【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 作為“回報(bào)”的同時(shí)，被迫迎來(lái)了自我檢討和亡羊補(bǔ)牢的時(shí)代。從這個(gè)意義上講，以節(jié)約能源，減少碳排放為特征的“新能源革命”只是遲到的自我救贖。 三、 常規(guī)能源及利用 （一）常規(guī)能源利用現(xiàn)狀 常規(guī)能源是指在現(xiàn)階段科學(xué)技術(shù)水平下，人們已經(jīng)廣泛利用，并且利用技術(shù) 較為成熟的能源。 煤炭、石油、天然氣和水能 等都屬于常規(guī)能源。 煤炭 煤炭是能源世界的主將 ， 在各類能源中，今后 20 年內(nèi)可大量增產(chǎn)和彌補(bǔ)石油不足的能源是煤炭，煤炭成了過(guò)渡到 以 可再生能源和核能為主的未來(lái)能源的橋梁 。 煤 的形成是大自然的造化 ， 煤是地質(zhì)史上的陸地植物在沼澤中大量沉積而成的，一般產(chǎn)在地6 質(zhì)成煤時(shí)期的沉積盆地邊緣。 煤炭既是動(dòng)力燃料，又是化工、 制焦 和 煉鐵的原料，素有“ 工業(yè)糧食 ” 之稱。在工業(yè)生產(chǎn)和生活中，煤炭 常 被用作燃料燃燒以提供熱量或動(dòng)力，煤炭燃燒后釋放的熱能可以轉(zhuǎn)化成電能，實(shí)現(xiàn)能源的遠(yuǎn)距離傳輸 。 火力發(fā)電在 我國(guó)電力結(jié)構(gòu)中占有很大比重，在全球范圍內(nèi)火力發(fā)電也是電能的主要來(lái)源之一 ；煤炭煉焦、高溫干餾的煤氣是重要的化工原料，也可以用來(lái)合成氨；低灰、低硫和可磨性好的品種，可以用來(lái)制造多種碳素材料，在生產(chǎn)活動(dòng)中有著廣泛的應(yīng)用。 煤作為能源，與 石油比較有兩大優(yōu)點(diǎn)：一、 分布廣，儲(chǔ)量大。全世界煤的探明儲(chǔ)量是石油的 20 多倍，我國(guó)還高于這個(gè)倍數(shù)。二、 開發(fā)和利用的技術(shù)難度不大。所以，我國(guó)和世界許多國(guó)家都很重視煤炭資源的開發(fā)利用。另一方面，用煤作燃料，也有很多地方不如石油，例如發(fā)熱量和燃燒效率不如石油高，輸送和使用不如石油方便；灰渣 、粉塵多，容易污染環(huán)境， 露天開采會(huì)破壞土地，使礦井地面塌陷。礦井和選煤廠廢水 造成水 污染，燒煤產(chǎn)生大量二氧化碳會(huì)造成溫室效應(yīng)，影響氣候等 [3]。 在未來(lái) 100 年內(nèi)，煤炭不可避免地仍將是一種主要能源。我們的任務(wù)是尋求更有效的、環(huán)境可接受的途徑，使每噸煤發(fā)更多的電，減少污染物的排放總量。煤炭的綜合利用是今后的發(fā)展方向 ， 煤是非可再生的資源，要節(jié)約使用，要研究如何利用得合理，發(fā)揮它更大的作用?，F(xiàn)在，科學(xué)家們正在研究提高煤燃燒的效率，減輕對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)研究煤的氣化、液化等技術(shù)，使它能經(jīng)濟(jì)地替代石油。 現(xiàn)在世界各國(guó)正 在執(zhí)行清潔煤技術(shù)計(jì)劃，這將是造福人類的偉大舉措。 石油 石油 是當(dāng)今世界的主要能源， 是從地下深處開采的棕黑色可燃粘稠液體 ， 主要是各種烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴的混合物。它是古代海洋或湖泊中的生物經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的演化形成的混合物，與煤一樣屬于化石燃料。 石油 在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占 有 非常重要的地位。 人們一般不直接用石油作燃料，而是利用石油各成 分 的 沸點(diǎn)不同，把它 們 加熱蒸餾而分開，稱為分餾。石油經(jīng)過(guò)加熱分餾就得到石油 汽 、 汽 油、煤油、柴油、潤(rùn)滑油、石蠟等產(chǎn)品。它們都是由碳、氫兩種元素組成的有機(jī)化合物，它們之間的差別就是分子大小不一，它 們?nèi)紵蟮漠a(chǎn)物都是 CO2 和 H2O ，同時(shí)放出熱量。人們常利用液化石油氣、汽油、煤油、柴油等的燃燒，給工廠、農(nóng)村、汽車、輪船、火車、飛機(jī)和家庭生活等提供所需要的動(dòng)力和熱量 。 石油 被人們譽(yù)為工業(yè)的“血液”，是名不虛傳的。 首先，石油是優(yōu)質(zhì)的動(dòng)力燃料的原料。汽車、內(nèi)燃機(jī)車、飛機(jī)、輪船等現(xiàn)代交通工具都是用石油的產(chǎn)品 —— 汽油、柴油作動(dòng)力燃料的；新興的超音速飛機(jī)、導(dǎo)彈、火7 箭，也都以石油提煉出來(lái)的高級(jí)燃料為動(dòng)力的。石油也是提煉優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑油的原料。一切轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械的“關(guān)節(jié)”中添加的潤(rùn)滑油都是石油制品。 石油還是重要的化工 原料。石油化工廠利用石油產(chǎn)品可加工出 幾千 種重要的有機(jī)合成原料。常見(jiàn)的滌綸、尼綸、腈綸、丙綸等合成纖維；能與天然橡膠相比美的合成橡膠；苯胺染料、洗衣粉、糖精、人造皮革、化肥、炸藥等等都是由石油產(chǎn)品加工而成的。 石油經(jīng)過(guò)微生物發(fā)酵，還可以制成合成蛋白。 放在石油中的嚼蠟菌吃食石蠟后，會(huì)以驚人的速度繁殖起來(lái)。嚼蠟菌自身含有豐富的蛋白質(zhì) ，因而可利用石油制成大量合成蛋白。 煉油最后剩下的石油焦和瀝青也都 用途很廣。石油焦做煉鋼爐里的電極，可以提高鋼的產(chǎn)量， 還可用它作為制造石墨的原料。瀝青則可以制作油氈紙或鋪路。 作為動(dòng)力 燃料，同煤相比，石油有許多優(yōu)越之處。 （ 1） 石油燃燒時(shí)放出的熱量，比煤炭大得多。 1 千克的煤的發(fā)熱量是 5000 千卡，而燃燒 1 千克的石油卻能得到 10000 多千卡的熱量。 （ 2） 石油使用方便。它易燃，且不留灰燼。儲(chǔ)存時(shí)所占空間小，可用管道運(yùn)輸，經(jīng)濟(jì)便捷。 （ 3） 石油可以煉制成許多優(yōu)質(zhì)高效的特種燃料。 （ 4） 石油是流體，易于開采。 石油在當(dāng)今世界能源中占有極為重要的地位， 石油對(duì)于各國(guó)來(lái)說(shuō)，其消費(fèi)量與國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展程度是密切相關(guān)的。中國(guó)由于人口眾多和經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速目前已經(jīng)成為全球第二大石油消費(fèi)國(guó)，如何保障長(zhǎng)期的、穩(wěn)定的 石油供應(yīng)，是未來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)安全面臨的一個(gè)重大問(wèn)題 [4]。 天然氣 天然氣 指天然蘊(yùn)藏于地層中的烴類和非烴類氣體的混合物，主要存在于油田氣、氣田氣、煤層氣、泥火山氣和生物生成氣中。天然氣又可分為伴生氣和非伴生氣兩種。伴隨原油共生，與原油同時(shí)被采出的油田氣叫伴生氣；非伴生氣包括純氣田天然氣和凝析氣田天然氣兩種，在地層中都以氣態(tài)存在。 天然氣已成為全球繼煤炭和石油之后的第三大常規(guī)能源，以天然氣作為能源的優(yōu)勢(shì) 是 ： （ 1） 清潔環(huán)保：可燃天然氣的主要成分是甲烷，燃燒時(shí)無(wú)懸浮顆粒物，它產(chǎn)生單位熱量放出的溫室氣體（ CO2）只有煤炭的 1/2 左右，比石油還少 1/3，是清潔、優(yōu)質(zhì)、具有競(jìng)爭(zhēng)力 的能源和化工原料，也是環(huán)保首選燃料。其含碳量低的性質(zhì)，符合能源低8 碳化發(fā)展的規(guī)律。 （ 2） 資源豐富：天然氣與石油探明的可開采儲(chǔ)量接近，但是天然氣資源更豐富，采出程度低，可開采年限長(zhǎng)，有著巨大的潛力。 （ 3） 發(fā)展前景廣闊：天然氣可以用于工業(yè)燃料、發(fā)電燃料、民用與商業(yè)燃料、能源工業(yè)和化工原料。石油和煤炭消費(fèi)領(lǐng)域里有 很大部分 可以用天然氣來(lái)取代。 （ 4） 使用方便，只需最低程度的處理。 （ 5） 有較高的綜合經(jīng)濟(jì)效益：燃?xì)饴?lián)合循環(huán)發(fā)電的效率可達(dá) 60%，造價(jià)只 為常規(guī)煤電的 1/2。天然氣用作化工原料，工藝簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)換效率高，能耗低，投資少，易實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn) [5]。 隨著人類環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)， 天然氣作為一種優(yōu)質(zhì)能源逐漸受到各國(guó)的重視 ，目前，發(fā)展天然氣工業(yè)已成為各國(guó)改善人類生存環(huán)境和維持經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的最佳選擇。 水能 水能，通常是河川徑流相對(duì)于某一水平 面 所 具有的勢(shì)能。把天然水流具有的水能積聚起來(lái)，去推動(dòng)水輪機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，便可發(fā)出電能。這個(gè)物理過(guò)程使一次能源開發(fā)和二次能源生產(chǎn)同時(shí)完成，而水流本身并不發(fā)生化學(xué)變化，所以水能是一種清潔能源。由于地球上水的總量 恒定， 在太陽(yáng)能 作用下不斷進(jìn)行著蒸發(fā)、降水循環(huán)，因此水能是可再生的能源。 水能開發(fā)利用的歷史也相當(dāng)悠久。早在古代，我國(guó)勞動(dòng)人民就發(fā)明了“水 磨”、“ 水碾”?，F(xiàn)代廣泛采用的水力發(fā)電是人類對(duì)水能利用的高級(jí)階段。 水能是可再生的能源，可持續(xù)地利用它來(lái)發(fā)電。水電站投產(chǎn)以后，發(fā)電成本低，積累多，收益大。而且水電站除發(fā)電供給能源以外，為水電而修建的水庫(kù)，大多還有防洪、灌溉、航運(yùn)、養(yǎng)殖水產(chǎn)、改善自然環(huán)境、旅游等綜合效益。水電同火電比較，修建大型水電站要建壩攔水，工期較長(zhǎng)，投資較多。但是，如果把發(fā)展火電需要新建的煤礦、鐵路工程一并計(jì)算在內(nèi) ，有些水電站建設(shè)工期并不比建火電站長(zhǎng)，投 資也相差無(wú)幾。水電還有一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)，就是不污染環(huán)境，是一種 綠色 能源。 常規(guī)能源在今后一段時(shí)間仍將是世界能源的主體部分，因此對(duì)常規(guī)能源的開發(fā)利用和技術(shù)改造具有迫切的現(xiàn)實(shí)意義 。 （二）能量的利用與轉(zhuǎn)換 通過(guò)一定的方式，蘊(yùn)藏在能源中的能量能夠得以釋放或轉(zhuǎn)化，而被應(yīng)用于人類的生產(chǎn)、生活等領(lǐng)域。人類生產(chǎn)、生活各個(gè)領(lǐng)域都需要能量，因此能源的利用形式呈現(xiàn)出多樣性的特點(diǎn)。從能源使用角度看，人類直接使用最多的能源是電能和熱能，而電9 能是能源利用最普遍的形式，人類對(duì)熱能的利用技術(shù)是目前最 成熟的，所以人類對(duì)其他能源利用的主要目的是使其轉(zhuǎn)化為熱能或電能。 能量雖然可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，但它既不能憑空創(chuàng)造，也不能憑空消失。在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中，能量的總值不變，這稱為熱力學(xué)第一定律，即能量轉(zhuǎn)化與能量守恒定律 [6]。 對(duì)于礦物能源來(lái)說(shuō)，如煤炭、石油、天然氣等利用方式主要是通過(guò)燃燒釋放蘊(yùn)含的化學(xué)能，進(jìn)而生成熱能或電能。近年來(lái)出現(xiàn)了很多新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能或電磁能轉(zhuǎn)化為電能。如燃料電池技術(shù)、磁流體發(fā)電技術(shù)等都可以把燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，效率比把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能、 再利用熱能來(lái)發(fā)電要高得多。 對(duì)太陽(yáng)能的利用主要有兩種形式，即光熱轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換。光熱轉(zhuǎn)換先是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能，然后再加以利用，如太陽(yáng)能熱水器，太陽(yáng)灶等。光電轉(zhuǎn)換是利用光伏電池，把太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能，效率比較高。 水能和風(fēng)能是人類很早以前就開始利用的能源，但僅僅限于舂米、磨面等小規(guī)模機(jī)械能利用。在現(xiàn)代的技術(shù)條件下，對(duì)水能、風(fēng)能的利用主要是水力發(fā)