人類有著別的動物所不具有的本質(zhì),也就是社會屬性。而人類社會的發(fā)展進步雖然各有曲折,但是總體的確實有著可循的客觀規(guī)律。從封建君主專政到資本主義民主社會,以及將來可能實現(xiàn)的社會主義社會制度都是人類進步發(fā)展的重要標志。哲學(xué)上認為人類社會的發(fā)展進步與生產(chǎn)力的發(fā)展程度大致相同。而能源可以說是生產(chǎn)力發(fā)展的一個重要的決定和限制因素,社會發(fā)展到今天,可燃料資源匱乏是人類一個必然趨勢,因此新能源的開發(fā)利用必將成為我們21世紀的一個重大主題。今天我們就來介紹幾種新能源及其技術(shù)。
風(fēng)能,高效安全,取之不盡用之不竭的新能源。與其說是新能源,到不如說是新技術(shù),能源本來就有,只不過人類無法利用。我從小在北方長大,靠近內(nèi)蒙。家里一到冬天有句經(jīng)常掛在口邊的的話“喝西北風(fēng)活著!”。這個西北風(fēng)就是從俄羅斯西伯利亞平原吹過來的風(fēng),平均六到七級。其實風(fēng)的利用可以追溯的很久以前。比如人們眾所周知的荷蘭風(fēng)車磨坊,大家對于荷蘭印象最深刻的兩樣?xùn)|西估計就是風(fēng)車和郁金香了。但是風(fēng)能的利用發(fā)展可以說是非常的緩慢,技術(shù)發(fā)展一直跟不上。也因為有需求的東西發(fā)展的肯定越快,所以自從19世紀80年代世界石油危機以來,風(fēng)能已經(jīng)作為一種高效的可再生能源登入了人類能源的歷史舞臺。風(fēng)能作為一種無污染和可再生的新能源有著巨大的發(fā)展?jié)摿Γ貏e是對沿海島嶼,交通不便的邊遠山區(qū),地廣人稀的草原牧場,以及遠離電網(wǎng)和近期內(nèi)電網(wǎng)還難以達到的農(nóng)村、邊疆,作為解決生產(chǎn)和生活能源的一種可靠途徑,有著十分重要的意義。即使在發(fā)達國家,風(fēng)能作為一種高效清潔的新能源也日益受到重視,比如:美國能源部就曾經(jīng)調(diào)查過,單是德克薩斯州和南達科他州兩州的風(fēng)能密度就足以供應(yīng)全美國的用電量
我國幅員遼闊,在這個主張科學(xué)發(fā)展、全面發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展的社會,風(fēng)能的利用對我國能源分配必將有重要意義。我國位于亞洲大陸東部,瀕臨太平洋,又因為內(nèi)陸海拔高度逐漸提高,加之青藏高原聳立在我國西部,改變了海陸影響所以引起的氣壓分布。所以我國形成了季風(fēng)多種多樣,并且持續(xù)時間長的特點。冬季風(fēng)來自西伯利亞和蒙古等中高緯度的內(nèi)陸,那里空氣十分嚴寒干燥冷空氣積累到一定程度,在有利高空環(huán)流引導(dǎo)下,就會爆發(fā)南下俗稱寒潮,在北方又被稱為“西北風(fēng)”。在此頻頻南下的強冷空氣控制和影響下,形成寒冷干燥的西北風(fēng)侵襲我國北方各省。每年冬季總有多次大幅度降溫的強冷空氣南下,主要影響我國西北、東北和華北,直到次年春夏之交才消失。 夏季風(fēng)是來自太平洋的東南風(fēng)、印度洋和南海的西南風(fēng),東南季風(fēng)影響遍及我國東半壁,西南季風(fēng)則影響西南各省和南部沿海,但風(fēng)速遠不及東南季風(fēng)大。熱帶風(fēng)暴是太平洋西部和南海熱帶海洋上形成的空氣渦漩,是破壞力極大的海洋風(fēng)暴,每年夏秋兩季頻繁侵襲我國,登陸我國南海之濱和東南沿海,熱帶風(fēng)暴也能在上海以北登陸,但次數(shù)很少。目前為止我國所建成的大型風(fēng)力發(fā)電站有:1.酒泉市現(xiàn)已建起中國第一個千萬千瓦級超大型風(fēng)電基地,為中國最重要的風(fēng)電基地。2.內(nèi)蒙古從陰山山脈以北到大興安嶺以北, 新疆達板城,阿拉山口,河西走廊,松花江下游,張家口北部等地區(qū)都有大量的風(fēng)力資源已經(jīng)被利用。
風(fēng)能有著清潔、可再生、儲量豐富的大量優(yōu)點的同時,也有著以下使其未能在全國大量普及的缺點。首先,即使我國風(fēng)能資源非常豐富,但是風(fēng)能作為一種受環(huán)境影響的自然資源,必定受其自然條件和地域條件的限制。就比如我國風(fēng)力資源豐富的地域,大部分分布在偏遠的西部和北部,但是這些地區(qū)卻遠離用電量巨大的東部和中部等大城市,這樣的話能源的傳輸也同樣要花費大量的成本,這樣就導(dǎo)致了本來廉價的能源成本提高了很多。另外,因為風(fēng)能受自然條件影響很大,不同年份的同一時間段風(fēng)能的大小方向都會有所變化,這樣就無形中為風(fēng)能的利用增加了難度。總的來說風(fēng)能本身具有高效清潔,廉價豐富的優(yōu)點,但是也因為技術(shù)發(fā)展不夠還受到限制,但在未來能源比例中必定會有一席之地。
風(fēng)能的利用歷史悠久,技術(shù)也日益成熟,作為可再生能源會受到越來越多的關(guān)注。那么接下來我們就接受另一種可再生能源,這種能源產(chǎn)生的歷史不太久,但是卻是被公認的最清潔,也是儲量相當豐富的能源,并且全世界各國都有了不同程度的應(yīng)用,這也就是核能。
當美國宇航員尼爾阿姆斯特朗登山月球,并把美國國旗插在月球上的時候,這是他本人的一小步,但是必定成為了人類歷史上的一大步。核能又稱為原子能,英文稱為“NUCLEAR POWER”,主要有兩種方式:核聚變和核裂變。但是由于現(xiàn)在對核聚變比核裂變能放出更多的能量,所以現(xiàn)在各國研發(fā)最多的也是核聚變,因此核裂變我們在這就不在贅述。核聚變,又稱核融合,是指由質(zhì)量小的原子,比方說氘和氚,在一定條件下(如超高溫和高壓),發(fā)生原子彈互相聚合作用,生成中子和氦-4,并伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應(yīng)形式。之所稱登月是人類完成的一大步,其中一個非常主要的原因是月球表面土壤中有著大量的氦3元素。中國科學(xué)院院士、中國繞月探測工程首席科學(xué)家歐陽自遠在接受新華社記者采訪時表示,研究發(fā)現(xiàn),月球表面土壤中富含大量的氦3,初步估計有上百萬噸。目前科學(xué)家正在利用氘-氚建立核聚變實驗堆,而利用氘-氦3參與的核聚變發(fā)電向人類提供能源,是科學(xué)家目前正在研究的課題。作為核聚變中必不可少、安全的核聚變?nèi)剂希?在地球上分布極少,“可以說基本上沒有”。在核聚變發(fā)電商業(yè)化的前提下,如果能夠解決將氦3運回地球這一問題的話,8噸的氦3可解決全中國一年的能源供應(yīng)總量。月球上百萬噸的氦3為全人類提供幾千年的能源是沒有問題的。
綜上所述,核能源已經(jīng)成為了一種高效的能源,因此各國正向開發(fā)利用,于此同時,雖然我過開發(fā)核能源的時間很早,但是作為世界上最大的發(fā)展中國家,我國核電的發(fā)展其實相對緩慢,其中最主要的原因是受到技術(shù)限制。美國是世界上最大的商用核能供應(yīng)國,已經(jīng)有50多年的商用核電站歷史,目前共有104座正在運行的核反應(yīng)堆,裝機總?cè)萘窟_1.03億千瓦,占美國發(fā)電量的20%。截至2008年12月,世界30個國家和地區(qū)運行的核電機組共有439個。其中美國是世界上核電站最多的國家,擁有104座,核電占該國總發(fā)電量的比例為 19%。日本的核電站數(shù)量是55座,核電比例為30%,計劃到 2030年將核電比例提高到41%。
就發(fā)電比例而言,目前全世界400多座核電站,年發(fā)電量占全世界總發(fā)電量的17%,其中,法國核電裝機占總裝機的78%,日本核電裝機占總裝機的36%,美國核電裝機占總裝機的20%,韓國核電裝機占總裝機的42%,而在中國大陸僅占1.6%。從這些數(shù)據(jù)也可以看出,發(fā)達國家爭相開發(fā)核能源。而也因為月球中含有大量的核能,所以探月對于各國也有著非常重要的地位。我們國家在發(fā)展的同時,因為能源的過度開發(fā)利用,還有化石燃料的過度使用導(dǎo)致經(jīng)濟增長的同時環(huán)境受到了很大的影響,因此有效地開發(fā)利用核能,必定成為我國科學(xué)發(fā)展的一個有效地解決方式。
雖然核能有著無可匹及的優(yōu)點,也得到了全世界人的認可,但是核能其實是一種非常危險的能源,開發(fā)利用必須得到小心重視。2011年3月11日,日本福島第一核電站1號反應(yīng)堆所在建筑物爆炸后,日本政府13日承認,在大地震中受損的福島第一核電站2號機組可能正在發(fā)生“事故”,2號機組的高溫核燃料正在發(fā)生“泄漏事故”。該核電站的3號機組反應(yīng)堆面臨遭遇外部氫氣爆炸風(fēng)險。2011年3月13日,共有21萬人正緊急疏散到安全地帶。這個例子是發(fā)生在我們身邊最近的例子,當然世界上發(fā)生核泄漏的事件還有幾個。這次核泄漏造成的危害波及范圍非常大,受災(zāi)人數(shù)眾多。因此核能的利用也受到極大的限制。
在這個對清潔新能源要求越來越高的世界, 新能源的開發(fā)利用已經(jīng)成為各國分外關(guān)注的一個話題,也因此新能源技術(shù)發(fā)展也分外迅速,因為我們始終相信,世界的明天是更好的明天。