材料與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展-文庫(kù)吧資料
2025-03-28 07:45本頁(yè)面
【正文】 層、頁(yè)巖 )，一座 100萬(wàn)千瓦電廠 10年內(nèi)可貯存 6000萬(wàn)噸 CO2216。減少化石能源利用216。C)，人居 環(huán)境災(zāi)難頻發(fā)，陸地縮小。q 環(huán)境污染33溫室氣體 CO2 CH4 N2O CFC O3工業(yè)革命前濃度 (109) 280,000 790 288 0 10當(dāng)前濃度 (109) 353,000 1720 310 2040當(dāng)前年增長(zhǎng)率 (%) 4 在 大氣中壽命 (年 ) 50200 10 150 60100 數(shù)周到數(shù)月對(duì) 溫室效應(yīng)相對(duì)貢獻(xiàn) (%) 60 15 5 12 8幾種溫室氣體34 該 圖為 包括中國(guó)在內(nèi)的幾個(gè)國(guó)家和地區(qū)不同年代 CO2排放量的預(yù)測(cè)。此外，一噸鋼出 2噸 CO2， 煉焦和有色金屬冶煉排放更多的 SO 固體廢渣、粉煤灰、煤矸石、尾礦等，每年都以億噸計(jì)，累計(jì)起來(lái)已有百億噸，占地面積幾百萬(wàn)畝。32 材料在制備過(guò)程中的污染是另一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題。 31 2022年美國(guó)工程院在討論工程前沿時(shí)，盛贊核能。我國(guó)鈾儲(chǔ)量不夠豐富，但釷的儲(chǔ)量?jī)H次于印度，看來(lái)核裂變能仍不失為今后的重要能源。中國(guó)生物質(zhì)能有更大的發(fā)展前景：中國(guó)秸稈 7億噸 /每年高產(chǎn)作物，如玉米、薯類、速生林等鄉(xiāng)鎮(zhèn)大力發(fā)展沼氣沙漠地區(qū)的改造：蒙脫土＋生根劑 (保水植木 )若爾蓋 (長(zhǎng)征水草地 )采用治沙技術(shù)的效果 29中國(guó)可能采取固沙措施的地區(qū) 30核能核能仍是重要能源，也是未來(lái)能源希望之所在。26 包括太陽(yáng)能在內(nèi)，水電、風(fēng)能和生物質(zhì)能等可以并稱為可再生能源。 另外一種是用聚焦技術(shù)的太陽(yáng)加熱爐，用以加熱水或氣體來(lái)發(fā)電，其電價(jià)每度 5－ 13美分，接近火力發(fā)電。但密度低 (1kw/m2)， 受地域和氣候影響大。但可用于電網(wǎng)的大型裝置，還有不少問(wèn)題。q 能源22氫能氫有 三個(gè)問(wèn)題需要解決：氫 源 ：電解水，熱化工轉(zhuǎn)化 細(xì)菌分解水等儲(chǔ)氫與氫的運(yùn)輸 不同儲(chǔ)氫材料能量密度與汽油的對(duì)比 不同儲(chǔ)氫材料的能量密度最近美國(guó)研制出 鋰硼氫化物 有可能滿足要求23燃料電池 ：效率高，無(wú)污染，用于汽車，但質(zhì)子交換膜與催化劑太貴，目前為 $125/kw，內(nèi)燃機(jī)為 $30/kw。無(wú)機(jī)非金屬材料21能源形勢(shì)： UNDP估計(jì)的能源兩種可能的變化 現(xiàn)代能源主要出自化石能源 (80%) ，一直到本世紀(jì)中葉，化石能源仍占主導(dǎo)地位，因此提高燃燒效率，減少污染仍為最主要課題。近年來(lái)巖石的用途不斷擴(kuò)大，如玄武巖、蒙脫土等，為材料的開發(fā)開辟了途徑。有機(jī)材料20 有些無(wú)機(jī)非金屬資源也是有限的，如水泥所需原料在中國(guó)僅供3040年之用，因此開發(fā)新型建材也是當(dāng)務(wù)之急。 一個(gè)可行的有機(jī)物來(lái)源是通過(guò)光合作用，在地球上產(chǎn)生綠色植物和海藻類，每年可貯存 61017kcal， 合成有機(jī)物約 2200億噸，相當(dāng)于人類當(dāng)前每年全部能耗的 10倍；生物質(zhì)能是固定 CO2的產(chǎn)物，每產(chǎn)一噸生物質(zhì)能，可減少相當(dāng)于化石能源 2噸溫室氣體的排放。 對(duì)合成有機(jī)材料來(lái)說(shuō)，目前以石油為主要原料，正在研究以天然氣或煤為原料的流程，但是從全世界范圍來(lái)看，它們可供開采的年限有限 (石油 40年，天然氣 62年，煤 225年 ) 。金屬 單位 (噸 /立方英里 ) 總 含量 (噸 )Mg 6,400,000 1015Sr 38,000 121012Li 800 260 109Zn 47 16 109Fe 47 16 109Al 47 16 109Mo 47 16 109Sn 14 5 109Cu 14 5 109U 14 5 109Ni 9 3 109V 9 3 109Ti 5 109Sb 2 800 106Ag 1 500 106W 150 106Au 6 106A： 海水中溶解金屬含量18海底錳瘤總量 31012噸，其成分：Mn:% Fe:% Co:% Ni:% Cu:% Pb:%B： 錳瘤19 20世紀(jì)初，有機(jī)合成材料的出現(xiàn)也是人類社會(huì)現(xiàn)代化重要標(biāo)志之一。特別隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，探明儲(chǔ)量可大幅度增加，但不可再生的資源，總有枯竭的一天。自 工業(yè)革命后，人類社會(huì)的進(jìn)步主要是材料推動(dòng)的結(jié)果！13二、材料在開發(fā)過(guò)程中所遇到的問(wèn)題及對(duì)策資源＋能源 材料＋廢物科學(xué)工程技術(shù)應(yīng)用廢品 污染物循環(huán)經(jīng)濟(jì) (4R)Reduce Reuse
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