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新能源技术剖析

  2016-01-10

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人类有着别的动物所不具有的本质,也就是社会属性。而人类社会的发展进步虽然各有曲折,但是总体的确实有着可循的客观规律。从封建君主专政到资本主义民主社会,以及将来可能实现的社会主义社会制度都是人类进步发展的重要标志。哲学上认为人类社会的发展进步与生产力的发展程度大致相同。而能源可以说是生产力发展的一个重要的决定和限制因素,社会发展到今天,可燃料资源匮乏是人类一个必然趋势,因此新能源的开发利用必将成为我们21世纪的一个重大主题。今天我们就来介绍几种新能源及其技术。
风能,高效安全,取之不尽用之不竭的新能源。与其说是新能源,到不如说是新技术,能源本来就有,只不过人类无法利用。我从小在北方长大,靠近内蒙。家里一到冬天有句经常挂在口边的的话“喝西北风活着!”。这个西北风就是从俄罗斯西伯利亚平原吹过来的风,平均六到七级。其实风的利用可以追溯的很久以前。比如人们众所周知的荷兰风车磨坊,大家对于荷兰印象最深刻的两样东西估计就是风车和郁金香了。但是风能的利用发展可以说是非常的缓慢,技术发展一直跟不上。也因为有需求的东西发展的肯定越快,所以自从19世纪80年代世界石油危机以来,风能已经作为一种高效的可再生能源登入了人类能源的历史舞台。风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力,特别是对沿海岛屿,交通不便的边远山区,地广人稀的草原牧场,以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆,作为解决生产和生活能源的一种可靠途径,有着十分重要的意义。即使在发达国家,风能作为一种高效清洁的新能源也日益受到重视,比如:美国能源部就曾经调查过,单是德克萨斯州和南达科他州两州的风能密度就足以供应全美国的用电量
我国幅员辽阔,在这个主张科学发展、全面发展、可持续发展的社会,风能的利用对我国能源分配必将有重要意义。我国位于亚洲大陆东部,濒临太平洋,又因为内陆海拔高度逐渐提高,加之青藏高原耸立在我国西部,改变了海陆影响所以引起的气压分布。所以我国形成了季风多种多样,并且持续时间长的特点。冬季风来自西伯利亚和蒙古等中高纬度的内陆,那里空气十分严寒干燥冷空气积累到一定程度,在有利高空环流引导下,就会爆发南下俗称寒潮,在北方又被称为“西北风”。在此频频南下的强冷空气控制和影响下,形成寒冷干燥的西北风侵袭我国北方各省。每年冬季总有多次大幅度降温的强冷空气南下,主要影响我国西北、东北和华北,直到次年春夏之交才消失。 夏季风是来自太平洋的东南风、印度洋和南海的西南风,东南季风影响遍及我国东半壁,西南季风则影响西南各省和南部沿海,但风速远不及东南季风大。热带风暴是太平洋西部和南海热带海洋上形成的空气涡漩,是破坏力极大的海洋风暴,每年夏秋两季频繁侵袭我国,登陆我国南海之滨和东南沿海,热带风暴也能在上海以北登陆,但次数很少。目前为止我国所建成的大型风力发电站有:1.酒泉市现已建起中国第一个千万千瓦级超大型风电基地,为中国最重要的风电基地。2.内蒙古从阴山山脉以北到大兴安岭以北, 新疆达板城,阿拉山口,河西走廊,松花江下游,张家口北部等地区都有大量的风力资源已经被利用。
风能有着清洁、可再生、储量丰富的大量优点的同时,也有着以下使其未能在全国大量普及的缺点。首先,即使我国风能资源非常丰富,但是风能作为一种受环境影响的自然资源,必定受其自然条件和地域条件的限制。就比如我国风力资源丰富的地域,大部分分布在偏远的西部和北部,但是这些地区却远离用电量巨大的东部和中部等大城市,这样的话能源的传输也同样要花费大量的成本,这样就导致了本来廉价的能源成本提高了很多。另外,因为风能受自然条件影响很大,不同年份的同一时间段风能的大小方向都会有所变化,这样就无形中为风能的利用增加了难度。总的来说风能本身具有高效清洁,廉价丰富的优点,但是也因为技术发展不够还受到限制,但在未来能源比例中必定会有一席之地。
风能的利用历史悠久,技术也日益成熟,作为可再生能源会受到越来越多的关注。那么接下来我们就接受另一种可再生能源,这种能源产生的历史不太久,但是却是被公认的最清洁,也是储量相当丰富的能源,并且全世界各国都有了不同程度的应用,这也就是核能。
当美国宇航员尼尔阿姆斯特朗登山月球,并把美国国旗插在月球上的时候,这是他本人的一小步,但是必定成为了人类历史上的一大步。核能又称为原子能,英文称为“NUCLEAR POWER”,主要有两种方式:核聚变和核裂变。但是由于现在对核聚变比核裂变能放出更多的能量,所以现在各国研发最多的也是核聚变,因此核裂变我们在这就不在赘述。核聚变,又称核融合,是指由质量小的原子,比方说氘和氚,在一定条件下(如超高温和高压),发生原子弹互相聚合作用,生成中子和氦-4,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。之所称登月是人类完成的一大步,其中一个非常主要的原因是月球表面土壤中有着大量的氦3元素。中国科学院院士、中国绕月探测工程首席科学家欧阳自远在接受新华社记者采访时表示,研究发现,月球表面土壤中富含大量的氦3,初步估计有上百万吨。目前科学家正在利用氘-氚建立核聚变实验堆,而利用氘-氦3参与的核聚变发电向人类提供能源,是科学家目前正在研究的课题。作为核聚变中必不可少、安全的核聚变燃料,氦3在地球上分布极少,“可以说基本上没有”。在核聚变发电商业化的前提下,如果能够解决将氦3运回地球这一问题的话,8吨的氦3可解决全中国一年的能源供应总量。月球上百万吨的氦3为全人类提供几千年的能源是没有问题的。
综上所述,核能源已经成为了一种高效的能源,因此各国正向开发利用,于此同时,虽然我过开发核能源的时间很早,但是作为世界上最大的发展中国家,我国核电的发展其实相对缓慢,其中最主要的原因是受到技术限制。美国是世界上最大的商用核能供应国,已经有50多年的商用核电站历史,目前共有104座正在运行的核反应堆,装机总容量达1.03亿千瓦,占美国发电量的20%。截至2008年12月,世界30个国家和地区运行的核电机组共有439个。其中美国是世界上核电站最多的国家,拥有104座,核电占该国总发电量的比例为 19%。日本的核电站数量是55座,核电比例为30%,计划到 2030年将核电比例提高到41%。
 就发电比例而言,目前全世界400多座核电站,年发电量占全世界总发电量的17%,其中,法国核电装机占总装机的78%,日本核电装机占总装机的36%,美国核电装机占总装机的20%,韩国核电装机占总装机的42%,而在中国大陆仅占1.6%。从这些数据也可以看出,发达国家争相开发核能源。而也因为月球中含有大量的核能,所以探月对于各国也有着非常重要的地位。我们国家在发展的同时,因为能源的过度开发利用,还有化石燃料的过度使用导致经济增长的同时环境受到了很大的影响,因此有效地开发利用核能,必定成为我国科学发展的一个有效地解决方式。
虽然核能有着无可匹及的优点,也得到了全世界人的认可,但是核能其实是一种非常危险的能源,开发利用必须得到小心重视。2011年3月11日,日本福岛第一核电站1号反应堆所在建筑物爆炸后,日本政府13日承认,在大地震中受损的福岛第一核电站2号机组可能正在发生“事故”,2号机组的高温核燃料正在发生“泄漏事故”。该核电站的3号机组反应堆面临遭遇外部氢气爆炸风险。2011年3月13日,共有21万人正紧急疏散到安全地带。这个例子是发生在我们身边最近的例子,当然世界上发生核泄漏的事件还有几个。这次核泄漏造成的危害波及范围非常大,受灾人数众多。因此核能的利用也受到极大的限制。
在这个对清洁新能源要求越来越高的世界, 新能源的开发利用已经成为各国分外关注的一个话题,也因此新能源技术发展也分外迅速,因为我们始终相信,世界的明天是更好的明天。

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