各种各样的能源

二、各种各样的能源

背　景

随着世界人口的增加和经济的发展，对能源的需求日益增加。据权威机构预测，到2020年全世界的能源消耗量将比1995年的能源需要量增长一倍。如果这些能源全部使用化石燃料如煤、石油、天然气，那么，到2020年世界上就难以找到能满足100亿人口的煤矿和油田。

根据科学家预测，未来21世纪的能源主要为核能、太阳能、风能、地热能、氢能和潮汐能、海洋能。这一系列能源如能得到很好的开发、合理的利用，一定能解决长期困扰政府、科学家和居民的难题。

学习与思考

从能源发展的历史看，人类对能源的利用大致可划分为5个阶段，即火的发现和利用，畜力、风力、水力等自然动力的利用，能源矿产的开发和热能的利用，电的发现及开发和利用，核能的发现和开发利用。前两个阶段的时间是相当长的，除了自然动力的利用，对于热能的利用主要是通过燃烧木柴来实现的。到18世纪，蒸汽机的出现对煤炭的需求大为增加，进而大大改变了能源生产和消费的结构。到19世纪下半叶，煤炭基本上取代了木柴而成为主要能源产品；也就在这时，电力技术的不断发展，电气工业的不断发展导致石油在能源工业中的比重不断加大。到1965年，石油首次超过煤炭的用量，并在能源结构中居重要地位，从此世界进入了“石油时代”。到1979年，在世界能源消耗中，石油占54%，煤炭占18%，天然气占18%，油气之和占到72%，这样就完成了由煤炭到石油的能源结构转换。

煤、石油甚至木柴的燃烧都会产生大量的废气污染大气，核原料虽不产生废气，但核废料处理起来却让人大伤脑筋。有没有一种能源不会对环境造成污染呢？下面就来介绍几种不会或很少给环境造成污染的清洁能源。

沼气。沼气是利用人畜粪便、秸秆、杂草、不能食用的果蔬等生物质的废弃物，经过细菌发酵产生的。沼气可以燃烧，而且具有很高的热值。1立方米沼气大约相当于1.2千克的煤或0.7千克的汽油，可供一辆载重30吨的卡车行驶2.8千米；用它做饭，可供五六口之家一日三餐。沼气在燃烧过程中生成二氧化碳和水，不污染空气，也不会危害人们的健康；同时，产生沼气的原料本身就是各种废料，用它们产生沼气可以大大减少垃圾数量，变废为宝。因此，使用沼气既可以节约能源，又不会造成污染。

另一种广泛利用的清洁能源是太阳能。太阳是地球能源的源泉，无论是风能、生物质能、矿物质能还是水利、温差和潮汐能，归根结底都是太阳能的转化形式。太阳的光和热还要源源不断地输送到地球达几十亿年之久，所以，在地球的生命期限内，它是一种理想的取之不尽、用之不竭的清洁能源，还有待人们的进一步开发。

地热也是一个巨大的清洁能源库。地球内部聚集了大量的热能。据估计，仅地面以下3000米范围内的地热资源就相当于30，000亿吨煤提供的热量，差不多是全世界煤炭年开采量的1000倍。地热可用于取暖、发电，总的来说是一种清洁能源，但当热水在高温高压下冲出地面时可能会造成噪声，有时地下热水中也会含有一些有害物质，因此在使用时应注意避免这些危害。

你知道吗？

太阳能

太阳能是一种取之不尽，用之不竭的能源。据估算，地球上每年接收的太阳能，相当于地球上每年燃烧其他燃料所获能量的3000倍，因此，大力开发利用太阳能是21世纪的高新技术。

过去，人们只注意到太阳给地球带来温暖，而在寻找清洁能源的今天，科学家自然而然地把注意力对准了太阳，开始向太阳索取人类所需要的光和热。

太阳是一个巨大炽热的球体，它的表面温度高达6000多摄氏度，核心温度达2万度。太阳内部不断地进行热核反应，同时向广漠的宇宙释放出巨大的能量。

过去，人类利用太阳能制造海盐，干燥收割后的庄稼、烟草和茶叶，并逐渐盖起了太阳暖房，在温室里栽培瓜果蔬菜。随着科学技术的发展，太阳能开始进入普通的家庭。屋顶上安装太阳能热水器，保证供应热水。如全家外出郊游时，提上一个轻便的太阳灶，可以在山谷里，安上支架进行丰盛的野炊，丝毫看不出炊烟缭绕的景象，使人们休息、游玩得更有情趣。

现在，科学家开始研究太阳能发电。如新研制的太阳能汽车，形态各异，灵巧美观，车顶上都有无数块太阳能吸收板组装的吸能器。20世纪末，科学家计划在沙漠上建造起一座座太阳能发电站，利用沙漠荒凉无边、无其他遮挡的条件，收集太阳能发电，把沙漠上发出的太阳能电输送到四面八方。

为了开发利用太阳能，各国政府正在组织大批科学家，耗费大量资金进行研究和试验。如美国政府在1990年花费30亿美元，研究太阳能利用。日本计划2000年建造一座200万千瓦的太阳能发电机组。现在，科学家已开始研究太阳能发电卫星。这种卫星将成为人类未来获得能源的新途径。这种卫星主要由太阳能电池板和微波发射器组成。卫星上的太阳能电池板，始终对着太阳，把太阳的光和热转变成电能储存在电池内，再通过微波发射系统，把电能转变为微波，从遥远的太空发回地面接收器。地面工作站再把微波转变成电能，送到千家万户。这个技术随着航天技术的发展，即将成为现实，到那时，就成为“电从天上来”了。

太阳能卫星发电系统

太空是无垠的，太阳又是那么慷慨和大方，因此，开发太阳能，将是非常有前途的。

风　能

古代人早就利用风力作为动力，用风带动水车，提水浇灌农田；带动磨盘，用来磨米磨面……现在为了寻找充污染的能源，人们又仿效古代祖先，利用风力作动力。

空气流动，就产生风。因此，利用风力，不用勘探、采掘或加工，只要空气一流动，就产生风力。据估计，全世界每年可以接收的风能为10兆瓦，相当于全球总发电量的1/10。而且在离地面200米的高度内，风能比较大，因此，如何开发风能是21世纪的新课题。

现在风力发电技术向大型化发展。美国研制M－5大型风机，叶片直径为91.5米，额定功率为2.5兆瓦，并在美国已试运转了几年。欧共体于1995年开始生产1兆瓦的风力发电机。我国风力发电起步较晚，一般只有几台小型风力发电机在内蒙草原上运转，为牧民提供电能。现在，我国也开始对大型风力发电机组进行研制，并从国外引进一批大型风力发电机组，使草原牧区取得明显的经济效益和环境效益。

但是，风能不稳定，风能的储存也有问题，这是21世纪开发风能必须解决的难题。

到了21世纪，无论在广阔的草原，还是在高高的山岭，我们都会看到，一座座抗风暴袭击又能稳定运行的风电站。每当大风来临，收集器就会自动调节风叶方向，迎接风暴的洗礼。任凭风力有多大，来势有多猛，一律吸收转变成电能并储存起来，为牧民和周围居民提供稳定的电能。

在无污染能源的开发上，风能的利用将有一个大发展。

专题研讨

1.判断下面哪种做法正确，哪种不正确？

（1）不用含氟、含硫高的煤；

（2）尽量不用型煤，用散煤；

（3）尽量用节能型的炉灶；

（4）厨房内要经常通风换气；

（5）居室要经常打开门窗通风，保持室内清洁；

（6）多种花草，美化居室内外；

（7）多用杀虫剂，清洁剂等化学品。

2.调查当地的自然环境有没有遭到破坏，对此你有什么建议？根据材料写一篇小论文。