人類有著別的動(dòng)物所不具有的本質(zhì),也就是社會(huì)屬性。而人類社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步雖然各有曲折,但是總體的確實(shí)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(huì),以及將來(lái)可能實(shí)現(xiàn)的社會(huì)主義社會(huì)制度都是人類進(jìn)步發(fā)展的重要標(biāo)志。哲學(xué)上認(rèn)為人類社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步與生產(chǎn)力的發(fā)展程度大致相同。而能源可以說(shuō)是生產(chǎn)力發(fā)展的一個(gè)重要的決定和限制因素,社會(huì)發(fā)展到今天,可燃料資源匱乏是人類一個(gè)必然趨勢(shì),因此新能源的開(kāi)發(fā)利用必將成為我們21世紀(jì)的一個(gè)重大主題。今天我們就來(lái)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(shuō)是新能源,到不如說(shuō)是新技術(shù),能源本來(lái)就有,只不過(guò)人類無(wú)法利用。我從小在北方長(zhǎng)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(gè)西北風(fēng)就是從俄羅斯西伯利亞平原吹過(guò)來(lái)的風(fēng),平均六到七級(jí)。其實(shí)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(duì)于荷蘭印象最深刻的兩樣?xùn)|西估計(jì)就是風(fēng)車和郁金香了。但是風(fēng)能的利用發(fā)展可以說(shuō)是非常的緩慢,技術(shù)發(fā)展一直跟不上。也因?yàn)橛行枨蟮臇|西發(fā)展的肯定越快,所以自從19世紀(jì)80年代世界石油危機(jī)以來(lái),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(tái)。風(fēng)能作為一種無(wú)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(duì)沿海島嶼,交通不便的邊遠(yuǎn)山區(qū),地廣人稀的草原牧場(chǎng),以及遠(yuǎn)離電網(wǎng)和近期內(nèi)電網(wǎng)還難以達(dá)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(dá)國(guó)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(guó)能源部就曾經(jīng)調(diào)查過(guò),單是德克薩斯州和南達(dá)科他州兩州的風(fēng)能密度就足以供應(yīng)全美國(guó)的用電量
我國(guó)幅員遼闊,在這個(gè)主張科學(xué)發(fā)展、全面發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展的社會(huì),風(fēng)能的利用對(duì)我國(guó)能源分配必將有重要意義。我國(guó)位于亞洲大陸東部,瀕臨太平洋,又因?yàn)閮?nèi)陸海拔高度逐漸提高,加之青藏高原聳立在我國(guó)西部,改變了海陸影響所以引起的氣壓分布。所以我國(guó)形成了季風(fēng)多種多樣,并且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)。冬季風(fēng)來(lái)自西伯利亞和蒙古等中高緯度的內(nèi)陸,那里空氣十分嚴(yán)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(huì)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(qiáng)冷空氣控制和影響下,形成寒冷干燥的西北風(fēng)侵襲我國(guó)北方各省。每年冬季總有多次大幅度降溫的強(qiáng)冷空氣南下,主要影響我國(guó)西北、東北和華北,直到次年春夏之交才消失。 夏季風(fēng)是來(lái)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(guó)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(yuǎn)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(guó),登陸我國(guó)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(guó)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(guó)第一個(gè)千萬(wàn)千瓦級(jí)超大型風(fēng)電基地,為中國(guó)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(dá)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(chǔ)量豐富的大量?jī)?yōu)點(diǎn)的同時(shí),也有著以下使其未能在全國(guó)大量普及的缺點(diǎn)。首先,即使我國(guó)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(guó)風(fēng)力資源豐富的地域,大部分分布在偏遠(yuǎn)的西部和北部,但是這些地區(qū)卻遠(yuǎn)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(fèi)大量的成本,這樣就導(dǎo)致了本來(lái)廉價(jià)的能源成本提高了很多。另外,因?yàn)轱L(fēng)能受自然條件影響很大,不同年份的同一時(shí)間段風(fēng)能的大小方向都會(huì)有所變化,這樣就無(wú)形中為風(fēng)能的利用增加了難度。總的來(lái)說(shuō)風(fēng)能本身具有高效清潔,廉價(jià)豐富的優(yōu)點(diǎn),但是也因?yàn)榧夹g(shù)發(fā)展不夠還受到限制,但在未來(lái)能源比例中必定會(huì)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(huì)受到越來(lái)越多的關(guān)注。那么接下來(lái)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(rèn)的最清潔,也是儲(chǔ)量相當(dāng)豐富的能源,并且全世界各國(guó)都有了不同程度的應(yīng)用,這也就是核能。
當(dāng)美國(guó)宇航員尼爾阿姆斯特朗登山月球,并把美國(guó)國(guó)旗插在月球上的時(shí)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(duì)核聚變比核裂變能放出更多的能量,所以現(xiàn)在各國(guó)研發(fā)最多的也是核聚變,因此核裂變我們?cè)谶@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(shuō)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(gè)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(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)繞月探測(cè)工程首席科學(xué)家歐陽(yáng)自遠(yuǎn)在接受新華社記者采訪時(shí)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(jì)有上百萬(wàn)噸。目前科學(xué)家正在利用氘-氚建立核聚變實(shí)驗(yàn)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(shuō)基本上沒(méi)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(yùn)回地球這一問(wèn)題的話,8噸的氦3可解決全中國(guó)一年的能源供應(yīng)總量。月球上百萬(wàn)噸的氦3為全人類提供幾千年的能源是沒(méi)有問(wèn)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(guó)正向開(kāi)發(fā)利用,于此同時(shí),雖然我過(guò)開(kāi)發(fā)核能源的時(shí)間很早,但是作為世界上最大的發(fā)展中國(guó)家,我國(guó)核電的發(fā)展其實(shí)相對(duì)緩慢,其中最主要的原因是受到技術(shù)限制。美國(guó)是世界上最大的商用核能供應(yīng)國(guó),已經(jīng)有50多年的商用核電站歷史,目前共有104座正在運(yùn)行的核反應(yīng)堆,裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)1.03億千瓦,占美國(guó)發(fā)電量的20%。截至2008年12月,世界30個(gè)國(guó)家和地區(qū)運(yùn)行的核電機(jī)組共有439個(gè)。其中美國(guó)是世界上核電站最多的國(guó)家,擁有104座,核電占該國(guó)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(jì)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(guó)核電裝機(jī)占總裝機(jī)的78%,日本核電裝機(jī)占總裝機(jī)的36%,美國(guó)核電裝機(jī)占總裝機(jī)的20%,韓國(guó)核電裝機(jī)占總裝機(jī)的42%,而在中國(guó)大陸僅占1.6%。從這些數(shù)據(jù)也可以看出,發(fā)達(dá)國(guó)家爭(zhēng)相開(kāi)發(fā)核能源。而也因?yàn)樵虑蛑泻写罅康暮四埽蕴皆聦?duì)于各國(guó)也有著非常重要的地位。我們國(guó)家在發(fā)展的同時(shí),因?yàn)槟茉吹倪^(guò)度開(kāi)發(fā)利用,還有化石燃料的過(guò)度使用導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)環(huán)境受到了很大的影響,因此有效地開(kāi)發(fā)利用核能,必定成為我國(guó)科學(xué)發(fā)展的一個(gè)有效地解決方式。
雖然核能有著無(wú)可匹及的優(yōu)點(diǎn),也得到了全世界人的認(rèn)可,但是核能其實(shí)是一種非常危險(xiǎn)的能源,開(kāi)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(hào)反應(yīng)堆所在建筑物爆炸后,日本政府13日承認(rèn),在大地震中受損的福島第一核電站2號(hào)機(jī)組可能正在發(fā)生“事故”,2號(hào)機(jī)組的高溫核燃料正在發(fā)生“泄漏事故”。該核電站的3號(hào)機(jī)組反應(yīng)堆面臨遭遇外部氫氣爆炸風(fēng)險(xiǎn)。2011年3月13日,共有21萬(wàn)人正緊急疏散到安全地帶。這個(gè)例子是發(fā)生在我們身邊最近的例子,當(dāng)然世界上發(fā)生核泄漏的事件還有幾個(gè)。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(gè)對(duì)清潔新能源要求越來(lái)越高的世界, 新能源的開(kāi)發(fā)利用已經(jīng)成為各國(guó)分外關(guān)注的一個(gè)話題,也因此新能源技術(shù)發(fā)展也分外迅速,因?yàn)槲覀兪冀K相信,世界的明天是更好的明天。