的鈾資源
誘人的月球能源——氦-3
能量無限的核聚變發(fā)電
太空核電——“普羅米修斯”計(jì)劃一瞥
滔滔江河能量無窮
水力發(fā)電的利與弊
水電之最——三峽工程
用電又發(fā)電的抽水蓄能“水電站”
借得碧海萬頃潮
波濤滾滾電力來
海洋溫差發(fā)電前景看好
太陽能——能源之母
太陽電池
太陽能發(fā)電站
太陽爐和太陽灶
漂浮在太空的衛(wèi)星太陽能電站
月球太陽能發(fā)電站暢想
太陽帆飛船揚(yáng)帆太空
太陽能建筑——建筑新理念
太陽能交通工具
會儲能的鹽水湖
“神舟”飛船動力源
欲與化學(xué)火箭試比高——離子推進(jìn)機(jī)
廣袤宇宙有能量——引力場能源
唾手可得的可再生能源——生物質(zhì)能
種出來的石油——石油樹
吸收二氧化碳的綠色能源——藻類
化腐朽為神奇的沼氣
垃圾發(fā)電
用污水發(fā)電的微生物燃料電池
讓汽車喝“雞尾酒”
變廢為寶——秸稈壓塊燃料
高效太陽能轉(zhuǎn)換器——甜高粱
地?zé)?br>地?zé)岚l(fā)電
華清池與地?zé)崂?br>向巖漿要能源
我國豐富的地?zé)豳Y源
永不枯竭的風(fēng)能
風(fēng)力發(fā)電
風(fēng)力發(fā)電機(jī)
風(fēng)力發(fā)電引起的風(fēng)波和海上風(fēng)力發(fā)電
風(fēng)力發(fā)電的新思路
未來能源家庭的寵兒——?dú)淠?br>氫的制備
太陽能制氫
即將投入生產(chǎn)的生物制氫
儲氫——新型“氫氣瓶”
新型發(fā)電裝置——燃料電池
氫能汽車
“氫經(jīng)濟(jì)時(shí)代”漸行漸近
初顯身手的能源金屬
零動力傳輸?shù)姆独獰峁?br>冷熱自有“掌舵者”——熱泵
激光能源
微波能
捕捉雷電能
威力巨大的地震能
有待開發(fā)的重力能
“空麻袋背米”——星際沖壓發(fā)動機(jī)
飛纜試“捕”宇宙能
反物質(zhì)——不是虛無縹緲的能源
被忽視的能源——人體能
建筑節(jié)能技術(shù)與建筑節(jié)能材料
中國綠色照明工程
節(jié)能新技術(shù)
暢通無“阻”說超導(dǎo)
非晶態(tài)變壓器節(jié)能
陶瓷發(fā)動機(jī)節(jié)能
電熱膜加熱技術(shù)
節(jié)能住宅暢行歐美
地球治理與新能源
海水淡化與新能源
綠化沙漠與新能源
能源是維持人類生存和發(fā)展物質(zhì)文明的動力之源,是能量的來源。《大英百科全書》對能源的解釋為:“能源是一個(gè)包括所有燃料、流水、陽光和風(fēng)的術(shù)語,人類采用適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換手段,給人類自己提供所需的能量!焙喍灾,能源就是含有能量的資源。
眾所周知,能可分為六大類:機(jī)械能、熱能、電能、化學(xué)能、電磁能、原子能。而這些能,根據(jù)“能量守恒和轉(zhuǎn)化定律”,它們之間又可以相互轉(zhuǎn)化。因此,凡是可以產(chǎn)生或轉(zhuǎn)換這些能量的資源就都是能源。如各種燃料,就是在燃燒時(shí)由化學(xué)能產(chǎn)生熱能的資源;太陽能是地球上熱能的主要來源,由太陽能轉(zhuǎn)化的風(fēng)能、水能、海洋能等都是動能(機(jī)械能);核能是指在核裂變和聚變時(shí)產(chǎn)生的熱能;同樣,地?zé)崮芤彩菬崮;而這些能源又都可以轉(zhuǎn)化成電能和機(jī)械能。
能源按其形態(tài)特性,一般可分為以下13類:固體燃料、液體燃料、氣體燃料、水能、核能(通常指核裂變能)、太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮、海洋能、核聚變能、電能、氫能等?br> 今天,人類使用的能源實(shí)際上只有四個(gè)來源。一類是太陽能,如果說廣義的太陽能,那么連同煤、石油、天然氣等礦物燃料都是太陽能的一種類型,因?yàn)樗鼈兪莾|萬年前太陽能凝固的產(chǎn)物。而風(fēng)能、水能、海洋能、生物質(zhì)能等則是太陽能轉(zhuǎn)化而來的。第二類是核能,它包括核裂變能和核聚變能。第三類是地球內(nèi)部的能量,這些能量的蘊(yùn)藏量非常巨大,火山、地震就是這種能源爆發(fā)的體現(xiàn)。第四類能源是月球、太陽與地球之間的引力能,這就是潮汐能的來源。
能源還可分為:一次能源、二次能源;可再生能源和非再生能源;新能源和常規(guī)能源;商品能源和非商品能源;終端能源;綠色能源;農(nóng)村能源等。
一次能源是指直接取自自然界,而不改變它的形態(tài)的能源。例如,煤炭、石油、天然氣、柴草、地?zé)、風(fēng)力、太陽輻射能等等都屬于一次能源。二次能源是指一次能源經(jīng)人為加工成另一種形態(tài)的能源。例如,電能、熱水、蒸汽、煤氣、焦炭以及各種石油制品(諸如汽油、煤油、柴油、重油等),還有生產(chǎn)過程中的余熱和余能等也都屬于二次能源。再者,最近正在加緊研發(fā)的氫能,也屬于二次能源。
按能否從自然界中得到補(bǔ)充,能源又分成可再生和不可再生兩大類。,太陽輻射能、水能、風(fēng)能、潮汐能、海洋能和生物質(zhì)能等都是可不斷地再生和得到補(bǔ)充的能源,所以被稱為可再生能源。而煤炭、石油、天然氣等化石燃料和鈾、釷等核燃料,都是億萬年前遺留下來的,用掉一點(diǎn)就少一點(diǎn),無法得到補(bǔ)充,總有一天會枯竭的,它們被稱為不可再生能源。
根據(jù)應(yīng)用范圍、技術(shù)成熟程度及經(jīng)濟(jì)與否,又將能源分成常規(guī)能源和新能源兩類。煤炭、石油、天然氣、水能和核能等都已得到大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)開發(fā)和利用,被稱為常規(guī)能源;而太陽能、地?zé)崮、風(fēng)能、海洋能、氫能等,因?yàn)樗鼈兌际窃诨蛘_發(fā)研究中的能源,尚未得到經(jīng)濟(jì)開發(fā)利用,而被稱為非常規(guī)能源,亦稱為新能源。
商品能源是指經(jīng)流通環(huán)節(jié)大量消費(fèi)的能源,主要有煤炭、石油、天然氣、電力等。非商品能源是指不經(jīng)過流通環(huán)節(jié)而自產(chǎn)自用的能源,如農(nóng)戶自產(chǎn)自用的薪柴、秸稈,牧民自用的牲畜糞便等。非商品能源在發(fā)展中國家的能源供應(yīng)中一般占有較大的比重。農(nóng)村地區(qū)開發(fā),以及生產(chǎn)和生活使用的能源叫做農(nóng)村能源。
此外,從環(huán)境保護(hù)的角度,人們根據(jù)能源在使用中所產(chǎn)生的污染程度,分為清潔能源和非清潔能源。有時(shí)人們把清潔能源稱為綠色能源!熬G色能源”有兩層含義:一是利用現(xiàn)代技術(shù)開發(fā)干凈、無污染的新能源,如太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮、海洋能等;二是化害為利,將發(fā)展能源同凈化環(huán)境相結(jié)合,充分利用城市垃圾、淤泥等廢物中所蘊(yùn)藏的能源。
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