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1、公共选修课,现代物理概论,第十三讲新能源技术,能源是社会和经济发展的重要物质基础，也是提高人们生活水平的先决条件。人类社会要发展，必须建筑在大量消耗能源的基础上。然而现有的不可再生能源已经被人类过度消费，二十一世纪，我们需要-寻找新能源。,石油危機,石油短缺、價格高漲，經濟衰退、產業失調等，造成政治和經濟的問題。石油資源有限，不可能無限制的開採。能源的珍貴以及開發新能源的必要性。,地球还有多少矿物燃料,石油、煤炭等这些当前人们使用的主要能源都属不可再生的矿物燃料。在当今世界，矿物燃料提供世界91%的一次商品能源，其中煤炭占28%，石油超过40%。在亚澳地区能源消费结构中，矿物燃料占93.5%，
2、其中煤炭占48.3%，石油占37.3%，天然气占7.9%。,然而，地球上矿物燃料的储量是有限的，而且由于人类无限制地开采，已渐趋于枯竭。据统计，人类每年要燃烧 40亿吨煤、25亿吨石油，并以每年3%的速度增长。照此下去，科学家们估计，地球上的煤还可维持二、三百年，其它就只有五、六十年的用量了，包括核能原料铀。而石油、天然气、煤的形成需要数亿年的生物与地质作用。所以，燃烧这些化石燃料就等于在吃老本，而地球还有多少老本可吃呢？而且，开发利用和不加限制地消耗大量的煤和石油等燃料，也带来严重的负面影响，即极大地污染了人类赖以生存的环境，诱发温室效应、酸雨，引起疾病、农业减产等严重问题。因此，世界能源面
3、临着新的转折，向石油等以外的能源物质转换已势在必行。,一次能源、二次能源一次能源直接来自自然界的未经加工转换的能源，如柴草、煤炭、原油、天然气、核燃料、水力、风力、太阳能、地热能、海洋能等二次能源把一次能源直接或间接转化来的能源称二次能源，如蒸汽、焦炭、洗煤、煤气、电力、汽、煤、柴、油等,可再生能源和不可再生能源一次能源又可按照可否再生分为可再生能源和不可再生能源，即化石能源。可再生能源就是指在生态循环中能不断再生的能源。即不会随着它本身的转化或人类的利用而日益减少的能源，具有天然的自我恢复的功能风能、水能、海洋能、地热能、太阳能、草木燃料等都是可再生能源。它们可以源源不断地从自然界中得到补充
4、而矿物燃料和核燃料难以再生，随着人类的使用而越来越少，最终将耗竭,常规能源（传统能源）和新能源常规能源是指在目前科学技术条件下，已广泛使用的能源，如煤、油、气、电、水、柴草等新能源是指正在研究开发，可以利用的能源，太阳能、氢能、潮汐能、地热能、海洋能等二者是相对的概念，核能在中国属新能源，在发达国家已入常规之列。,据专家测算，到2010年，我国一次性能源消费量将达到19亿吨标准煤，其中煤炭18亿吨，石油2.5 2.7亿吨，天然气6001000亿立方米。而2010年，我国石油产量约1.62.1亿吨，天然气约5167 13亿立方米，油气资源供需差距很大，需进口补缺。煤炭资源虽可满足2010年的需求
5、，但也存在着勘探程度的储量不足和运输、环境污染问题。再据中国能源战略研究(2000-2050)总报告的预测：到2050年，我国人民生活水平要达到发达国家90年代初的水平，一次能源总需求量需要3544亿吨标煤，而到2050年我国只能产石油40008000 万吨，离预测的数字要差六、七亿吨。因此，我国能源供应前景存在着巨大的隐患。,我国能源危机,解决未来世纪的能源问题成为人类社会面临的头等大事。专家们一方面呼吁发展节能技术，另一方面，从能源系统的角度提出要开发使用新能源，减少或取代对能源矿产的依赖。虽然未来能源应以可再生能源为基础，但据专家们预测，以化石能为主的能源格局在相当长时期内还不会改变，煤
6、炭在世界范围内还有可能再次成为主要的一次能源。特别是中国，一次商品能源以煤为主，在中国一次能源结构中将长时间占据不可替代的地位。因此发展能源矿产新技术，特别是洁净煤技术，减少环境污染，是我国和世界目前面临的重要战略任务。,发展能源新技术，使用清洁新能源,然而，地球上的化石资源终究要枯竭，人们必须想办法寻找新能源。现在，世界上许多国家和地区都致力于用现代化的技术和新材料开发利用新能源和可再生能源，用来取代资源有限、对环境有污染的化石能源。,可再生能源中水力当然是首选，可以承担发电、灌溉、航运等多种任务。但是由于水资源受地理环境的影响而不稳定，因此利用规模有限。风能的威力也很巨大。据气象学家预测，
7、世界上真正能被利用的风能总量至少有10亿千瓦，其中中国可利用的大约有3亿千瓦。风能可用于帆船、排灌、磨坊等，也可发电、致热。到1992年，全世界风力发电装机达2700万千瓦。生物质是世界上最广泛的一种可再生能源。据科学家估算，地球上每年经太阳能光合作用生成的生物质总量约为 14401800亿吨，大约等于现在世界能源消耗总量的10倍。人们利用生物质在沼气池中产生沼气，可供炊事照明用；用生物质制造乙醇甲醇，用作汽车燃料等；高效生物质燃烧炉，热效率达85%。,新能源介绍,海洋也是人类使用不完的能源宝库。全世界海洋能的理论可再生总量约为766亿千瓦，现在技术上可以开发的起码有64亿千瓦。中国海洋能据估
8、算可开发量约4.6亿千瓦。巨大的潮汐能、波浪能等均可用来发电，我国已建成128 0千瓦时的潮汐电站。地热能资源也非常丰富。初步估算，全世界地热资源的总量约相当于4948亿亿吨标准煤。中国已查明地热储量相当于31.6亿吨标准煤。地热水可以用来采暖、农畜繁育、水产养殖、疗养旅游等，地热还可发电。,水能水能是一种可再生能源，是清洁能源，是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源；狭义的水能资源指河流的水能资源。,我国水力发电的现状和发展前景,首先，我国有大规模利用水能资源的条件和必要性。我国水能资源丰富，不论是水能资源蕴藏量，还是可能开发的
9、水能资源，在世界各国中均居第一位。但是目前我国水能的利用率仅为13，水力发电前景广阔。随着我国经济的快速增长，能源消耗总量也大幅度增长，煤炭、石油和天然气这些常规能源的消耗量越来越大，甚至需要依靠进口。预计到2010年我国大约需要进口1亿t石油，并且其进口依存度将达40左右，甚至更高。在这样的情势下，发展新能源就显得特别重要而紧迫。而水能就是一种可再生的新能源，它取之不尽用之不竭。,其次，发展水电也是环境保护的需要。常规发电方式，煤的燃烧过程中排放出大量的有害物质使大气环境受到严重污染，引发酸雨和“温室效应”等多方面的环境问题。而核能发电有很大的潜在危险性，一旦泄漏造成污染，对环境的破坏作用是
10、不可估量的。水力发电不排放有害的气体、烟尘和灰渣，又没有核辐射污染，是一种清洁的电力生产，具有明显的优势。,再次，水力发电经过一个多世纪的发展，其工程建设技术、水轮发电机组制造技术和输电技术于完善，单机容量也不断增大。并且水力发电成本低廉，运行的可靠性高，故其发展极为迅速。,我国水电开发现状:到2000年底，全国规模超过1000MW已建和在建的大水电站（不包括蓄能电站）已有18座。,我国水能资源概况我国河流众多，径流丰沛，落差巨大，蕴藏着丰富的水能资源。据统计，我国河流水能资源蕴藏量676亿kw，年发电量5922亿kwh；可能开发水能资源的装机容量378亿kw，年发电量9200亿kwh。由于气
11、候和地形地势等因素的影响，我国的水能资源在不同地区和不同流域的分布很不均匀；此外我国水能资源的突出特点是河流的河道陡峻，落差巨大，发源于“世界屋脊”青藏高原的大河流长江、黄河、雅鲁藏布江、澜沧江、怒江等，天然落差都高达5000m左右，形成了一系列世界上落差最大的河流，这是其他国家所没有的。充分了解我国水能资源的特点，才能在开发过程中因地制宜，合理地充分地利用水能资源。,水能资源水能资源最显著的特点是可再生、无污染。开发水能对江河的综合治理和综合利用具有积极作用，对促进国民经济发展，改善能源消费结构，缓解由于消耗煤炭、石油资源所带来的环境污染有重要意义，因此世界各国都把开发水能放在能源发展战略的
12、优先地位。我国水能资源的可能开发量居世界首位，但以国土面积平均，每平方公里的可能开发容量，我国仅居第11位，瑞士居第一。我国水能资源开发利用水平低，至1997年底，按水电装机总容量计算，开发率仅为147，不但低于世界平均的开发率22，而且远低于发达国家的开发率（美国63，日本66，加拿大大于53，挪威87）。按水能资源开发程度年发电量计算，我国只有97，也低于目前世界水平的155。,水能,风能风能就是空气的动能,是指风所负载的能量，风能的大小决定于风速和空气的密度。地球上和大气中，各处接收到的太阳辐射能和放出的长波辐射能是不同的，因此在各处的温度也不同，这就造成了气压的差别。大气便由气压高的地
13、方向气压低的地方流动。水平方向的大气流动就是风，所以，风的能量是由太阳辐射能转化来的。,风能资源一、风速。年平均风速北疆为2.0米/秒以上，南疆为1.0米/秒以上。风口风速明显增大，哈巴河为4.5米/秒，阿拉山口为6.0米/秒，达坂城为6.1米/秒。冬季12月、1月最小，4到5月最大。定时观测最大风速一般在春季4月份，个别地方在3、5月份，一般达1520米/秒。年极值一般在25米/秒左右。,二、风能。北疆西部、中部、南疆东部风能资源丰富，中低山贫乏。风能功率密度100瓦/平方米以上者，分布在北疆西北部、西部、南疆东部，准噶尔盆地多在50瓦/平方米以下，塔里木腹地一般不足30瓦/平方米。,二、风
14、能。北疆西部、中部、南疆东部风能资源丰富，中低山贫乏。风能功率密度100瓦/平方米以上者，分布在北疆西北部、西部、南疆东部，准噶尔盆地多在50瓦/平方米以下，塔里木腹地一般不足30瓦/平方米。,风能,澳大利亚风力发电,氢 能 氢能被认为是人类最理想、最长远的能源。作为氢气载体的贮氢合金的研究开发及其产业化是世界性关注的课题。贮氢合金是一种特种金属功能材料，用贮氢合金制作的镍氢电池是一种清洁、高效的绿色能源。国外研制的烯氢汽车最高时速可达100公里。我国镍和稀土储量丰富，发展贮氢合金具有资源优势，产业化发展前景乐观。目前上海的一种只以氢和空气为动力的旅游观光车已能实现零污染排放，安全性能好。估计
15、到2010年，我国镍氢电池产量将突破8亿只，产值将达到数十亿元。,氢是一种能源载体，这里提到的氢能，指目前或者可以预见的将来，人类社会可以通过某种途径获得的，并可以以工业规模加以利用的储藏在氢中的能量。氢和氢能都不是新事物，大约250年前人们就发现了氢，约150年前，氢获得工业应用。在使用天然气之前，人们就用所谓的城市瓦斯来取暖、做饭或道路照明；那种瓦斯含氢达70%。我国在推广天然气之前，广泛使用的由煤制取的城市煤气中氢含量高达50%以上。人们对氢和氢能并不陌生。,氢气无污染，来源广泛，热值高等优点，缺点是制取成本太高和贮存困难，暂时不能广泛使用。,生物制氢技术化石能源的大量开采和使用，造成了
16、严重的能源危机和环境污染，给社会经济的持续发展和人类的生存带来了严重问题。许多国家正在加紧开发利用太阳能、生物质能、氢能、海洋能和地热能等替代能源。氢是最理想的载能体，它在燃烧时只生成水，不产生任何污染物。氢气与传统的能源物质相比，还具有能量密度高，热转化效率高，输送成本低等诸多突出优点。所以，氢作为一种极为理想的“绿色能源”，其发展前景是十分光明的，人们对氢能源的开发和利用技术的研究也一直在进行着不懈的努力。,从目前世界氢产量来看，96%是由天然的碳氢化合物天然气、煤、石油产品中提取的，4%是采用水电解法制取。由于传统的化学方法制氢要消耗大量的矿物资源，而且在生产过程中产生的污染物对地球环境
17、会造成破坏，已不适应社会发展的要求。与传统的物理化学方法相比，生物制氢具有节能、可再生和不消耗矿物资源等许多突出的优点，在氢生产及其应用技术研究开发中的地位也越来越显著，世界上许多国家都投入了大量的人力物力对生物制氢技术进行开发研究，以期早日实现该技术向商业化转变，抢先占领国际市场。,为什么氢是永远的能源氢的资源丰富。在地球上的氢主要以其化合物，如水H2O、甲烷CH4、氨NH3、烃类CnHm等的形式存在。而水是地球的主要资源，地球表面的70%以上被水覆盖；即使在大陆，也有丰富的地表水和地下水。水就是地球上无处不在的“氢矿”。氢的来源多样性。可以通过各种一次能源（可以是化石燃料，如天然气、煤、煤
18、层气）；也可以是可再生能源（如电力）来开采“氢矿”。地球各处都有可再生能源，而不像化石燃料有很强的地域性。氢能是最环保的能源。利用低温燃料电池，由电化学反应将氢转化为电能和水。不排放CO2和NOx，没有任何污染，使用氢燃料内燃机，也是显著减少污染的有效方法。氢气具有可储存性。氢的可再生性。氢是“和平”能源，因为它既可再生又来源广泛，每个国家都有丰富的“氢矿”。氢是安全的能源，每种能源载体都有其物理/化学/技术性的特有的安全问题。,生物质能生物质是指通过光合作用而形成的各种有机物，包括所有的动植物和微生物。生物质能是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量形式，以生物质为载体的能量。它直接或间接地
19、来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源。生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。,能源农场即建立以获取能源为目的的生物质生产基地，以能源农场的形式大规模培育生物质，并加工成可利用的能源。要对土地进行合理规划，尽可能利用山地、非耕荒地和水域，选择适合当地生长条件的生物质品种进行培育、繁殖，以获得足够数量的高产能植物。在海洋、水域，要充分利用海藻和水生物提取能源，建立海洋能源农场或江河能源农场。同时，将基因工程等现代生物技术广泛应用于能源农场中，以提高能源转化率。,生物质液化 将固体生物质转化为液体燃
20、料，称为生物质液化。它包括间接液化和直接液化两种。间接液化是指通过微生物作用或化学合成方法生成液体燃料，如乙醇（酒精）、甲醇；直接液化则是采用机械方法，用压榨或提取等工艺获得可燃烧的油品，如棉籽油等植物油，经提炼成为可替代柴油的燃料。,生物质汽化将固体生物质转化为气体燃料，称为生物质汽化。其基本原理是含碳物质在不充分氧化（燃烧）的情况下，会产生出可燃的一氧化碳气体，即煤气。制造煤气的设备称为汽化炉，人们故意不给足氧气，让含碳物质在没有足够的空气的情况下燃烧，“焖”出一氧化碳来。,沼气利用技术人类发现、利用沼气，已有悠久的历史。1776年，意大利科学家沃尔塔发现沼泽地里腐烂的生物质发酵，从水底冒
21、出一连串的气泡，分析其主要成分为甲烷和二氧化碳等气体。由于这种气体产生于沼泽地，故俗称“沼气”。1781年，法国科学家穆拉发明人工沼气发生器。200多年过去了，如今全世界约有农村家用沼气池530万个，中国就占了92。农村沼气池的主要填料是猪粪、秸秆、污泥和水等。随着农村沼气使用的日益推广和大型厌氧工程技术的进步，90年代以来，世界范围内的一些大型沼气工程有了迅速发展。,生物质能转化利用技术生物质能转化利用途径主要包括燃烧、热化学法、生化法、化学法和物理化学法等（如下图所示），可转化为二次能源，分别为热量或电力、固体燃料（木炭或成型燃料）、液体燃料（生物柴油、生物原油、甲醇、乙醇和植物油等）和气
22、体燃料（氢气、生物质燃气和沼气等）。,生物质能的分类 1、林业资源 2、农业资源 3、生活污水和工业有机废水 4、城市固体废物 5、畜禽粪便,生物质能资源 生物资源。是有生命的自然资源，包括动物、植物和微生物。生物资源和其他非生物资源的不同点在于它是一种可再生的自然资源，如果进行合理的开发，能够长期利用。按照形成条件，能源分为一次能源和二次能源。一次能源按其能循环使用和不断补充，又可分为非可再生能源和可再生能源。可再生能源是指在较短的时间内，通过地球的自然循环不断的补充能源，如太阳能、水能、风能、生物质能和地热能等均属于可再生能源。非可再生能源是指经过亿万年形成的，短期内无法恢复、不能重复再生
23、的自然能源。如煤炭、石油、天然气、裂变核燃料：铀、钍 等。它们都是不能再生的，用一些就少一些，终有用尽的时候。,海 洋 能地球表面积约为5.1X108km，其中陆地表面积为1.49X108km，占29；海洋面积达3.61X1O8km，占71。以海平面计，全部陆地的平均海拔约为840m，而海洋的平均深度却为380m，整个海水的容积多达1.37X109km3。一望无际的汪洋大海，不仅为人类提供航运、水产和丰富的矿藏，而且还蕴藏着巨大的能量。海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量，这些能量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在于海洋之中。,潮汐能源世界上的
24、潮汐能约有10亿多万千瓦，如能充分利用，每年可生产124106亿度（1度=1千瓦时=1kw.h）电。这些潮汐能主要集中在浅海和狭窄海湾地带，像英吉利海峡就约有8000万千瓦，马六甲海峡5500万千瓦，黄海有5500万千瓦，芬迪湾2000万千瓦等。深海大洋的潮汐能都不大，太平洋、大西洋和印度洋总共只有潮汐能100万千瓦，平均每平方公里仅3瓦。我国的潮汐能约有1.1亿千瓦，可利用装机容量约3500万千瓦（相当于1980年全国总发电量的1/3），每年可发电900亿度。浙江、福建海岸线曲折，潮差较大，潮汐能占全国的80%，浙江省的潮汐能蕴藏量约1000万千瓦，钱塘江潮差约8.9m。,潮汐能,潮汐能是由
25、于地球和月球、太阳相互作用产生的能量。,浙江温岭江厦潮汐电站全国第一、世界第三,波浪能源有人做过测试，海浪对海岸的冲击力每平方米可达2030t，大的可达60t。巨大的海浪可以把13t重的岩石抛到20m高处，能把1700t重的岩石翻转，能把万吨轮推到岸上去。据计算，海浪每秒钟在1平方公里的海面上就能产生20万千瓦的能量，全世界波浪能约为10100亿千瓦（有的说为2030亿千瓦），波浪发电就是利用波浪的垂直运动来推动装有活塞的浮标，由活塞与浮标的相对运动所产生的压缩空气，就可以推动涡轮机发电了。1965年，日本益田善雄研究成功小型波浪发电装置（为空气压缩益田式波力发电机），其功率60W或120W，
26、已推广应用到航标，灯塔和观测浮标上。1978年，国际能源机构提出波能转换为电能的研究计划，美国、日本、英国、加拿大等国参加了这一计划。日本将首先实施这项计划。英国已投资百万英镑研究波浪能，计划建成100万千瓦的波浪发电站。我国近海波浪能丰富，沿海平均波高在1m左右，估计波浪能蕴藏量可达1.5亿千瓦，可利用装机容量为30005000万千瓦，渤海湾、闽浙沿岸、珠江口外海和南海诸岛波高常在1m以上，平均波能在5kw/m以上。,海流能源海流是海水平方向的流动，其流速和流向都比较稳定。海流有由风引起的风海流，由水温、盐度变化引起的密度流，由潮汐引起的潮流，以及为流失海水补缺的补缺流。从层次上分，海流有表
27、层流，还有表层以下的上层流、中层流、深层流和底层流。表层流，主要是风总是朝着一个方向吹刮海面，迫使海水不断向前移动引起的。在大洋中它往往是有规律的循环流动，所以称大洋环流。例如，北太平洋大洋环流，长达14000km，宽数百公里。它流经我国近海的一段，称台湾暖流。由于水色蓝黑。也叫“黑潮”。它不但从赤道带来很多热量，而且有巨大的动能，它的输水量相当于全世界河流输水量总和的20倍。如果用海流发电，不但能量大于河流，而且没有河流常见的枯水期。目前，国外试验潮流发电，其原理就是用锚、索和浮筒把水轮机和发电机固定在海面上，由海流推动螺旋桨旋转发电。但由于海上安装设备的困难，当前还只能用来为灯塔、灯船供电
28、。,海水温差能源海水温度增高的原因很多（地球内部给热，海水中放射物质的发热等），但主要是太阳的辐射热，随着纬度的变化而有强弱，因而海水的温度也随着纬度的变化而变化：纬度越低，水温越高；纬度越高，水温越低。此外，海水温度还随深度加大，水温逐渐降低。通常在水深200m以下的深层，水温常年很低，变化幅度也不大。据推算，从南纬20度到北纬20度之间，海水表层（深130m左右）的温度通年是2529，尤其在红海高达35。而海洋深达500m层的温度保持在57之间。表层和深层间温差热能约发电600亿千瓦。,地 热 能 地热能是来自地球深处的可再生热能。它起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地下水的深处循环
29、和来自极深处的岩浆侵入到地壳后，把热量从地下深处带至近表层。在有些地方，热能随自然涌出的热蒸汽和水而到达地面，自史前起它们就已被用于洗浴和蒸煮。通过钻井，这些热能可以从地下的储层引入水池。房间、温室和发电站。这种热能的储量相当大。据估计，每年从地球内部传到地面的热能相当于100PWh。不过，地热能的分布相对来说比较分散，开发难度大。实际上，如果不是地球本身把地热能集中在某些地区（一般来说是那些与地壳构造板块的界面有关的地区），用目前的技术水平是无法将地热能作为一种热源和发电能源来使用的。严格地说，地热能不是一种“可再生的”资源，而是一种像石油一样，可开采的能源，最终的可回采量将依赖于所采用的技
30、术。,地热能,地热,应用形式：地下热水、地热蒸气。,西藏羊八井地热电站是我国最大的地热电站,新 型 燃 料 水煤浆 水煤浆燃料是八十年代初出现的一种煤基清洁代油、代煤燃料。是国家科委认定的高新技术，为国家重点发展新产品，也是当今世界研究热点洁净煤技术中的重要分支。它由70%左右的煤，30%水及少量化学添加剂制成，是一种浆体燃料，可以像油一样泵送、雾化、贮存和稳定燃烧，其热值相当于燃料油的一半，可代替燃料油用于锅炉、电站与工业炉窑，用于代替煤炭燃用，具有燃烧效率高、负荷调整便利、减少环境污染、改善劳动条件、节省用煤等优点。,克莱斯勒在日内瓦推出新型燃料电池汽车美通社日内瓦3月1日电：在2005年
31、日内瓦汽车展(GenevaMotorShow)上，燃料电池驱动的先驱戴姆勒-克莱斯勒(DaimlerChrysler)正推出其下一代燃料电池汽车。基于梅塞德斯-奔驰B级汽车(Mercedes-BenzB-Class)的新型燃料电池汽车将促进燃料电池车系列向运动旅行车款的延伸。该新车型继续保持了梅塞德斯-奔驰推出的独特的sandwichconcept（三文治概念），而这类驱动组件采纳这一理念则是必然。技术数据体现该车型高扭距的电动机将产生100kW的能量较上一代产品增强了35kW的能量，同时也体现了运动式且充满动力的驾驶与无废气排放的操作的惊人结合。,日本用油水混合技术 开发发动机新型燃料新华网
32、北京月日专电按一比一的比例把油和水混合起来制成混合燃料，不仅能够减少能源的消耗量，而且可以减少废气中有害的氮氧化物及微粒物质的产生，使之成为一种保护环境的新型柴油发动机燃料。据日经产业消费研究所研究员稻田成行介绍，这种混合燃料使用重油或柴油均可，用一种界面活性剂做添加剂，通过它的乳化作用把二者混合在一起。实际测定的结果表明，与重油或柴油相比较，这种新型燃料的氮氧化物产生量可减少到，即不足，对身体有害的微粒物质的产生量也可大大减少。这种燃料可供发电站和柴油发动机使用。两家有关企业正在分别加紧研究开发，预计今秋即可达到实用化水平。,新型燃料电池技术不断推出通用汽车公司日前在东京举办的技术研讨会上，
33、展示了其最新的燃料电池汽车和其他最先进的燃料电池技术。会上通用汽车公司展示了其新型、技术先进的燃料电池汽车样品。HydroGen3是第一辆无需缓冲电池即可工作的燃料电池汽车，拥有环境兼容、节省资源的燃料电池推进系统，目前已在亚洲首次亮相。而燃料电池汽车的核心部件是燃料电池组。目前，通用汽车公司正在开发其电池组技术，并且展示了世界上功率最强大的燃料电池组，据称已经达到了业界最佳的每升1.75千瓦，使汽车和固定动力装置能够实现最佳装配。目前，通用汽车公司正在努力开发应用广泛的氢存储系统，其中包括液态氢和压缩氢，以及用来吸收氢的钠铝氢化物和纳米结构形态碳等固态原料的存储。,安阳新型燃料清洁汽车据新闻
34、晚报报道:晚报讯继液化石油气（LPG）之后，上海的清洁能源汽车大家庭中增添了一位新成员。一种“比柴油干净、比氢方便、比天然气安全”的新型燃料二甲醚有望成为申城公交车的新“饲料”，改善公交车的“消化系统”，同滚滚黑烟彻底说拜拜。日前，“十五”国家科技重点攻关专项清洁汽车上海课题验收会在沪举行，上海研发的全国首辆二甲醚公交车通过了国家科技部验收，长假过后就将驶上街头。,燃料电池燃料电池基本原理燃料电池是一种把储存在燃料和氧化剂中的化学能，等温地按电化学原理转化为电能的能量转换装置。燃料电池是由含催化剂的阳极、阴极和离子导电的电解质构成。燃料在阳极氧化，氧化剂在阴极还原，电子从阳极通过负载流向阴极构
35、成电回路，产生电能而驱动负载工作。燃料电池与常规电池不同在于，它工作时需要连续不断地向电池内输入燃料和氧化剂通过电化学反应生成水，并释放出电能；只要保持燃料供应，电池就会不断工作提供电能。,燃料电池特点 高效它不通过热机过程，不受卡诺循环的限制，其能量转化效率在40-60%；如果实现热电联供，燃料的总利用率可高达80%以上。环境友好以纯氢为燃料时，燃料电池的化学反应物仅为水；以富氢气体为燃料时，其二氧化碳的排放量比热机过程减少40%以上，这对缓解地球的温室效应是十分重要的。安静燃料电池运动部件很少，工作时安静，噪声很低。可靠性高碱性燃料电池和磷酸燃料电池的运行均证明燃料电池的运行高度可靠，可作
36、为各种应急电源和不间断电源使用。,燃料电池应用燃料电池既适宜用于集中发电，建造大、中型电站和区域性分散电站，也可用作各种规格的分散电源、电动车、不依赖空气推进的潜艇动力源和各种可移动电源，同时也可作为手机、笔记本电脑等供电的优选小型便携式电源。燃料电池产业的技术发展趋势，主要是在三个级别上针对不同的市场需求而齐头发展，100W10KW电池面向民用，是移动基站、分立电源、潜艇、电动自行车、摩托车、游艇及场地车等的较佳动力源；10KW100KW电池是电动汽车的首选动力源，是整个燃料电池产业发展的方向；100KW以上电池是特殊条件下电站动力源，如军用、边远地区等用途。,21世纪的主要能源太阳能 太阳
37、是一个炽热的气体球，蕴藏着无比巨大的能量。地球上除了地热能和核能以外，所有能源都来源于太阳能，因此可以说太阳能是人类的“能源之母”。没有太阳能，就不会有人类的一切。人们利用太阳能的方法主要有三种，一种是使太阳能直接转换成电能，即光电转换。太阳能电池就属于这种转换方式；第二种是使太阳能直接转变成热能，即光热转换，如太阳能热水器等；第三种是使太阳能直接转变成化学能，即光化学转换，如太阳能发动机等。,太阳灶,太阳能,太阳能计算器,太阳能发电站,有了太阳能电池，就为太阳能的利用开辟了广阔的途径，人造卫星和宇宙飞船探测宇宙空间时用上了重量轻、使用寿命长和耐冲击振动的太阳能电池。卫星和飞船的巨大铁翅膀上就
38、密密麻麻排满了太阳能电池，组成了太阳能电池板。此外，太阳能飞机、太阳能汽车、太阳能汽艇等，都是由于装上了太阳能电池板才能飞翔和行驶；还有如太阳能电话、太阳能彩色电视机、太阳能电视差转机等，都是使用太阳能电池而工作的。目前，世界各国都在大力研究新型太阳能电池，提高光电转换率，使太阳能的开发利用进一步深化。太阳能的开发方兴未艾，研制出的太阳能新产品层出不穷。例如，英国研制成功一种太阳能冰箱有九块吸热板，晴天时它可以向冰箱的蓄电池充电，一天的充电量足够冰箱使用五天。瑞士发明了一种太阳能热水瓶，仅重400克，通过装在瓶底部的像镜子似的折叠铝叶板吸收太阳能，用来烧开水。有阳光时，烧一瓶水仅需要半小时左右
39、。,对太阳能这种新能源的开发利用，当前还仅处于初始阶段。随着科学技术的发展和人们对能源日益增长的需求，太阳能的开发利用必将出现一个蓬勃发展的新局面。我国幅员辽阔，有着得天独厚的太阳能资源，全国大部分省市地区的年日照时间平均可达2000小时以上。太阳每年投射到我国广大国土上的能量，约有一亿亿千瓦时，差不多相当于20，000亿吨标准煤所具有的能量。我国很早就对太阳能进行了开发利用，并取得了显著的成果。例如，我国研制的单晶硅太阳能电池，于1971年成功地应用在我国发射的第二颗人造卫星上。1985年10月，我国第一座太阳能电站在甘肃省榆中县建成，电站装有多晶硅电池板，能将吸收的太阳光能转换为电能，并储
40、存在蓄电池内，即使有六、七天不出太阳也能照常供电。,太阳是人类的能源宝库 太阳一刻不停地向宇宙空间中发送着大量的能量。据计算，仅一秒钟发出的能量就相当于1.3亿亿吨标准煤燃烧时所放出的热量。太阳发送到地球上的能量虽然很多，但只占它向外辐射能量的22亿分之一。由于地球表面大气层的反射和吸收，真正到达地球表面的太阳能，大约相当于目前全世界所有电站发电能力总和的20万倍。地球每天接收的太阳能，相当于全球一年所消耗的总能量的200倍。太阳发光放热的历史已达四十多亿年以上，据科学家们预计，太阳释放巨大能量的时间还将持续几十亿年。因此，太阳可称得上是人类取之不尽、用之不竭的能源宝库。太阳能具有独特的优点：
41、（1）它没有一般煤炭、石油等矿物燃料产生的有害气体和废渣，因而不污染环境，被称作“干净能源”。（2）到处都可以得到太阳能，使用方便、安全。（3）成本低廉，可以再生。,尽管人们对太阳能的开发利用方式如此丰富多样，然而直到目前为止，所利用的太阳能与太阳照射到地球上的能量相比，仅是沧海一粟，而且使用效率较低，规模也较小，致使大自然赐予的这种宝贵能源大部分损失掉了。所以，用现代化方法大规模地开发利用太阳能，已成为摆在人们面前的一项重要任务。太阳能电站 太阳能热管太阳池发电 太阳能气流电站 太阳能电池太阳能的储存 太阳能空间电力站,21世纪主要能源核聚变能 已故中科院院士、著名核物理学家王淦昌在“21世
42、纪主要能源展望”的报告中说，目前化石 燃料在能源消耗中的比重仍占绝对优势，但是，此类能源资源有限，污染环境，有温室效应，因此寻找新的、干净的、安全的理想新能源，成为当代科学技术要解决的重要课题。他说，在新能源开发中比较现实的是核能，它将逐渐发展成为新世纪的一种主要能源。他同时预测，21世纪中后期，核聚变能可能成为核能新秀。核能的释放，通常有两种形式，一种是重核的裂变，即一个重原子核(如铀)分裂两个或多个 中等原子量的原子核，从而释放出巨大的能量；另一种是轻核的聚变，即两个轻原子核(如 氢)聚合成一个较重的核，从而释放出巨大的能量。理论和实践都证明，轻核聚变比重核裂 变释放出的能量要大得多。,核
43、能,英国的原子能发电站,大亚湾核电站,受控核聚变比受控核袭变要困难得多、复杂得多，因为它必须具备以下3个条件：(1)足够高 的点火温度，需要几千万摄氏度甚至几亿摄氏度的高温；(2)反应装置中的气体密度要很低，相当于常温常压下气体密度的几万分之一；(3)充分约束，能量的约束时间要超过1秒钟。1991年11月9日，位于英国的联合欧洲核聚变环形装置实验室的科学家们使用氢的同位素氘 氚混合燃料，成功地进行了一次受控核聚变试验，这次试验温度达2亿摄氏度，约束时间持 续 了2秒，经40种不同的检查，证明是一次成功的、真正的核聚变。核融合要在很高的溫度下才會發生。目前，激光技术的发展和进步，使高温点火问题获
44、 得解决，世界上最大的激光器输出功率已达100万亿瓦，足够点燃核聚变之用。此外，利用 超高频微波加热法也可达到点火温度。,核聚变发电与核裂变发电相比，具有许多优点，一是聚变能比裂变能要大好多倍，30毫克的 氘通过聚变反应能释放出相当于300公升汽油的能量；二是资源蕴藏丰富，重核裂变使用的 主要燃料铀，目前探明的储量仅够使用约100年，而轻核聚变用的燃料是海水中的氘，1升海 水可提取30毫克氘，相当于300升汽油；三是成本低，1公斤浓缩铀的成本约为1.2万美元，而1公斤氘仅需300美元；四是安全可靠，核聚变不产生放射性污染物，万一发生事故，反应 堆会自动冷却而停止反应，不会发生爆炸事故。,我国第一座自行设计、建造的秦山核电站,大亚湾核电站,美国哟扑核电站,核能的能量,1g鈾235完全分裂所產生的能量。燃燒2000公斤的石油 三噸重煤炭的能量 23萬小時電視(100瓦特)電能,核能發電的問題,鈾來源有限，鈾235占天然鈾礦的1%以下。廢熱：造成熱污染，影響環境。核輻射廢料：必須隔離存放。意外事故：可能造成嚴重後果。核能廠施工期長、投資成本大、優良廠址難尋。,谢谢！,
