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新能源概论
随着时代的发展,人类对能源的需求不断增长,能源问题也愈发严重,同时,化石能源的使用使环境不断恶化。再此情况下,新能源的开发与利用也变得重要;新能源大都具有传统能源无法企及的优势,故其使用对人类存在重要意义,以下我将对未来可能被大量使用的新能源做出一些介绍并分析其优缺点。
核能
核能是是人类未来最具希望的能源之一,其通过裂变或聚变(目前未实现)将质量转换为能量从原子核释放出来,根据质能方程E=mc^2,核能可以通过少量原料得到大量能量,其优点有:
(1):能源丰富,全世界核资源比较丰富,储量大,如全球铀矿储量约有417万吨,其中适合开采的有100万吨左右。但海水中却存在极为丰富的铀矿资源。据估计,海水中溶解的铀的数量可达45亿吨,相当于陆地总储量的几千倍。
(2):能量密度高,1公斤铀原子核全部裂变释放出来的能量,约等于2700吨标准煤燃烧时所放出的化学能。一座100万千瓦的核电站,每年只需25吨至30吨低浓度铀核燃料。而目前正在研发的可控核聚变释放的能量则更巨大,故核能最有可能成为人类未来的能源解决方案。
(3):运输成本低,超高的能量密度让能源的运输效率变高,同时也就降低了运输成本。
(4):清洁,核能发电过程中不会产生巨量污染物质,有助于减轻温室效应,改善气候环境。
虽然核能存在大量优点,但如同双刃剑一般,其缺点也是明显的:
(1):热效率低,核电站比一般化石燃料电厂会排放更多废热到环境中,故核能电厂的热污染较严重。
(2):成本高,核能电厂投资成本太大,建设周期长。
(3):事故后危险性大,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严重伤害。
(4):易产生政治纷争,由于核电站可用于生产核武器原料,故容易引起政治纷争。
太阳能
太阳能是一种可再生能源。是指太阳的热辐射能,主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。在化石燃料日趋减少的情况下,太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分,并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式。广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。作为一种新兴的可再生能源,其优点有:
(1):能量巨大,太阳能是太阳内部高温核聚变反应所释放的辐射能。每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤,其总量属现今世界上可以开发的最大能源,相当于目前全世界每年所消耗的各种能量总和的1万倍。
(2):清洁,太阳能的开发不会产生任何污染,是完全洁净的能源。
(3):长久,太阳的寿命预计还有上百亿年,对人类来说近乎永久。
(4):广泛,太阳能再地球上分布极为广泛,无地域限制。
但如同人无完人一样,太阳能也有无法忽视的缺点:
(1):能量密度低,太阳能在地表分布广泛的同时也导致了较低的能量密度,若要从很大的面积上把太阳能收集起来,则需要大面积的设备和很大的投资。
(2):不稳定性,由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响,所以,到达某一地面的太阳辐照度既是间断且极不稳定的。
(3):成本高,目前市面上太阳能利用装置利用效率普遍不过30%,故未来相当一段时间内,太阳能的发展将受此制约。
海洋能
海洋能是一种蕴藏在海洋中的可再生能源,包括潮汐能、波浪引起的机械能和
能。是具有极大开发价值的能源,同时也属于清洁能源,一旦开发后,其本身对环境污染影响很小。作为未来一大能源解决方案,其优点有:
(1):能量储备巨大且可再生, 潮汐能源有规律可循,开发规模大小均可,据世界动力会议估计,到2020年,全 内容过长,仅展示头部和尾部部分文字预览,全文请查看图片预览。 则难以推广。氢是气体,它的输送和储存比固体煤、液体石油更困难。若在满足安全性的前提下,改进容器来增大储氢密度,同时降低储氢的成本,满足商业应用。
总结:以上是未来可能被大量使用的新能源,其中每种新能源都各有其特点及不足,对这些能源进行高效利用也将是我在接下来的几年内在郑轻的学习和研究方向。个人而言,我对于地热能最为感兴趣,作为来自地球深处的低调能源,我认为其具有巨大的开发空间,并且地热能不同于核能离我遥远,海洋能仍在摸索,氢能太过热门,地热能离我们其实很近,也许就在脚下,并且在深空探索热门的今天,我认为对于地底的探索也应跟上。为此,我将在轻工新.大能源专业认真钻研,为以后的研究做准备。
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