【文章內容簡介】 施燃料乙醇的開發(fā)計劃，重點開發(fā)使用農、林廢物等未利用資源來直接發(fā)酵生產乙醇農、林廢物等未利用資源來直接發(fā)酵生產乙醇的技術。美國從的技術。美國從 1992年開始鼓勵使用乙醇作新年開始鼓勵使用乙醇作新配方汽油的添加劑，歐盟則于配方汽油的添加劑，歐盟則于 1993年要求汽油年要求汽油燃料中摻混燃料中摻混 5％的乙醇，并建議提高歐洲的燃％的乙醇，并建議提高歐洲的燃料乙醇生產量。料乙醇生產量。 生物質能發(fā)電原理圖示廣州拉圾電廠沼氣發(fā)電原理圖示 水力發(fā)電技術是利用水體不同部位的勢水力發(fā)電技術是利用水體不同部位的勢能之差，它跟落差和流量的乘積成正比。目能之差，它跟落差和流量的乘積成正比。目前水力發(fā)電的發(fā)電量占世界能源的前水力發(fā)電的發(fā)電量占世界能源的 7％，據專％，據專家估計，到家估計，到 21世紀將會有較大的發(fā)展。世紀將會有較大的發(fā)展。法國、意大利水能資源開發(fā)程度超過法國、意大利水能資源開發(fā)程度超過 90％％，美國、加拿大、日本、挪威、瑞士、瑞，美國、加拿大、日本、挪威、瑞士、瑞典、英國等，也達到了典、英國等，也達到了 40％－％－ 60％。而我國％。而我國已利用的還不到可利用資源的已利用的還不到可利用資源的 6％。％。水電優(yōu)點水電優(yōu)點1．水力是可以再生的能源．水力是可以再生的能源 2．水電用的是不花錢的燃料，大中型水電站一．水電用的是不花錢的燃料，大中型水電站一般般 3－－ 5年就可收回全部投資。年就可收回全部投資。3．水電沒有污染，是一種干凈的能源。．水電沒有污染，是一種干凈的能源。4．有防洪啟溉、．有防洪啟溉、 航運航運 、養(yǎng)殖和旅游等綜合效、養(yǎng)殖和旅游等綜合效益。益。5．施工工期也并不長，屬于短期近利工程。．施工工期也并不長，屬于短期近利工程。6．操作、管理不到火電的三分之一人員。．操作、管理不到火電的三分之一人員。 我國的水能我國的水能 我國的水能居世界第一位。理論蘊藏量為我國的水能居世界第一位。理論蘊藏量為 千瓦，其中可開發(fā)的年發(fā)電量為千瓦，其中可開發(fā)的年發(fā)電量為 ，相當于萬億度，相當于大電廠每年消耗大電廠每年消耗 7億噸標準煤。我國三峽水電站將安億噸標準煤。我國三峽水電站將安裝裝 26臺單機容量為臺單機容量為 70萬千瓦的水輪發(fā)電機組，總裝萬千瓦的水輪發(fā)電機組，總裝機容量機容量 1820萬千瓦，年均發(fā)電量萬千瓦，年均發(fā)電量 847億度億度 。將成為世。將成為世界最大的水電站。這個工程從界最大的水電站。這個工程從 1997年實現大江截流，年實現大江截流，2023年首批機組發(fā)電，年首批機組發(fā)電， 2023年工程全部竣工后，巨大年工程全部竣工后，巨大的電能將為國家增加年工農業(yè)產值的電能將為國家增加年工農業(yè)產值 2023億元，全國平億元，全國平均每人可獲得近均每人可獲得近 200元的產值，這些電能每年可節(jié)約元的產值，這些電能每年可節(jié)約煤炭煤炭 4000萬噸，萬噸， 5. 海洋能海洋能 全世界海洋能的理論可再生量超過全世界海洋能的理論可再生量超過 760億千瓦。其中，海水溫差能約億千瓦。其中，海水溫差能約 400億千瓦，億千瓦，鹽度差能約鹽度差能約 300億千瓦，潮汐能大于億千瓦，潮汐能大于 30億千億千瓦，波浪能約瓦，波浪能約 30億千瓦。億千瓦?，F代海洋能源開發(fā)主要就是指利用海現代海洋能源開發(fā)主要就是指利用海洋能發(fā)電。利用海洋能發(fā)電的方式很多，洋能發(fā)電。利用海洋能發(fā)電的方式很多，其中包括波力發(fā)電、潮汐發(fā)電、潮流發(fā)其中包括波力發(fā)電、潮汐發(fā)電、潮流發(fā)電、海水溫差發(fā)電和海水含鹽濃度差發(fā)電電、海水溫差發(fā)電和海水含鹽濃度差發(fā)電等。等。潮汐潮汐發(fā)電發(fā)電潮汐發(fā)電型式：潮汐發(fā)電型式：①① 單庫單向型，只能在落潮時發(fā)電。單庫單向型，只能在落潮時發(fā)電。②② 單庫雙向型：在漲、落潮時都能發(fā)電。單庫雙向型：在漲、落潮時都能發(fā)電。③③ 雙庫雙向型：可連續(xù)發(fā)電，但未見實際應雙庫雙向型：可連續(xù)發(fā)電，但未見實際應用。用。 目前世界上最大的潮汐發(fā)電站，是目前世界上最大的潮汐發(fā)電站，是 1966年在年在法國朗斯潮汐電站法國朗斯潮汐電站 ，裝有，裝有 24臺臺 104千瓦貫流式水千瓦貫流式水輪發(fā)電機輪發(fā)電機 ，年均發(fā)電量為，年均發(fā)電量為 。億度。 1980年建年建成的成的 江廈潮汐電站江廈潮汐電站 是我國第一座雙向潮汐電站是我國第一座雙向潮汐電站，也是目前世界上較大的一座雙向潮汐電站，也是目前世界上較大的一座雙向潮汐電站，其總機容量為其總機容量為 3200千瓦。千瓦。法國朗斯潮汐電站外景法國朗斯潮汐電站示意圖? 有有 2%的太陽能變成了風能。的太陽能變成了風能。? 全世界一年所耗的能量不及風力全世界一年所耗的能量不及風力 1年內提供年內提供的的 1/100。目前，盡管風能所能提供的電量還不足。目前，盡管風能所能提供的電量還不足全球總發(fā)電量的全球總發(fā)電量的 ％，但它將會很快成為人類可％，但它將會很快成為人類可靠的動力來源之一。美國能源研究與發(fā)展局宣稱靠的動力來源之一。美國能源研究與發(fā)展局宣稱，到，到 21世紀初，風力發(fā)電將達世紀初，風力發(fā)電將達 200億度，占全國億度，占全國總發(fā)電量的總發(fā)電量的 10％左右。％左右。 發(fā)展風力發(fā)電，儲能是關鍵，因為風是間歇性發(fā)展風力發(fā)電，儲能是關鍵，因為風是間歇性的。簡單的辦法是用蓄電池。另一種辦法是抽水法。的。簡單的辦法是用蓄電池。另一種辦法是抽水法。 目前，最新型的風輪機每轉可發(fā)電目前，最新型的風輪機每轉可發(fā)電 300－－ 750千瓦千瓦，其體積只有普通火力發(fā)電千分之一。，其體積只有普通火力發(fā)電千分之一。 風力發(fā)電獨立系統示意圖發(fā)展前景：? 小型風力機市場化；加速中大型風力機設計、制造國產化進程；? 發(fā)展風力發(fā)電控制和管理系統；? 加強和完善風電場的規(guī)劃選點和勘察設計工作，建設若干個大型風電場。? 2023年和 2023年全國風力發(fā)電裝機容量分別達到 30萬 —40 萬 kW和 100萬 —110 萬 kw。香港沙洲自動氣象站風力發(fā)電機7.氫能? 是指氫在發(fā)生化學變化和電化學變化過程中產生的能量；? 氫作為能源的優(yōu)點是儲量豐富、熱值高和清潔無污染；? 氫的利用：(1)直接用作燃料（如發(fā)射火箭等）；(2)用作燃料電池（如用于航天飛機）；(3)用作能源轉換介質（能源中間載體）。? 　　氫在周期表中是第1號元素，相對原子量是 ,它的密度為 ,? 常溫下為無色氣體。1s1其原子核外的電子排布如右圖所示，其核外的電子構型為 :1氫能優(yōu)點? 作為能源，氫有以下特點： ? (1)所有元素中 ,氫重量最輕? 當溫度降至 ℃ 時 ,可變成液體 。若將壓力增大到數百個大氣壓 ,則液氫就可變?yōu)榻饘贇洹? ? (2)所有氣體中 ,氫氣的導熱性最好? 比多數氣體的導熱系數高出 10倍 ,因此在能源工業(yè)氫是極好的傳熱載體。? (3)氫是自然界存在最普遍的元素? 水中制得，永無枯竭之虞；? 　　據估計它構成了宇宙質量的 75％ ,除空氣中含有單質氫氣外，它主要以化合物的形態(tài)貯存于水中，而水是地球上最廣泛的物質。據推算，如把海水中的氫全部提取出來，它所產生的總熱量比地球上所有石化燃料放出的熱量還大 9000倍。? (4)氫本身無毒 ,燃燒后產物沒有污染? 產物水無污染，屬 “清潔能源 ”；? 　　由于燃燒產物是水蒸氣，不會產生諸如 CO、 CO碳氫化合物、鉛化物和粉塵顆粒等對環(huán)境有害的污染物質，從而也就不會造成酸雨和溫室效應。所以，氫是世界上 最清潔的能源之一。 燃燒生成的水還可繼續(xù)制氫，循環(huán)使用。? (5)熱值高； 氫能的燃燒熱值遠高于一次能源? 　　除核燃料外，氫的發(fā)熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的 ,達 ,是汽油發(fā)熱值的 3倍。? (6)氫的燃燒性能好? 　　點燃速度快，與空氣混合時有廣泛的可燃范圍。現有汽車、飛機、艦船及其他運載工具，只需簡單改裝即可使用氫燃料。氫能要 解決 的 問題? (1)廉價的制氫技術 。理想的氫能源循環(huán)體系：水在太陽能光分解催化劑的作用下分解成氫和氧；氫氣作為燃料電池發(fā)電。? 現行太陽能制氫技術包括：太陽能分解水制氫；太陽能電解水制氫；太陽能光化學分解水制氫；太陽能太陽能光電分解水制氫；模擬植物光合作用分解水；光合微生物制氫?！　淠埽瓪涞闹迫?　? 隨著化石燃料耗量的不斷增加 ,其儲量在日益減少 ,終有一天會枯竭。這就迫切需要尋找一種不依賴 化石 燃料并儲量豐富的新的含能體能源。氫能正是一種較為理想的新的含能體能源。電廠用制氫設備工業(yè)氫氣凈化設備? (2)安全、方便的貯氫技術。（ 密度小，不利于貯存）單位體積 LaNi5貯氫量達 88Kg/m3，高于液氫 Kg/m3? 由于氫易氣化、著火、爆炸，因此如何妥善解決氫能的貯存和運輸問題也就成為開發(fā)氫能的另一個關鍵。歷史上氫氣熱氣球爆炸事件震驚世界氫能小轎車日本本田德國寶馬?1980年我國研制成功第一輛氫能汽車。氫的其它應用? 　　氫不但是一種優(yōu)質燃料，還是石油化工、化肥和冶金工業(yè)中的重要原料和物料。如 :合成氨工業(yè)要用氫 。　　用氫制成燃料電池可直接發(fā)電。采用燃料電池和氫氣 蒸汽聯合循環(huán)發(fā)電 ,其能量轉換效率遠高于現有的火電廠。氫燃燒電池400～ 500℃150～ 500atm8. 核能技術核能技術 由單個質子和中子組成原子核時，會出現由單個質子和中子組成原子核時，會出現質量虧損質量虧損 ：：Δｍｍ =[Zmp+(AZ)mn]m式中為式中為 mp質子質量，質子質量， mn為中子質量。為中子質量。由愛因斯坦的理論得，與質量虧損相對應由愛因斯坦的理論得，與質量虧損相對應的能量改變?yōu)椋旱哪芰扛淖優(yōu)椋?ΔE=Δｍｃｍｃ 2稱之為結合能。稱之為結合能。核能技術核能技術 就是利用原子的核變化釋放出能就是利用原子的核變化釋放出能量的技術。量的技術。對于中等質量的對于中等質量的原子核，核子的平均原子核，核子的平均結合能最大。結合能最大。核裂變核裂變 ———— 重核分裂重核分裂成輕核的反應。成輕核的反應。核聚變核聚變 ———— 輕核聚合輕核聚合成重核的反應。成重核的反應。兩種兩種 核反應核反應裂裂變變1938年德國的年德國的 哈恩哈恩 和和奧地利女物理學家奧地利女物理學家 梅特納梅特納發(fā)現鈾分裂并產生的能量發(fā)現鈾分裂并產生的能量，比相同質量的化學反應，比相同質量的化學反應放出的能量大幾百萬倍以放出的能量大幾百萬倍以上！上！約里奧約里奧 伊麗夫伊麗夫約里奧約里奧 居里夫婦居里夫婦及其同事及其同事 哈爾班哈爾班等人又發(fā)現鈾核等人又發(fā)現鈾核裂變還放出兩、裂變還放出兩、三個中子來。三個中子來。費米提出鏈式反應費米提出鏈式反應費米費米 在在 1934年時，其實就年時，其實就已經用實驗完成了原子的裂已經用實驗完成了原子的裂變，可惜他沒能認識到。變，可惜他沒能認識到。 哈