能源未来的发展之路 能源是人类活动的物质基础。在某种意义上讲,人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界,能源的发展,能源和环境,是全世界、全人类共同关心的问题,也是我国社会经济发展的重要问题。
“能源”这一术语,过去人们谈论得很少,正是两次石油危机使它成了人们议论的热点。能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力,是人类赖以生存的基础。自工业革命以来,能源安全问题就开始出现。在全球经济高速发展的今天,国际能源安全已上升到了国家的高度,各国都制定了以能源供应安全为核心的能源政策。在此后的二十多年里,在稳定能源供应的支持下,世界经济规模取得了较大增长。但是,人类在享受能源带来的经济发展、科技进步等利益的同时,也遇到一系列无法避免的能源安全挑战,能源短缺、资源争夺以及过度使用能源造成的环境污染等问题威胁着人类的生存与发展。 能源种类繁多,而且经过人类不断的开发与研究,更多新型能源已经开始能够满足人类需求。根据不同的划分方式,能源也可分为不同的类型。
按来源分为3类:地球本身蕴藏的能量 通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。
①来自地球外部天体的能源(主要是太阳能)。除直接辐射外,并为风能、水能、生物能和矿物能源等的产生提供基础。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外,水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。
②地球本身蕴藏的能量。如原子核能、地热能等。
③地球和其他天体相互作用而产生的能量。如潮汐能。温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。地球可分为地壳、地幔和地核三层,它是一个大热库。地壳就是地球表面的一层,一般厚度为几公里至70公里不等。地壳下面是地幔,它大部分是熔融状的岩浆,厚度为2900公里。火山爆发一般是这部分岩浆喷出。地球内部为地核,地核中心温度为2000度。可见,地球上的地热资源贮量也很大。
中国目前的能源利用困难主要表现为:能源资源总量比较丰富但人均能源资源拥有量较低;能源资源赋存分布不均衡;能源资源开发难度较大;资源约束突出,能源效率偏低;能源消费以煤为主,环境压力加大;市场体系不完善,应急能力有待加强等。 因此开发新能源是能源发展的必要途径,而在我看来在开发新能源当中,核能应重点开发;理由如下: 一,由人类研究核的发展历程来看,核由难以被人发现的不可再分粒子演变成可以释放巨大能量的核反应堆,这说明每一个阶段的科学家都在埋头于发现核的秘密,从另一个角度看,核能越来越重要了。 二,核能之所以受到科学家的关注,不仅是因为人类的能源缺乏,更重要的是核能本身的巨大能量,如我们看到的太阳就是通过核聚变释放能量的,甚至我们现在利用的化石能源都是来自太阳内部的核聚变! 三,核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中,因此核能发电不会造成空气污染。 四,核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。 五,核能发电所使用的铀燃料,除了发电外,没有其他的用途。 六,核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍,故核能电厂所使用的燃料体积小,运输与储存都很方便,一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料,一航次的飞机就可以完成运送。 七,核能发电的成本中,燃料费用所占的比例较低,核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响,故发电成本较其他发电方法为稳定。 基于以上的优点,在当下每一个国家都在大学设立了相关的课题研究核能;在我国,几所著名大学如北大,清华,浙大,中大等大学都设立了和工程与核技术专业;这再一次证明了核能就是能源未来的发展! 然而,我认为使核能不能成为目前的主要能源的原因主要是: 1.核能电厂会产生高低阶放射性废料,或者是使用过之核燃料,虽然所占体积不大,但因具有放射线,故必须慎重处理,且需面对相当大的政治困扰。 2.核能发电厂热效率较低,因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境裏,故核能电厂的热污染较严重。 3.核能电厂投资成本太大,电力公司的财务风险较高。 4.核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。 5.兴建核电厂较易引发政治歧见纷争。 6.核电厂的反应器内有大量的放射性物质,如果在事故中释放到外界环境,会对生态及民众造成伤害。 7.核能的释放主要通过裂核反应和热核反应(即核反应堆),但是热核反应是要利用裂核反应来实现的,而裂核反应是需要不稳定的重核,不稳定的重核主要是铀-235,这是一种很稀小资源!所以在资源方面也造成了一定的困难。 8.核技术的难度极高,所以需要尖端的技术人才,这也是一个困难。 总的来说,能源未来的发展之路即使很模糊,但这就像法拉第当年发现电磁感应定律一样,核能的未来将是不可估计的巨大!
能源与可持续发展论文
自人类迈进二十一世纪以来,开发新能源成为全世界解决能源问题的共同出路。
与化石燃料相比,新能源具有可再生、对环境友好等特点,更符合人类可持续发展的目标。
其中,太阳能、风能、地热能、水能和潮汐能,是开发较早的新能源,已在实际生产生活中发挥了重要作用。
曾一度被人们看好的核能,有着极高的能量值,可是其高额的研究经费和潜在的巨大危害,令世界大多数国家望而却步。
而作为新能源中“排行”靠后的生物能源,却在最近几年内忽然人气锐增,势如破竹,被看作是“新能源家族中可实现度最高的未来能源”。
那么究竟何谓生物能源呢,它又有哪些优势呢? 生物能源主要是指在生物体(尤为植物)内,经一系列化学反应所释放出的能源。
其实,世界上90%的能源消耗来自植物光合作用所积累的能源,比如地球演变的历史上所积累的矿物能源(煤、石油、天然气,因为它们是堆积在一起的有机物经地质作用形成的),但总有一天矿物能源会消耗殆尽。
能源危机威胁着人类的发展。
所以发展可再生能源,尤其是利用植物光合产物转化成便于利用的能源,引起了全球的广泛关注。
人类利用生物能源,实质是将植物通过光合作用固定的碳的能量释放出来。
它的好处在于: 一、中性的碳循环,即无温室效应;二、生物再生的能源有助于克服化石能源供应的萎缩。
并且,发展生物能源不仅可以解决资源、环境的问题,还可以带动农业产业的发展,实现环境与经济效应的双赢。
我国是粮食大国,同样也是资源匮乏的国家,发展生物能源十分符合我国国情。
对此农业部成立了生物质工程中心,目的是加强农业生物质技术研究,在生物能源的开发等方面取得突出进展,并使我国在未来达到国际先进水平。
与此同时,国内的众多科研院所也纷纷加入研发行列,试图开拓出自己的道路。
巴西、美国等利用玉米淀粉转化成酒精已经取得很大成效。
但是就世界上大多数国家和地区而言,不可以用有限的耕地去发展新的能源产业。
所以利用荒地种植野生、半野生的能源植物已是大家认同的发展方向。
另外,与某些国家采用把玉米、甘蔗转化成乙醇,或是从油料作物中提取生物柴油不同,我们国家把目光放在了更为高效的纤维素上。
纤维素是植物的木质部分,是地球数量最大的植物积累的产物,植物从太阳获取的绝大部分能量也都储存于其中。
所以人类一旦掌握了释放出存储在纤维素中能量的技术,能源危机便可迎刃而解。
在北京市科技俱乐部组织的活动中,我有幸与北京大学生命学院的老师交谈,并聆听纤维素技术。
我了解到纤维素的降解和转化是十分关键的步骤,也是巨大的难点。
纤维素犹如植物坚硬的骨架,因此它远比淀粉类物质难分解。
而突破口是找到合适的能高效分解纤维素的酶。
在这方面生物又给了我们很好的启示:牛吃的是充满纤维素的草,却能够胜任拉车、耕田的重活。
牛胃的反刍作用,其中微生物产生的纤维素酶都是很值得我们去模拟的。
我们的课外科技活动就从这里开始,从分离和改良纤维素酶基因开始。
而从另一个角度,我们还可以通过提高植物体内的纤维素含量,来提高转化效率,降低成本。
天然的甜高梁、柳枝稷是目前已知的高纤维素含量植物,而通过对它们进行转基因处理,我们能从单位植株中获得更多的纤维素。
生物能源的开发与生物技术、基因工程密不可分。
北大的老师向我讲述了基因工程在培育能源植物中的作用。
其中包括促进光能产物的积累,促进采收后纤维素的降解,以及要使能源植物在缺水的环境中生长,要使这些植物耐受低温、增加一年中光能转化的时间。
这些都是可以通过基因操作技术来实现。
这些工作正是我们这一代人明天要做的事情。
今天,我们要多学习这方面的高新技术知识。
作为当代的青少年,我们需要放眼世界,密切关注生态环境和资源问题。
过去,我们曾开展节水宣传、参与植树造林,为美化环境做出贡献。
而现在我们要身体力行,加入到开发、宣传新能源的行列中。
比如,我们可以在实验田里学农劳动,负责原料作物的种植和养护;有组织地进行野外考察,研究各种作物的成分及价值,提供给有关部门。
或者科学合理地运用已有的知识,为增强农作物的环境适应性、解决荒漠化问题积极献言献策。
我们还可以在学校内做培养微生物、植物的组织培养等实验,提高对生物工程技术的认识水平;加入青少年科技俱乐部,进入科研院所,与导师合作研究相关课题。
或者是在学校、社区中宣传生物能源的使用前景…… 总之,有无数活动与创意等待我们去实施。
在这个过程中,不但能丰富自己的文化知识,还可以提高科学素养,锻炼能力!其实,我们的力量并不微小。
只要我们报有一颗热爱科学的心,将热情与智慧投入其中,就会获得意想不到的收获。
而我们的家园,也必将在你我的行动中,变得越来越美丽!
未来能源利用分析与展望论文
【摘要】 面对愈加严峻的国际能源市场形势,在我国能源生产难以短期内大幅度提高的基础上,我国政府一方面号召全社会大力提高能源利用效率、节约资源,另一方面,对新能源的开发利用加大了支持力度,第十届全国人大常务委员会第十四次会议通过《中华人民共和国可再生能源法》,为可再生能源开发利用提供了法律依据。
同时,“十一五”规划也明确提出加快新能源开发,同时出台了相关优惠政策。
我国幅员辽阔,地质特征多样,无论是水能、风能还是太阳能,资源储量都十分丰富,但由于这些资源大部分分布在西南、中南等非经济发达地区,加之新能源开发利用投资大、技术水平要求高、回收期长等特点,造成我国新能源利用现状并不十分乐观,利用率仍然较低。
随着国家相关支持政策的出台,以及国际能源价格上涨趋势的影响,新能源利用技术发展日趋成熟,成本不断下降,必然导致新能源在我国的开发利用率不断提高,本世纪中期,无论国际上,还是我国,新能源必然成为传统化石能源的有力替代品。
对于企业来讲,这其中也蕴藏着巨大的投资机会。
*************************************************************************************** 目 录 Ⅰ 中国新能源行业发展动向 一、“十一五”规划明确提出加快新能源开发 二、技术不断发展,但关键技术与国外仍有不小差距 三、农村水电新增装机规模大幅增加 四、风力发电市场投资爆发式发展 Ⅱ 水能资源储备及开发利用情况 一、我国可开发的水能资源量及主要分布 (一)河流自然条件优越 (二)水能资源十分丰富 (三)水能资源可开发率为32% 二、水能发展现状 (一)水电装机容量逐年上升,占总装机容量比重略有下降 (二)水力发电主要集中在西南、中南地区 三、小水电 (一)小水电已经发展成为我国最大、发展最快的新能源利用领域 (二)小水电发电量占全国水电发电量1/3 (三)政府提供多种优惠政策,鼓励小水电资源开发 Ⅲ 可开发风能资源主要分布及利用现状 一、我国可开发的风能资源量及主要分布 二、风能发展现状 (一)风电累计装机量居世界第八位 (二)并网型风电机组发展中存在关键技术能力低、企业规模小等问题 (三)离网型风电机组发展中存在问题 三、世界风能发展趋势 (一)单机大型化 (二)关键零部件可靠性提高 (三)实行规模化开发 Ⅳ 生物质能资源量及开发情况 一、我国可开发的生物质能资源量及主要分布 二、生物质能发展利用现状 (一)秸秆利用效率低 (二)森林能源利用存在较大供需缺口 (三)禽畜粪便资源量大 (四)城镇生活垃圾逐年增加 三、我国生物质能技术发展现状 四、我国生物质能发展前景展望 (一)2050年我国生物质能资源可开发量接近10亿tce (二)生物质的开发利用将为我国石油安全提高强有力的支持 Ⅴ 太阳能资源分布及利用现状 一、我国可开发的太阳能资源量 二、太阳能发展利用现状 (一)太阳能热水器发展现状及存在的问题 (二)太阳能光伏发电发展现状 三、我国太阳能发展前景展望 (一)太阳能电池以及光伏发电装机将得到较快发展 (二)太阳热水器利用仍将高速发展 (三)太阳房及其它太阳能热利用速度加快 Ⅵ 其他 一、地热能 (一)我国地热能资源分布及利用现状 (二)我国地热能开发预测 二、海洋能 (一)我国海洋能资源丰富,可利用量较大 (二)未来几年海洋能利用仍将以潮汐电站建设为主
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能源未来的发展之路 能源是人类活动的物质基础。
在某种意义上讲,人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。
在当今世界,能源的发展,能源和环境,是全世界、全人类共同关心的问题,也是我国社会经济发展的重要问题。
“能源”这一术语,过去人们谈论得很少,正是两次石油危机使它成了人们议论的热点。
能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力,是人类赖以生存的基础。
自工业革命以来,能源安全问题就开始出现。
在全球经济高速发展的今天,国际能源安全已上升到了国家的高度,各国都制定了以能源供应安全为核心的能源政策。
在此后的二十多年里,在稳定能源供应的支持下,世界经济规模取得了较大增长。
但是,人类在享受能源带来的经济发展、科技进步等利益的同时,也遇到一系列无法避免的能源安全挑战,能源短缺、资源争夺以及过度使用能源造成的环境污染等问题威胁着人类的生存与发展。
能源种类繁多,而且经过人类不断的开发与研究,更多新型能源已经开始能够满足人类需求。
根据不同的划分方式,能源也可分为不同的类型。
按来源分为3类:地球本身蕴藏的能量 通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。
①来自地球外部天体的能源(主要是太阳能)。
除直接辐射外,并为风能、水能、生物能和矿物能源等的产生提供基础。
人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。
正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。
煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。
它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。
此外,水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。
②地球本身蕴藏的能量。
如原子核能、地热能等。
③地球和其他天体相互作用而产生的能量。
如潮汐能。
温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。
地球可分为地壳、地幔和地核三层,它是一个大热库。
地壳就是地球表面的一层,一般厚度为几公里至70公里不等。
地壳下面是地幔,它大部分是熔融状的岩浆,厚度为2900公里。
火山爆发一般是这部分岩浆喷出。
地球内部为地核,地核中心温度为2000度。
可见,地球上的地热资源贮量也很大。
中国目前的能源利用困难主要表现为:能源资源总量比较丰富但人均能源资源拥有量较低;能源资源赋存分布不均衡;能源资源开发难度较大;资源约束突出,能源效率偏低;能源消费以煤为主,环境压力加大;市场体系不完善,应急能力有待加强等。
因此开发新能源是能源发展的必要途径,而在我看来在开发新能源当中,核能应重点开发;理由如下: 一,由人类研究核的发展历程来看,核由难以被人发现的不可再分粒子演变成可以释放巨大能量的核反应堆,这说明每一个阶段的科学家都在埋头于发现核的秘密,从另一个角度看,核能越来越重要了。
二,核能之所以受到科学家的关注,不仅是因为人类的能源缺乏,更重要的是核能本身的巨大能量,如我们看到的太阳就是通过核聚变释放能量的,甚至我们现在利用的化石能源都是来自太阳内部的核聚变! 三,核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中,因此核能发电不会造成空气污染。
四,核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。
五,核能发电所使用的铀燃料,除了发电外,没有其他的用途。
六,核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍,故核能电厂所使用的燃料体积小,运输与储存都很方便,一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料,一航次的飞机就可以完成运送。
七,核能发电的成本中,燃料费用所占的比例较低,核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响,故发电成本较其他发电方法为稳定。
基于以上的优点,在当下每一个国家都在大学设立了相关的课题研究核能;在我国,几所著名大学如北大,清华,浙大,中大等大学都设立了和工程与核技术专业;这再一次证明了核能就是能源未来的发展! 然而,我认为使核能不能成为目前的主要能源的原因主要是: 1.核能电厂会产生高低阶放射性废料,或者是使用过之核燃料,虽然所占体积不大,但因具有放射线,故必须慎重处理,且需面对相当大的政治困扰。
2.核能发电厂热效率较低,因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境里,故核能电厂的热污染较严重。
3.核能电厂投资成本太大,电力公司的财务风险较高。
4.核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。
5.兴建核电厂较易引发政治歧见纷争。
6.核电厂的反应器内有大量的放射性物质,如果在事故中释放到外界环境,会对生态及民众造成伤害。
7.核能的释放主要通过裂核反应和热核反应(即核反应堆),但是热核反应是要利用裂核反应来实现的,而裂核反应是需要不稳定的重核,不稳定的重核主要是铀-235,这是一种很稀小资源!所以在资源方面也造成了一定的困难。
8.核技术的难度极高,所以需要尖端的技术人才,这也是一个困难。
总的来说,能源未来的发展之路即使很模糊,但这就像法拉第当年发现电磁感应定律一样,核能的未来将是不可估计的巨大!
求热能与动力工程概论论文一篇
热能与动力工程是以工程热物理学科为主要理论基础,以内燃机和正在发展中的其它新型动力机械及系统为研究对象,运用工程力学、机械工程学、自动控制、计算机、环境科学、微电子技术等学科的知识和内容,研究如何把燃料的化学能和液体的动能安全、高效、低(或无)污染地转换成动力的基本规律和过程,研究转换过程中的系统和设备的自动控制技术。
随着常规能源的日渐短缺,人类环境保护意识的不断增强,节能、高效、降低或消除污染排放物、发展新能源及其它可再生能源成为本学科的重要任务,在能源、交通运输、汽车、船舶、电力、航空宇航工程、农业工程和环境科学等诸多领域获得越来越广泛的应用,在国民经济各部门发挥着越来越重要的作用。
这方面人才在加强学生基础理论和综合素质教育的同时,加强计算机及自动控制技术的应用,强化专业实践教学,注重全能训练,全面提高自己的实践动手能力和科学研究潜力.我国能源动力类专业形成于20世纪50年代。
以交通大学为例,1952年院系调整时,当时设在机械系中的动力组就单独成立了动力机械系。
由于受当时苏联教育体制的影响,在该学科的发展过程中,专业面曾一度越分越细。
50年代初期只有锅炉、气轮机、内燃机等专业,以后又先后办起制冷专业与风机专业,制冷专业又细分出压缩机,制冷及低温专业。
在50年代末又创办了核能专业,在60~70年代有些学校先后设立了工程热物理专业。
这样能源动力学科中的专业就先后包括有锅炉、涡轮机、电厂热能、风机、压缩机、制冷、低温、内燃机、工程热物理,水力机械以及核能工程等11个专业,形成了明显的以产品带教学的基本格局。
热能与动力工程专业中包含的水利水电动力工程专业的前身为水电站动力装置专业。
该专业形成于20世纪50年代。
新中国成立以后,随着国家对水患的治理和经济建设的发展,国家设立了华东水利学院、武汉水利水电学院、华北水利水电学院等一些专门的水利院校,1958年起在这些院校和西安交通大学水利系(西安理工大学水电学院的前身)设立了水电站动力装置专业,以满足国家对水电建设人才的迫切需求。
1977年恢复高考招生后,该专业更名为水电站动力设备专业。
1984年该专业更名为水利水电动力工程专业,涵盖了原水能动力工程、水电站动力装置、水电站动力设备、水能动力及其自动化、机电排灌工程、水能动力与提水工程等专业,昆明工业学院、成都科技大学等一些院校都设置了该专业。
1998年,按照国家教育部颁布的新的专业目录,水利水电动力工程专业并入热能与动力工程专业,新的热能与动力工程专业包含了原来的热力发动机、流体机械及流体工程、热能工程与动力机械、热能工程、制冷与低温技术、能源工程、工程热物理、水利水电动力、工程冷冻冷藏工程等9个专业。
客观上说,这种专业划分与当时我国计划经济的体制以及工业发展的实际情况,在一定程度上是相适应的。
过窄的专业面,但却培养了专业工作能力较强的学生。
因此,在当时对我国经济的发展和工业体系的重建,曾经起到过积极的作用。
但随着社会经济向现代化方向的发展和高新科学技术的进步,特别是我国改革开放以后,国外先进科技、管理体系的大量引进,学科的交叉融合不断产生新的经济增长点,当时实际存在的过细过窄的工科专业设置,总体上已不能适应新的形势和发展对人才的需要,必须进行专业调整。
因此,在1993年原国家教委进行的专业目录调整中,将能源动力学科的上述前10个专业压缩为4个专业,即热能工程,热力发动机,制冷与低温工程,流体机械与流体工程,核工程与核技术保留。
1998年,教育部颁布了新的专业目录,将上述前4个专业进一步合并为热能与动力工程专业,核工程与核技术专业单独设立,而在引导性的专业目录中,则建议将热能工程与核能工程合并。
但当时我国大多数学校还是采用了热能工程与核能工程单独设专业的方案。
因此,在2000年教育部设立的新一轮教学指导委员中,在能源动力学科教学指导委员会下分设了三个委员会:热能动力工程,核工程与核技术以及热工基础课程教学指导分委员会。
能源动力工业是我国国民经济与国防建设的重要基础和支柱型产业,同时也是涉及多个领域高新技术的集成产业,在国家经济建设与社会发展中一直起着极其重要的作用。
近年来,随着我国各个方面改革的深化发展,包括市场经济的逐步建立,国有大中型企业机制的转换,加入WTO后面临的挑战,以及能源动力领域技术的发展,并考虑到我国核科技工业“十一五”以及到2020年发展所面临的形势与任务,我国能源动力类以及核相关专业人才的培养面临着严峻的挑战。
能源动力及环境是目前世界各国所面临的头等重大的社会问题,我国能源工业面临着经济增长、环境保护和社会发展的重大压力。
我国是世界上最大的煤炭生产和消费国,煤炭占商品能源消费的76%,已成为我国大气污染的主要来源。
已经探明的常规能源剩余储量(煤炭、石油、天然气等)及可开采年限十分有限,2000年的统计资料表明,我国化石能源剩余可储采比煤炭为92年,石油20.5年,仅为世界储采比的...
化学与能源的关系论文
1.常规能源——矿物燃料常规性能源主要为矿物燃料的煤、石油、天然气等。
煤在国民经济中占有很重要的地位,被称为“黑色的金子”、“现代工业的粮食”。
它是由有机物和无机物组成的复杂混合物,主要含有C元素。
煤的主要加工方式是把它隔绝空气加热,使其分解生成焦炭、煤焦油和焦炉气等。
焦炭是冶金工业的重要原料,煤焦油是重要的化工原料,而焦炉气则是重要的燃料。
在加工煤炭以及使用煤作燃料的过程中,对于所产生的煤灰、煤渣、“废气”、“废液”都应加以合理的处理和利用,一定要做到消除污染,保护环境。
石油被称为“现代工业的血液”,也是一种混合物,主要含有碳、氢两种元素,同时还有少量的S、O、N等元素。
因其成分复杂,很少直接使用,一般须进行炼制,通过炼制可以获得汽油、煤油、柴油等燃料和各种机器所需的润滑油以及许多气态烃等产品。
在大力发展石油工业的过程中,我们必须高度重视石油炼制、石油化工等工业产生的“废水”、“废气”和“废渣”以及海底采油、油船运输等对大气、地面和江河湖海的污染。
天然气是当今世界上最重要的气体矿物燃料,主要成分为甲烷,是蕴藏在地下的一种重要能源。
也是一种污染比较小的燃料。
2.绿色能源——太阳能太阳能是个巨大的能源,可以通过四个渠道被人类利用:(1)通过大气和水分的升腾循环,再通过风、流水、波浪、海流等以风能、水能等形式表现出来。
(2)被海洋吸收,成为海洋内能,再以潮汐能的形式释放出来。
(3)通过植物的光合作用把太阳能转化和储存起来,再以草木、沼气、煤、石油、天然气等燃料的形式释放出来。
(4)通过转换成电能被人们直接使用,如:太阳能照相机,太阳能电话,太阳能冰箱,太阳能电视机,太阳能住宅。
3.其它能源——氢能、核能氢气作为正在崛起的新型能源,引起人们的高度重视。
其主要的优点在于:(1)矿物资源是有限的,而氢气可以用水作原料来制取,有广泛的来源。
(2)氢气燃烧时放出的热量多,每千克氢气燃烧发热量高达143000千焦,为同质量汽油的三倍。
(3)氢气燃烧的产物是水,对环境无污染,是一种清洁能源。
发展氢能源还需要解决如何廉价、大量地制备氢气及如何安全贮存、运输氢气等问题。
核能是现代人类社会高度进步的象征,也是一种洁净的能源。
其优点主要有:(1)干净并相对安全。
(2)核燃料资源丰富。
海水中氘的储量达45万亿吨,作为能量资源,可供人类使用上百亿年。
(3)核燃料量小,可缓解交通运输的紧张。
(4)成本低,经济合算。
世界上第一座核电站建于前苏联的奥布宁期克,于1954年6月27日投产运行,其热功率为3万千瓦。
我国第一座自行设计建造的秦山核电站于1991年12月15日发电,功率为30万千瓦。
化学与能源的关系论文
1.常规能源——矿物燃料常规性能源主要为矿物燃料的煤、石油、天然气等。
煤在国民经济中占有很重要的地位,被称为“黑色的金子”、“现代工业的粮食”。
它是由有机物和无机物组成的复杂混合物,主要含有C元素。
煤的主要加工方式是把它隔绝空气加热,使其分解生成焦炭、煤焦油和焦炉气等。
焦炭是冶金工业的重要原料,煤焦油是重要的化工原料,而焦炉气则是重要的燃料。
在加工煤炭以及使用煤作燃料的过程中,对于所产生的煤灰、煤渣、“废气”、“废液”都应加以合理的处理和利用,一定要做到消除污染,保护环境。
石油被称为“现代工业的血液”,也是一种混合物,主要含有碳、氢两种元素,同时还有少量的S、O、N等元素。
因其成分复杂,很少直接使用,一般须进行炼制,通过炼制可以获得汽油、煤油、柴油等燃料和各种机器所需的润滑油以及许多气态烃等产品。
在大力发展石油工业的过程中,我们必须高度重视石油炼制、石油化工等工业产生的“废水”、“废气”和“废渣”以及海底采油、油船运输等对大气、地面和江河湖海的污染。
天然气是当今世界上最重要的气体矿物燃料,主要成分为甲烷,是蕴藏在地下的一种重要能源。
也是一种污染比较小的燃料。
2.绿色能源——太阳能太阳能是个巨大的能源,可以通过四个渠道被人类利用:(1)通过大气和水分的升腾循环,再通过风、流水、波浪、海流等以风能、水能等形式表现出来。
(2)被海洋吸收,成为海洋内能,再以潮汐能的形式释放出来。
(3)通过植物的光合作用把太阳能转化和储存起来,再以草木、沼气、煤、石油、天然气等燃料的形式释放出来。
(4)通过转换成电能被人们直接使用,如:太阳能照相机,太阳能电话,太阳能冰箱,太阳能电视机,太阳能住宅。
3.其它能源——氢能、核能氢气作为正在崛起的新型能源,引起人们的高度重视。
其主要的优点在于:(1)矿物资源是有限的,而氢气可以用水作原料来制取,有广泛的来源。
(2)氢气燃烧时放出的热量多,每千克氢气燃烧发热量高达143000千焦,为同质量汽油的三倍。
(3)氢气燃烧的产物是水,对环境无污染,是一种清洁能源。
发展氢能源还需要解决如何廉价、大量地制备氢气及如何安全贮存、运输氢气等问题。
核能是现代人类社会高度进步的象征,也是一种洁净的能源。
其优点主要有:(1)干净并相对安全。
(2)核燃料资源丰富。
海水中氘的储量达45万亿吨,作为能量资源,可供人类使用上百亿年。
(3)核燃料量小,可缓解交通运输的紧张。
(4)成本低,经济合算。
世界上第一座核电站建于前苏联的奥布宁期克,于1954年6月27日投产运行,其热功率为3万千瓦。
我国第一座自行设计建造的秦山核电站于1991年12月15日发电,功率为30万千瓦。
热能与动力工程导论的论文(或者能源与动力工程)
热能与动力工程是以工程热物理学科为主要理论基础,以内燃机和正在发展中的其它新型动力机械及系统为研究对象,运用工程力学、机械工程学、自动控制、计算机、环境科学、微电子技术等学科的知识和内容,研究如何把燃料的化学能和液体的动能安全、高效、低(或无)污染地转换成动力的基本规律和过程,研究转换过程中的系统和设备的自动控制技术。
随着常规能源的日渐短缺,人类环境保护意识的不断增强,节能、高效、降低或消除污染排放物、发展新能源及其它可再生能源成为本学科的重要任务,在能源、交通运输、汽车、船舶、电力、航空宇航工程、农业工程和环境科学等诸多领域获得越来越广泛的应用,在国民经济各部门发挥着越来越重要的作用。
这方面人才在加强学生基础理论和综合素质教育的同时,加强计算机及自动控制技术的应用,强化专业实践教学,注重全能训练,全面提高自己的实践动手能力和科学研究潜力. 我国能源动力类专业形成于20世纪50年代。
以交通大学为例,1952年院系调整时,当时设在机械系中的动力组就单独成立了动力机械系。
由于受当时苏联教育体制的影响,在该学科的发展过程中,专业面曾一度越分越细。
50年代初期只有锅炉、气轮机、内燃机等专业,以后又先后办起制冷专业与风机专业,制冷专业又细分出压缩机,制冷及低温专业。
在50年代末又创办了核能专业,在60~70年代有些学校先后设立了工程热物理专业。
这样能源动力学科中的专业就先后包括有锅炉、涡轮机、电厂热能、风机、压缩机、制冷、低温、内燃机、工程热物理,水力机械以及核能工程等11个专业,形成了明显的以产品带教学的基本格局。
热能与动力工程专业中包含的水利水电动力工程专业的前身为水电站动力装置专业。
该专业形成于20世纪50年代。
新中国成立以后,随着国家对水患的治理和经济建设的发展,国家设立了华东水利学院、武汉水利水电学院、华北水利水电学院等一些专门的水利院校,1958年起在这些院校和西安交通大学水利系(西安理工大学水电学院的前身)设立了水电站动力装置专业,以满足国家对水电建设人才的迫切需求。
1977年恢复高考招生后,该专业更名为水电站动力设备专业。
1984年该专业更名为水利水电动力工程专业,涵盖了原水能动力工程、水电站动力装置、水电站动力设备、水能动力及其自动化、机电排灌工程、水能动力与提水工程等专业,昆明工业学院、成都科技大学等一些院校都设置了该专业。
1998年,按照国家教育部颁布的新的专业目录,水利水电动力工程专业并入热能与动力工程专业,新的热能与动力工程专业包含了原来的热力发动机、流体机械及流体工程、热能工程与动力机械、热能工程、制冷与低温技术、能源工程、工程热物理、水利水电动力、工程冷冻冷藏工程等9个专业。
客观上说,这种专业划分与当时我国计划经济的体制以及工业发展的实际情况,在一定程度上是相适应的。
过窄的专业面,但却培养了专业工作能力较强的学生。
因此,在当时对我国经济的发展和工业体系的重建,曾经起到过积极的作用。
但随着社会经济向现代化方向的发展和高新科学技术的进步,特别是我国改革开放以后,国外先进科技、管理体系的大量引进,学科的交叉融合不断产生新的经济增长点,当时实际存在的过细过窄的工科专业设置,总体上已不能适应新的形势和发展对人才的需要,必须进行专业调整。
因此,在1993年原国家教委进行的专业目录调整中,将能源动力学科的上述前10个专业压缩为4个专业,即热能工程,热力发动机,制冷与低温工程,流体机械与流体工程,核工程与核技术保留。
1998年,教育部颁布了新的专业目录,将上述前4个专业进一步合并为热能与动力工程专业,核工程与核技术专业单独设立,而在引导性的专业目录中,则建议将热能工程与核能工程合并。
但当时我国大多数学校还是采用了热能工程与核能工程单独设专业的方案。
因此,在2000年教育部设立的新一轮教学指导委员中,在能源动力学科教学指导委员会下分设了三个委员会:热能动力工程,核工程与核技术以及热工基础课程教学指导分委员会。
能源动力工业是我国国民经济与国防建设的重要基础和支柱型产业,同时也是涉及多个领域高新技术的集成产业,在国家经济建设与社会发展中一直起着极其重要的作用。
近年来,随着我国各个方面改革的深化发展,包括市场经济的逐步建立,国有大中型企业机制的转换,加入WTO后面临的挑战,以及能源动力领域技术的发展,并考虑到我国核科技工业“十一五”以及到2020年发展所面临的形势与任务,我国能源动力类以及核相关专业人才的培养面临着严峻的挑战。
能源动力及环境是目前世界各国所面临的头等重大的社会问题,我国能源工业面临着经济增长、环境保护和社会发展的重大压力。
我国是世界上最大的煤炭生产和消费国,煤炭占商品能源消费的76%,已成为我国大气污染的主要来源。
已经探明的常规能源剩余储量(煤炭、石油、天然气等)及可开采年限十分有限,2000年的统计资料表明,我国化石能源剩余可储采比煤炭为92年,石油20.5年,仅...
有关新能源开发与利用的科技小论文
新能源是相对于常规能源说的,有核能、太阳能、风能、生物质能、氢能、地热能和潮汐能等许多种。
新能源的共同特点是比较干净,除核裂变燃料外,几乎是永远用不完的。
由于煤、油、气常规能源具有污染环境和不可再生的缺点,因此,人类越来越重视新能源的开发和利用。
(1)核能技术。
核能有核裂变能和核聚变能两种。
核裂变能是指重元素(如铀、钍)的原子核发生分裂反应时所释放的能量,通常叫原子能。
核聚变能是指轻元素(如氘、氚)的原子核发生聚合反应时所释放的能量。
核能产生的大量热能可以发电,也可以供热。
核能的最大优点是无大气污染,集中生产量大,可以替代煤炭、石油和天然气燃料。
①核裂变技术,从1954年世界上第一座原子能电站建成以后,全世界已有20多个国家建成400多个核电站,发电量占全世界16%。
我国自己设计制造建成的第一座核电站是浙江秦山核电站30万千瓦;引进技术建成的是广东大亚湾核电站180万千瓦。
核电站同常规火电站的区别是核反应堆代替锅炉,核反应堆按引起裂变的中子不同分为热中子反应堆和快中子反应堆。
由于热中子堆比较容易控制,所以采用较多。
热中子堆按慢化剂、冷却剂和核燃料的不同,有轻水堆、重水堆、石墨气冷堆、石墨水冷堆,这些堆型各有优点,目前一般采用轻水堆较多。
快中子反应堆的优点可以充分利用天然铀资源,热中子堆只能利用天然铀中2%的左右的铀,而快中子增值堆可以利用60%以上。
②核聚变技术,这是在极高温度下把两个以上轻原子核聚合,故叫热核反应。
由于聚变核燃料氘在海水中储量丰富,几乎人类可用之不尽。
可以说,世界人类永恒发展的能源保证是核聚变能。
(2)太阳能技术。
①太阳能热利用技术比较成熟,有太阳能热水器、太阳能锅炉烧蒸汽发电、太阳能制冷、太阳能聚焦高温加工、太阳灶等,在工业和民用中应用较多;②太阳能光电转换技术,通过太阳能光电池把光能转换成电能(直流电),主要是光电池制造技术,太阳能电池有单晶硅、多晶硅、非晶硅、硫化镉和砷化锌电池许多种。
这种发电技术利用最方便,但大功率发电成本太高。
③光化学转换技术,利用太阳能光化学电池把水电解分离产生氢气,氢气是很干净的燃料。
(3)风能技术。
风能是一种机械能,风力发电是常用技术,目前世界上最大风力发电机为3200千瓦,风机直径97.5米,安装在美国夏威夷。
我国风力发电装机总共20万千瓦,最大风力发电机为120千瓦。
(4)生物质能技术。
这是利用动植物有机废弃物(如木材、柴草、粪便等)的技术。
①热化学转换技术,把木材等废料通过气化炉加热转换成煤气,或者通过干馏将生物质变成煤气、焦油和木炭;②生物化学转换技术,主要把粪便等生物质通过沼气池厌气发酵生成沼气,沼气的主要成分是甲烷。
沼气技术在我国农村得到较好应用,工业沼气技术也开始应用。
③生物质压块成型技术,把烘干粉碎的生物质挤压成型,变成高密度的固体燃料。
(5)氢能技术。
氢气热值高,燃烧产物是水,完全无污染。
而且制氢原料主要也是水,取之不尽,用之不竭。
所以氢能是前景广阔的清洁燃料。
(6)地热能技术。
地热能有蒸汽和热水两种。
地热蒸汽有较高压力和温度,可直接通过蒸汽轮机发电;地热热水最好是梯级利用,先将高温地热水用于高温用途,再将用过的中温地热水用于中温用途,然后再将用过的低热水再利用,最后用于养鱼、游泳池等。
(7)潮汐能技术。
潮汐发电技术是低水头水力发电技术,容量小,造价高。
我国海岸线长达14000公里,有丰富潮汐能。
据估算,全国可开发利用潮汐发电装机容量为2800万千瓦,年发电700亿千瓦时。
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