化学在解决能源危机中起着重要的作用
化学与能源解决能源危机的途径
化学与能源解决能源危机的途径随着现代社会的快速发展和人口的不断增加,全球能源需求日益增长,而传统能源资源的供应逐渐紧缺,导致能源危机的加剧。
在这样的背景下,化学作为一门学科,具备了解决能源危机的潜力。
本文将探讨化学在能源领域中的应用,以及其在解决能源危机中的重要作用。
首先,化学在能源生产中发挥着关键作用。
一方面,化学反应可以提供大量的能源。
例如,石油和天然气是化石能源的主要来源,它们产生于几千万年前的海洋生物残骸的地下压力和温度作用下。
通过化学处理,石油和天然气可以被提取、分离和转化为可用的能源。
同样,核能也是通过核反应来释放能量,而核反应的控制离不开化学原理和技术。
另一方面,化学还可以提供新型的清洁能源。
随着环境保护和减少温室气体排放的需求日益迫切,化学能够提供可再生能源的解决方案。
例如,太阳能和风能是目前主流的可再生能源,而太阳能电池和风力发电机的研发中涉及了众多化学原理和制备技术。
此外,化学还能帮助开发其他新型清洁能源,如生物质能和氢能,通过对生物质的催化转化或水的电解,化学可以将这些资源转化为可用的能源。
其次,化学在能源存储和转化中发挥着重要作用。
能源的存储和转化是解决能源危机的关键环节。
化学电池是储能和能量转化的重要技术手段之一。
例如,锂离子电池作为目前应用最广泛的化学电池,广泛应用于移动电源、电动汽车和可再生能源电站等领域。
此外,化学还可以通过合成新型材料来开发高效的储能技术,如超级电容器和金属空气电池等。
这些技术的发展和应用,使得能源的存储和转化更为高效和可持续。
最后,化学在能源利用效率提升中发挥着关键作用。
能源的高效利用是解决能源危机的另一个重要方向。
化学技术可以通过催化剂的应用,提高化工过程和能源转化的效率。
例如,催化剂在石油炼制过程中的应用,可以提高燃料的转化率和产品的选择性,降低能源消耗和环境污染。
此外,化学还可以通过能源调控技术,实现能源的智能利用和供需平衡,如智能电网和能源管理系统的研究。
2022~2023年高二下册期中考试化学题带答案和解析(河北省保定市)
选择题化学在解决能源危机、保护环境和开发新材料等领域有重要作用。
下列做法不正确的是A.开发和使用可降解塑料B.煤燃烧时进行脱硫脱硝处理C.推广使用太阳能和风能D.就地焚烧秸杆还灰于田【答案】D【解析】A. 开发和使用可降解塑料,可减少“白色污染”,故A正确;B. 煤燃烧时进行脱硫脱硝处理,降低二氧化硫和氮氧化物的排放,减少酸雨,故B正确;C. 推广使用太阳能和风能,减少化石燃料的燃烧,减少二氧化碳排放,故C正确;D. 植物秸秆就地焚烧,会产生大量的烟,造成空气污染,故D错误;选D。
选择题用块状碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳气体,下列可以降低反应速率的措施是A. 加热B. 加入浓盐酸C. 加入蒸馏水D. 将块状碳酸钙固体粉碎【答案】C【解析】A. 加热反应速率加快,A错误;B. 加入浓盐酸增大氢离子浓度,反应速率加快,B错误;C. 加入蒸馏水氢离子浓度降低,反应速率减小,C正确;D. 将块状碳酸钙固体粉碎增大反应物接触面积,加快反应速率,D错误,答案选C。
选择题下列有机物的名称和结构简式都正确的是A.2-甲基丁烷:B.α-胺基丙酸:C.硬酯酸甘油脂:D.苯甲酸:【答案】A【解析】A. 2-甲基丁烷的结构简式是,故A正确;B. 的名称是α-氨基丙酸,故B错误;C. 的名称是硬脂酸甘油酯,故C错误;D. 苯甲酸的结构简式是,故D错误;选A。
选择题某化学研究小组探究外界条件(催化剂、压强、温度)对化学反应mA(g)+nB(g)qC(g)的速率和平衡的影响图像如图所示,下列判断正确的是A.由图可知,T1B.由图可知,该反应m+nC.图中,点3的反应速率:v正>v逆D.图中,若m+n=q,则曲线a一定使用了催化剂【答案】C【解析】A. 根据“先拐先平”,可知T1q,故B错误;C. 图中点3的转化率小于同温下的平衡转化率,说明点3反应正向进行,反应速率:v正>v逆,故C正确;D.曲线a速率加快、平衡没移动,若m+n=q,曲线a使用了催化剂或加压,故D错误;选C。
应用化学中的能源与环境保护技术
应用化学中的能源与环境保护技术应用化学在能源与环境保护领域扮演着重要角色。
在全球能源危机和环境污染日益严重的背景下,发展和应用化学技术有助于寻找新的能源来源,提高能源效率并减少环境污染。
本文将重点介绍应用化学中的几项关键技术。
一、可再生能源可再生能源是解决能源危机和减少碳排放的关键。
太阳能、风能、水能、生物质能等都属于可再生能源的范畴。
应用化学的技术在可再生能源的开发和利用中发挥着重要作用。
1. 太阳能电池技术太阳能电池利用光能将其转化为电能。
应用化学可以改进太阳能电池的效率、稳定性和成本效益。
例如,通过设计新型的光敏材料和电子传输体系,提高太阳能电池的效率;通过涂覆保护层来提高太阳能电池的稳定性,并减少材料的使用量;通过开发生产新型材料的低成本方法,降低太阳能电池的生产成本。
2. 生物质能转化技术生物质能转化是将植物和动物等有机材料转化为可再生能源的过程。
应用化学可以通过催化剂的设计和改进,提高生物质能转化的效率和选择性。
例如,利用催化剂可以将生物质能快速转化为液体燃料或气体燃料,如生物乙醇和生物甲烷,用于汽车燃料或发电。
二、清洁能源生产与利用清洁能源的生产和利用对于环境保护至关重要。
化学技术在清洁能源的生产和利用过程中发挥着关键作用。
1. 燃料电池技术燃料电池是一种利用化学能直接将燃料转化为电能的设备。
它具有高效率、零排放的特点。
应用化学可以改善燃料电池的催化剂性能、提高电解质膜的传导性能和耐久性,以增加燃料电池的效率和寿命。
2. 高效能源储存技术能源储存是可再生能源利用中的重要环节。
化学技术可以开发高效的能源储存材料和设备,如锂离子电池、超级电容器等。
通过提高储能设备的能量密度、循环寿命和安全性,实现能源的高效存储和利用。
三、环境污染治理技术应用化学的技术在环境污染治理中发挥着重要作用,包括空气污染治理、水污染治理和固体废物处理等。
1. 大气污染治理技术大气污染对环境和人类健康造成了严重影响。
化学与新能源论文范文
XXXXXXXX学院化学在解决能源危机中的重要作用学生姓名:学号:指导老师:专业:年级:化学在解决能源危机中的重要作用摘要:当今世界开发新能源迫在眉睫,原因是目前所用的能源如石油、天然气、煤,均属不可再生资源,地球上存量有限,而人类生存又时刻离不开能源,所以必须寻找新的能源氢能是高效清洁环保型能源 ,在我国发展氢能源具有重要的战略意义。
而且我国氢的来源极为丰富,技术水平也有了一定的基础,水电解制氢、生物质气化制氢等制氢方法,现已形成规模。
关键词:氢能;新能源;必然性;氢能源的优劣势一、氢能源(一)氢能源简介氢能是一种二次能源,它是通过一定的方法利用其它能源制取的,而不像煤、石油和天然气等可以直接从地下开采、几乎完全依靠化石燃料。
随着石化燃料耗量的日益增加,其储量日益减少,终有一天这些资源将要枯竭,这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的储量丰富的新的含能体能源。
氢正是这样一种在常规能源危机的出现和开发新的二次能源的同时,人们期待的新的二次能源。
氢位于元素周期表之首,原子序数为1,常温常压下为气态,超低温高压下为液态。
作为一种理想的新的合能体能源,它具有以下特点:l、重量最轻的元素。
标准状态下,密度为0.8999g/l,-252.7℃时,可成为液体,若将压力增大到数百个大气压,液氢可变为金属氢。
2、导热性最好的气体,比大多数气体的导热系数高出10倍。
3、自然界存在最普遍的元素。
据估计它构成了宇宙质量的75%,除空气中含有氢气外,它主要以化合物的形态贮存于水中,而水是地球上最广泛的物质。
据推算,如把海水中的氢全部提取出来,它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍。
4、除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的,为142,351kJ/kg,是汽油发热值的3倍。
5、燃烧性能好,点燃快,与空气混合时有广泛的可燃范围,而且燃点高,燃烧速度快。
6、无毒,与其他燃料相比氢燃烧时最清洁滁生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质,少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境,且燃烧生成的水还可继续制氢,反复循环使用。
无机化学在能源领域的创新突破有哪些
无机化学在能源领域的创新突破有哪些能源问题一直是全球关注的焦点,随着社会的发展和科技的进步,对于高效、清洁、可持续能源的需求日益迫切。
无机化学作为化学的一个重要分支,在能源领域发挥着举足轻重的作用,为解决能源危机带来了一系列创新突破。
在新能源的开发方面,无机化学的贡献不容忽视。
以太阳能为例,无机化学材料在提高太阳能电池的效率和稳定性方面取得了显著进展。
传统的硅基太阳能电池虽然广泛应用,但由于成本较高和材料限制,其效率提升面临瓶颈。
而无机化学领域的新型半导体材料,如钙钛矿材料,为太阳能电池的发展带来了新的机遇。
钙钛矿材料具有优异的光电性能,其光电转换效率在短短几年内就从最初的几个百分点迅速提升到超过 20%。
此外,无机化学家们还通过对材料的结构设计和元素掺杂等手段,进一步优化钙钛矿太阳能电池的性能,提高其稳定性和耐久性,为实现大规模商业化应用奠定了基础。
除了太阳能,燃料电池也是能源领域的一个重要研究方向。
在燃料电池中,无机化学在催化剂的研发方面取得了关键突破。
例如,铂基催化剂是目前燃料电池中常用的催化剂,但铂的稀缺性和高昂的价格限制了燃料电池的广泛应用。
无机化学家们致力于寻找替代铂的催化剂,或者通过改进铂基催化剂的结构和组成来降低成本。
他们发现一些非贵金属,如铁、钴、镍等,在特定的化合物结构中表现出了较好的催化活性。
通过精确控制这些金属的配位环境和电子结构,能够有效地提高燃料电池的性能,降低成本,推动燃料电池技术的发展。
在能源存储方面,无机化学同样发挥着关键作用。
锂离子电池是当前最常见的储能设备之一,无机化学在提高锂离子电池的性能方面做出了重要贡献。
电池的正极材料是决定锂离子电池性能的关键因素之一,无机化学家们不断探索新型的正极材料,如三元材料(镍钴锰酸锂)和富锂锰基材料等。
这些材料具有更高的比容量和更好的循环性能,能够显著提高锂离子电池的能量密度和使用寿命。
同时,在电池的负极材料方面,硅基材料由于其超高的理论比容量而备受关注。
化学在解决能源危机中起着重要的作用
化学在解决能源危机中起着重要的作用能源消费总量预测:在过去20年间,我国一次能源消费总量逐年增加,人均年能源消费量从80年代初期的约100千克/人增长到1996年的145千克/人。
预测到2020年将达到172.2千克/人,2050年增加到212.6千克/人。
尽管人均年能源消费量在未来50年都保持增长趋势,但我国能源年均消费增长率却一直处于下降趋势,80年代初期的年均能源消费增长率为7%—8%,90年代下降到5%—6%。
预测至2020年降为3%。
2050年降为1.05%左右,达到发达国家现今的能源消费增长水平。
与此同时,我国单位国内生产总值的能源消耗量也逐渐降低,1980年单位国内生产总值的能源消耗量约为40吨油当量/万美元,到1998年下降到14.6吨油当量/万美元。
预测到2050年我国单位国内生产总值的能源消耗量将降至3吨油当量/万美元左右,达到目前中等发达国家的水平。
此外,随着能源利用效率的提高,能源消费弹性系数也呈下降趋势。
据此预测,2020年为22.59亿吨标准煤,2030年为27.79亿吨标准煤,2040年为32.23亿吨标准煤,2050年为35.61亿吨标准煤。
在新经济论者看来,新经济-知识经济的出现业已改变了当代经济活动的性质。
在工业经济时代,能源和其它原材料是生产活动的基础,能源、原材料的价格对产品成本影响很大,直接决定投入-产出比,对经济效益具有很大的决定作用。
而在新经济-知识经济时代,在传统经济中扮演重要角色的能源、原材料的地位大大下降了,对经济活动的整体效率已经起不了决定性作用。
这种状况在新经济滥觞的西方发达国家显得尤为突出。
今后半个世纪将是我国完成工业化过程的重要时期。
工业发达国家在这个过程中都经历了从全球获取所需资源以保证其高度消费的过程。
如今,随着发展中国家的崛起,全球资源日趋紧张,完全照搬发达国家所走过的资本、资源高度消耗的模式已不可能也不应该。
因此,我们必须充分发挥先进文化和先进技术的作用,寻求工业化进程中新的社会发展模式,以保证在减少资源消耗的条件下,保持经济的高速发展。
能源化学专业认识
能源化学专业认识能源化学专业是一门研究能源转化和利用的学科。
随着全球能源需求的不断增长和能源供应的不断改变,能源化学专业在解决能源安全和环境可持续发展等方面起着至关重要的作用。
本文将介绍能源化学专业的基本认识和相关研究领域。
1. 能源化学的定义和目标能源化学是一门综合性的学科,旨在研究能源的转化、储存、利用和节约。
其主要目标是开发高效、低成本、环境友好的能源转化技术,促进能源的可持续发展。
2. 能源化学的研究领域能源化学的研究领域非常广泛,涵盖了许多重要的能源转化和利用技术。
以下是能源化学的一些主要研究领域:•燃料电池技术: 燃料电池是一种将化学能转化为电能的装置,具有高能量密度、低污染和高效率的特点。
能源化学专业研究燃料电池的催化剂设计、电解质材料开发、系统集成等关键技术。
•太阳能转化: 太阳能是一种清洁、可再生的能源。
能源化学专业研究太阳能的光电转化、光催化和光热转化等技术,以提高太阳能的利用效率和降低成本。
•储能技术: 储能技术是解决可再生能源不稳定性和间断性的关键。
能源化学专业研究锂离子电池、钠离子电池、超级电容器等储能装置的材料设计、电极反应机理等方面的问题。
•能源转化与利用: 能源化学专业还研究化石能源的高效利用和低碳转化技术,如石油炼制、煤气化、生物质能转化等。
通过优化能源转化过程,减少能源消耗和排放,达到节能减排的目标。
3. 能源化学专业的就业前景能源化学专业毕业生在能源领域,尤其是新能源领域有很广阔的就业前景。
以下是一些相关的就业方向:•能源研究机构: 毕业生可以到能源研究机构从事能源化学研究和开发工作,参与新能源技术的创新和应用。
•能源公司: 能源化学专业毕业生在能源公司从事燃料电池、太阳能和储能等相关领域的研发、生产和应用工作。
•环保部门: 能源化学专业毕业生可以在环保部门从事能源转化与利用的监测和评估工作,为环境可持续发展做出贡献。
•高校科研院所: 毕业生可以选择在高校和科研院所从事能源化学专业的教学和科研工作,培养和指导更多的专业人才。
化学工程与化学工艺在能源利用中的影响
化学工程与化学工艺在能源利用中的影响化学工程与化学工艺在能源利用中发挥着重要的作用。
随着人们对可持续能源和环境保护的需求增加,化学工程的研究和应用越来越成为推动能源行业发展的关键因素之一。
本文将探讨化学工程与化学工艺在能源利用中的影响,并分析其中的关键问题和挑战。
一、能源转换与储存化学工程与化学工艺在能源转换与储存方面发挥着重要作用。
化学反应是将一种形式的能源转化为另一种形式的关键途径。
以石化工业为例,化学工程帮助将化石燃料转化为燃气、煤油和其他燃料,以供人们使用。
同时,化学工艺也参与到能源储存中。
例如,电池技术的发展离不开化学工程的支持,不断推动电能转化和储存的效率和容量提升。
二、绿色能源的开发与利用化学工程与化学工艺在绿色能源的开发与利用中起到了至关重要的作用。
可再生能源,如太阳能、风能和生物质能等,被认为是减少碳排放和缓解能源危机的关键选择。
化学工程通过技术创新和工艺优化,推动了光伏电池、风力发电和生物质燃料等领域的发展。
同时,通过研究新材料和催化剂,化学工程也有助于提高绿色能源的产量和效率,推动其商业化应用。
三、能源效率的提升能源效率一直是能源利用领域的一个重要问题。
化学工程与化学工艺通过改进工艺流程和技术设备,提高了能源利用效率。
例如,在石化工业中,采用先进的分馏技术和催化剂,可以将原油转化为更多高附加值的产品,提高资源的利用率。
同时,化学工程还与能源管理和节能技术密切相关,通过优化能源系统和提高能源传递效率,降低能源消耗和浪费,减少环境负荷。
四、碳捕获与碳排放控制随着全球气候变化问题的日益严重,碳捕获与碳排放控制成为化学工程与化学工艺的重要任务之一。
化学工程通过研究和开发新的碳捕获技术,帮助减少二氧化碳等温室气体的排放。
同时,化学工艺也贡献于工业废气的净化与处理,将污染物转化为无害物质,减少环境污染。
综上所述,化学工程与化学工艺在能源利用中发挥着重要的影响。
通过能源转换与储存、绿色能源的开发与利用、能源效率的提升以及碳捕获与碳排放控制等方面的研究和应用,化学工程为能源行业的可持续发展做出了重要贡献。
化学在环境保护中的作用
化学在环境保护中的作用近年来,随着环境问题的日益严重,人们对环境保护的重视程度不断提高。
而在环境保护中,化学发挥着重要的作用。
化学技术和化学物质的应用,不仅可以有效减少和处理污染物,还可以开发可再生能源和绿色材料,为环境保护作出贡献。
本文将探讨化学在环境保护中的作用。
一、减少和处理污染物化学技术可以被广泛应用于减少和处理污染物的工作中。
首先,化学反应能够将有害废物转化为无害的物质。
例如,通过氧化反应,有毒的有机化合物可以被转化为二氧化碳和水,从而避免了对环境的危害。
其次,化学技术还可以用来分离和提纯污染物。
例如,利用溶剂萃取技术可以从废水中提取出有价值的金属离子,达到资源利用的同时减少了废物排放。
二、开发可再生能源在全球能源危机的背景下,化学在开发可再生能源方面起到了关键作用。
例如,太阳能电池的制造过程中就涉及到化学材料的研发。
化学技术不仅可以改善太阳能电池的效率,还可以降低其制造成本,使得太阳能电力成为一种可行的替代能源。
此外,化学技术还可以用于改进储能技术,提高能源利用效率,推动可再生能源的发展。
三、绿色材料的开发化学物质的应用还可以推动绿色材料的开发。
化学工程的研究可以帮助合成更环境友好的材料,如可降解塑料、生物基塑料等。
这些材料在使用过程中不会产生对环境有害的物质,具有更好的可持续性。
此外,化学技术还可以改善传统材料的性能,使其更加环保。
例如,在纺织行业中,采用化学方法可以使纤维材料更耐热、抗菌、防水等,减少对环境的损害。
四、环境监测与治理化学在环境监测与治理方面也起到了重要作用。
通过化学分析技术,可以准确检测和监测环境中有害物质的浓度。
这些数据有助于了解环境污染的程度,引导环境污染治理。
此外,化学技术还可以研发高效的污染治理方法。
例如,化学吸附剂可以吸附和去除空气中的污染物,如甲醛、苯等有机化合物,从而提高环境空气的质量。
综上所述,化学在环境保护中发挥着重要的作用。
通过减少和处理污染物、开发可再生能源、推动绿色材料的开发以及环境监测与治理,化学为环境保护贡献了自己的力量。
2014高考化学考前训练3
考纲展示(1)了解氧化还原反应的本质是电子的转移。
了解常见的氧化还原反应。
(2)了解化学反应中能量转化的原因,能说出常见的能量转化形式。
(3)了解化学能与热能的相互转化。
了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。
(4)了解热化学方程式的含义,能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
(5)了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。
了解化学在解决能源危机中的重要作用。
(6)了解原电池和电解池的工作原理,能写出电极反应和电池反应方程式。
了解常见化学电源的种类及其工作原理。
(7)理解金属发生电化学腐蚀的原因,金属腐蚀的危害,防止金属腐蚀的措施。
知识整合第一课时考点1 化学反应与能量1、几个概念(1)反应热:当化学反应在一定温度下进行时,反应所放出或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应,简称为反应热.(2)中和热:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成 1 molH20时的反应热叫做中和热.(3)燃烧热:20 ℃、 101 kPa 时, 1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时反放出的热量,叫做该物质的燃烧热,单位“KJ/mol”2、热化学方程式的书写(1)要注明反应的温度和压强、若反应不注明温度和压强,是在 298K 和 1.013*l05Pa 条件下进行。
(2)要注明反应物和生成物的聚集状态或晶型。
常用 s 、 1 、 g 、 aq 分别表示固体、液体、气体、稀溶液。
(3) △ H 与方程式化学计量数有关,注意方程式与对应△ H 不要弄错,化学计量数表示物质的量,可以是小数或分数(4)在所写化学反应方程式后写下△ H 的数值和单位 ( kJ/mol )。
(5)当△ H 为“一”或“△ H < 0”时,为放热反应;当△ H 为“ + ”或“△ H >0”时,为吸热反应。
3、关于反应热点计算(1)如果一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热相同。
利用盖斯定律可以间接计算某些无法直接测量的反应的反应热。
化学知识在能源和材料领域的应用
化学知识在能源和材料领域的应用1500字化学科学是研究物质的组成、性质和变化规律的学科,而能源和材料领域是全球科学研究和工业发展的两个重要方向。
这两个领域的相互依赖和互补促进了化学知识在能源和材料领域的广泛应用。
本文将重点介绍化学知识在能源和材料领域的应用,并探讨其带来的重要影响和未来发展方向。
一、化学知识在能源领域的应用能源是现代社会发展的基础和动力,而化学知识在能源领域的应用对于推动能源技术的发展至关重要。
1. 传统能源的利用和转化石油、天然气和煤炭等传统能源是我们日常生活和工业生产中最主要的能源来源,而化学知识的应用使得能源的开采、利用和转化更加高效和环保。
例如,化学反应可以将石油或天然气转化为燃料油、柴油和天然气等能源产品,同时还能够控制有害物质的排放,减少环境污染。
2. 新能源的开发和利用随着环境问题的日益突出,新能源的开发和利用成为解决能源危机和环境污染的关键。
化学知识在新能源领域的应用推动了太阳能、风能和地热能等清洁能源的发展。
例如,化学反应可以帮助太阳能电池转化光能为电能,同时还能够改善电池的效率和稳定性。
3. 电池技术的发展电池作为现代社会中不可或缺的能源存储和转化技术,化学知识在电池技术的开发和改进中发挥着重要作用。
化学反应的理论和实验研究为新型电池材料的设计和制备提供了依据,使得电池的容量、寿命和安全性得到了大幅提升。
这对于推动电动汽车、可再生能源等领域的发展具有重要意义。
二、化学知识在材料领域的应用材料科学和工程是一门研究材料的性质、结构和制备方法的学科,而化学知识在材料领域的应用为人类创造出了各种各样的先进材料。
1. 金属材料的研究和设计化学知识在金属材料的研究和设计中发挥着重要作用。
金属的组成和结构决定了其物理和化学性质,而化学反应则可以改变金属材料的结构和性能。
通过合理设计合金的配比和热处理工艺,可以获得具有特定性能(如高强度、高导电性等)的金属材料,广泛应用于汽车、航空航天等领域。
化学与能源认识化学在能源领域的应用和发展
化学与能源认识化学在能源领域的应用和发展化学与能源:认识化学在能源领域的应用和发展概述:化学作为一门探索物质结构、性质和变化的科学,对于能源领域的应用和发展起着重要的推动作用。
本文将详细介绍化学在能源领域中的应用,包括化学能的转化、化学储能技术、化学能源的发电方式和新能源的开发等方面,旨在探讨化学在能源领域中的重要作用以及对未来能源形势的影响。
一、化学能的转化化学能的转化是能源领域中的重要过程,常见的化学能转化包括燃烧、电化学反应和核能反应等。
1. 燃烧反应燃烧反应是化学能转化的常见形式,通过燃烧可以将化学能转化为热能和光能。
例如,化石燃料的燃烧可以产生大量的热能,用于供暖、发电和工业生产等方面。
同时,燃烧也伴随着废气的产生,其中包括二氧化碳等温室气体,对环境造成了不可忽视的影响。
2. 电化学反应电化学反应是将化学能转化为电能的过程,主要包括电池和燃料电池两种形式。
电池通过化学反应产生电流,常见的例子包括锂电池、铅酸电池和锌锰电池等。
燃料电池则通过氧化还原反应将燃料化学能直接转化为电能,具有高效能、环境友好的特点。
目前燃料电池已在交通运输、电力供应等领域得到广泛应用。
3. 核能反应核能反应是将核能转化为热能或电能的重要途径,核能在能源领域中具有巨大的潜力。
核裂变反应是目前主要的核能来源,通过分裂重核使核能释放,产生大量的热能和中子。
核聚变反应则是模仿太阳的能源产生过程,将轻核聚变为重核,释放巨大的能量。
虽然核能具有巨大的储能量,但也存在核废料处理和安全性等问题。
二、化学储能技术化学储能技术是指将化学能转化为可存储的形式,以便在需要时进行释放和利用。
常见的化学储能技术包括电池、超级电容器和化学储氢等。
1. 电池电池是一种将化学能转化为可用电能的储能装置,广泛应用于移动设备、交通运输和可再生能源等领域。
随着科技的进步,电池的技术也在不断发展,新型电池如锂空气电池、固态电池等正在研究和开发中,具有更高的能量密度和更长的寿命。
化学学科的发展和未来趋势
化学学科的发展和未来趋势化学作为一门研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的基础自然科学,自诞生以来,已经经历了数个重要的发展阶段。
从古代的炼金术,到现代的分子生物学,化学始终保持着探索未知、创造新知的活力。
本文将简要介绍化学学科的发展历程,并展望其未来趋势。
一、化学学科的发展历程1.古代化学古代化学,主要以炼金术为主,人们试图通过炼金术寻求点石成金的秘术,这一时期的化学研究多为神秘主义,缺乏科学依据。
2.近现代化学近现代化学的发展始于1661年,波义耳提出了化学元素的概念,标志着现代化学的诞生。
此后,原子论和分子学说的提出,使化学逐渐形成了科学的体系。
拉瓦锡、道尔顿、阿伏伽德罗等科学家为近现代化学的发展做出了巨大贡献。
3.20世纪化学20世纪化学的发展进入了黄金时期,量子力学、核磁共振、电子显微镜等先进技术的应用,使化学研究深入到原子、分子层面。
此外,高分子化学、有机合成化学、分析化学等领域取得了重大突破。
4.21世纪化学21世纪化学学科继续保持着快速发展的态势,纳米技术、生物技术、绿色化学等新兴领域成为研究热点。
化学在解决能源、环境、健康等全球性问题中发挥着重要作用。
二、化学学科的未来趋势1.绿色化学绿色化学是21世纪化学的重要发展方向,它强调化学反应的高效、原子利用率的提高,以及 minimize 或 eliminate 副产品生成。
绿色化学旨在实现化学过程的可持续性,减少对环境的影响。
2.生物化学生物化学是化学与生物学的交叉领域,研究生物大分子的结构、功能与相互作用。
随着生物学技术的不断发展,生物化学在药物研发、基因编辑、蛋白质工程等方面具有广泛的应用前景。
3.纳米化学纳米化学研究纳米尺度下的物质性质与变化规律。
纳米材料具有独特的物理、化学性质,广泛应用于电子、能源、环保等领域。
未来,纳米化学将在材料科学、催化科学等领域取得更多突破。
4.能源化学能源化学关注新能源的开发和利用,如燃料电池、太阳能电池等。
化学知识对社会发展和进步的贡献
化学知识对社会发展和进步的贡献化学作为一门自然科学,研究物质的组成、性质及其变化规律,对社会的发展和进步起到了不可忽视的作用。
它不仅为人类带来了众多的科技创新和生活便利,也对环境保护和资源利用提供了重要的支持。
本文将从产业发展、能源利用和环境保护三个方面,探讨化学知识对社会发展和进步所做出的贡献。
一、化学在产业发展中的贡献化学产业是当今世界经济的重要支柱之一,直接带动了全球化学行业的发展与进步。
化学知识的应用已深入到各个生产领域,为现代产业的快速发展和提高效能做出了巨大的贡献。
首先,化学知识在制药业中起到了至关重要的作用。
通过研究化学反应规律,科学家们能够将复杂的有机合成过程简化,并提高产量和纯度。
这使得药品的研发、生产和质量控制更加精确和高效,从而大大提高了人类健康水平和生活质量。
其次,化学在材料科学和工业制造中也发挥着重要作用。
比如,通过对材料的结构和性能进行研究,化学家们可以合成出具有特殊功能的材料,如高强度钢材、阻燃材料、抗菌材料等。
这些新材料的应用,不仅改善了各行各业的生产工艺和产品质量,还推动了新兴产业的发展,如新能源、新材料和高技术领域。
再次,化学知识在农业领域发挥着重要作用。
农业化学研究为农业生产提供了科学依据和技术支持,如土壤调理剂、杀虫剂、农药等的研发和应用,极大地提高了粮食和农产品的产量和质量。
同时,农药和化肥的使用合理化,减少了农业对环境的污染,实现了可持续农业的发展。
二、化学在能源利用中的贡献能源问题一直是全球关注的热点问题,而化学在能源领域的研究和应用,对能源开发和利用起到了重要的支持作用。
首先,化学知识在化石能源开采和利用中发挥着重要作用。
石油、天然气和煤炭等化石燃料的提炼、储运和加工,都离不开化学原理和技术手段。
化学的应用使得石油加工工艺更加灵活高效,提高了能源利用效率,降低了碳排放。
其次,化学知识在新能源开发中也起到了关键作用。
比如,光伏发电、风能发电和氢能利用等新能源技术的发展,都依赖于化学反应和材料的设计。
化学与绿色能源
化学与绿色能源在当今社会,绿色能源的开发和利用已经成为全球关注的焦点。
绿色能源源于可再生资源,如太阳能、风能和水能等,其发展既能减少环境污染,也能为人类提供可持续的能源供应。
而化学作为一门学科,对于绿色能源的研究和发展起着重要的推动作用。
首先,化学在可再生能源的转化和储存方面发挥着不可替代的作用。
例如,太阳能是一种广泛利用的绿色能源,但其直接转化为电能的效率相对较低。
在化学领域,人们通过研究并发展太阳能电池,将太阳能转化为可储存的化学能,从而提高能源的利用效率。
同时,化学储能技术的发展,如氢能源的储存和释放,为绿色能源的可持续利用提供了解决方案。
其次,化学还在新型材料的开发和应用中扮演着重要角色。
绿色能源设备和技术的发展需要高效的材料来支持其功能。
通过研究和设计新型材料,化学家们可以提高能源设备的效率和稳定性,同时减少对稀有资源的依赖。
例如,化学合成的纳米材料在太阳能电池、储能设备和催化剂等领域上有着广泛应用,为绿色能源技术的发展提供了坚实的基础。
此外,化学还在环境保护和减少污染方面发挥着重要作用。
化学方法可以用于净化废水、废气和固体废物,并转化为对环境无害的物质。
例如,化学吸附剂可以去除废气中的有害污染物,化学沉淀法可以将重金属离子从废水中沉淀出来。
通过化学技术的应用,可以有效减少污染物的排放和对环境的破坏,为绿色能源的可持续发展提供了有力支持。
最后,在催化剂的研究和应用方面,化学也扮演着重要的角色。
催化剂在能源转化和化学反应中起到加速反应速率的作用。
通过研究和开发高效的催化剂,化学家们可以降低能源转化的温度和能耗,提高反应效率。
在绿色能源领域,催化剂可以用于催化水电解制氢、二氧化碳还原和生物质转化等重要反应过程,从而实现对可再生能源的高效利用。
总之,化学在绿色能源的研究和应用中发挥着重要的作用。
通过化学的方法和技术,可以转化和储存可再生能源、开发高效的材料、减少污染物排放以及提高能源转化的效率。
化学技术在新能源开发中的多方面作用
化学技术在新能源开发中的多方面作用随着全球能源危机的逐渐凸显,新能源开发变得愈发重要。
在这个背景下,化学技术作为一门重要的学科,发挥了不可忽视的作用。
本文将从多个角度来探讨化学技术在新能源开发中的作用。
首先,化学技术在新能源生产中起到了关键作用。
例如,化学催化剂广泛应用于新能源生产中的反应过程中,显著提高了反应速率和选择性。
同时,化学反应工程的发展也使得新能源生产的规模化和高效化成为可能。
例如,化学反应工程可以通过设计合适的反应器和催化剂,优化反应条件,实现新能源的可持续生产。
其次,化学技术在新能源材料的研发中起到了重要作用。
新能源材料的开发与制备是新能源产业中的重要环节。
化学合成、溶剂法、胶凝法等化学技术的应用,可以制备出具有优异性能的新能源材料。
例如,化学合成可以合成出具有高能量密度的锂离子电池正极材料,溶剂法可以制备出高效的光伏材料,胶凝法可制备出高效的燃料电池催化剂。
这些新能源材料的研发为新能源的高效利用提供了坚实的基础。
此外,化学技术在新能源储存中也发挥了重要作用。
新能源的分布不均匀和间断性给储存带来了挑战。
而化学技术可以通过储能材料的开发和优化,解决这一问题。
例如,化学储能技术中的电化学储能,如锂离子电池和超级电容器,具有高能量密度和快速充放电性能,可以有效储存并迅速释放新能源。
此外,化学氢储存技术和化学反应储能技术的发展,也为新能源的大规模储存提供了多种选择。
此外,化学技术还在新能源利用过程中发挥了重要作用。
例如,在能源转化中,化学技术可以实现新能源的高效利用和降低能源转换的损失。
化学技术在催化反应、反应工程等方面的应用,可以提高新能源转化的效率和选择性。
此外,化学技术也在能源效率的提高方面发挥了重要作用。
例如,化学技术可以通过减少能源的消耗和废物产生,实现能源的可持续利用。
最后,值得一提的是,化学技术在新能源开发中的作用不仅仅体现在实验室里,更体现在工业应用中。
化学技术在新能源工业化过程中的应用,可以将实验室研究成果转化为实际生产力。
化学技术在新能源开发中的重要应用技巧
化学技术在新能源开发中的重要应用技巧随着全球能源危机的日益严重,新能源的开发成为了人们迫切关注的问题。
而化学技术正是在新能源开发中起着举足轻重的作用。
本文将探讨一些化学技术在新能源开发中的重要应用技巧,展现了化学在可持续发展方面的巨大潜力。
一、储能技术新能源的开发最重要的问题之一就是如何储存和利用能源。
化学技术提供了多种储能技术,其中最重要的一种是电池技术。
电池是一种将化学能转化为电能的设备,广泛应用于电动车、备用电源等领域。
随着化学技术的发展,新型电池技术如锂离子电池、燃料电池等涌现出来,大大提高了储能效率和可再生能源的利用率。
二、催化技术催化技术是化学技术在能源开发中的另一个重要应用领域。
催化剂可以加速化学反应速率,减少反应温度和能源消耗,提高化学反应的选择性和效率。
在新能源开发中,催化技术被广泛应用于石油炼制、生物质转化、氢能源产生等过程中。
例如,催化剂在生物质转化中可以将废弃物转化为生物酒精燃料,实现资源的高效利用。
三、光催化技术近年来,光催化技术作为一种新型的化学技术,被广泛应用于太阳能光电转换和水分解制氢等领域。
通过光催化剂的作用,可以利用太阳能将吸收的光能转化为化学能,实现能量的转换和储存。
光催化技术在新能源开发中具有巨大的应用潜力,可以实现能源的有效利用和减少对传统能源的依赖。
四、纳米材料技术纳米材料技术是近年来兴起的一项前沿技术,也在新能源开发中得到广泛应用。
纳米材料具有极高的比表面积和优异的光电性能,可以应用于太阳能电池、燃料电池、储氢材料等领域。
通过设计和合成纳米材料,可以提高能源转化的效率和储存容量,推动新能源技术的发展。
五、生物技术生物技术是一项将生物学和化学技术相结合的前沿领域,也在新能源开发中发挥着重要的作用。
例如,通过生物技术可以利用微生物将有机废物转化为生物燃料,实现资源的循环利用。
此外,生物技术还可以通过基因工程等手段改造植物细胞,提高生物质的产量和质量,为生物能源的开发提供了新的途径。
化学大一轮优选(全国通用)讲义:第23讲 化学能与热能 含答案
第六章化学反应与能量第23讲化学能与热能考纲要求考情分析命题趋势1.化学反应中的能量变化(1)化学反应的实质:__旧化学键__断裂和__新化学键__形成。
其中旧键断裂要__吸收__能量,新键形成会__释放__能量。
(2)化学反应的特征:既有__物质__变化,又有__能量__变化。
(3)化学反应中的能量转化形式:__热能__、光能和电能等,通常主要表现为__热能__的变化。
2.焓变、反应热(1)焓(H):用于描述物质__所具有能量__的物理量。
(2)焓变(ΔH):ΔH=__H(生成物)-H(反应物)__。
单位:kJ/mol或kJ·mol-1。
(3)反应热:指当化学反应在一定__温度__下进行时,反应所__放出__或__吸收__的热量,通常用符号Q表示,单位:kJ/mol或kJ·mol-1。
(4)焓变与反应热的关系:对于__等压__条件下进行的化学反应,如果反应中物质的能量变化全部转化为热能,则有如下关系:__ΔH=Q p__。
3.吸热反应和放热反应①大多数化合反应①大多数分解反应物质的稳定性与键能以及内能的关系(1)键能越大,物质的内能越低,该物质越稳定;键能越小,物质的内能越高,该物质越不稳定。
(2)键能与内能是密切相关的,键能可以理解为物质在分子状态的内能与其所形成的气态基态原子之间的内能之差,由于原子状态的能量基本相同,所以键能越大,意味着该物质的分子状态的内能越低,就越稳定,反之,越不稳定。
1.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×"。
(1)物质发生化学变化都伴有能量的变化。
(√)(2)伴有能量变化的物质变化都是化学变化.(×)(3)同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同.(×)(4)放热反应在任何条件下都可以发生,吸热反应不加热就不能发生。
(×)2.伴随下列变化而发生的能量变化中,属于反应热的是(B)A.形成1 mol H-Cl键放出的能量B.石墨转化成金刚石吸收的能量C.Na变成Na+吸收的能量D.水蒸气变成液态水放出的能量3.下列变化过程,属于放热反应的是(B)①生石灰与水反应②NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O混合搅拌③醋酸电离④固体氢氧化钠溶于水⑤H2在Cl2中燃烧⑥浓H2SO4稀释⑦酸碱中和反应A.①②⑤ B.①⑤⑦C.①④⑤⑥⑦D.③⑥⑦正确理解反应过程、能量图像E1:旧键断裂吸收的能量表示正反应的活化能。
如何利用化学知识解决社会问题
如何利用化学知识解决社会问题化学知识在解决社会问题中发挥着重要作用。
从环境污染到新能源开发,从食品安全到医药研发,化学知识的应用无处不在。
本文将探讨如何利用化学知识解决社会问题,并介绍几个具体的例子。
一、解决环境污染问题环境污染是当今社会面临的严峻挑战之一。
化学技术可以帮助我们减少污染物的排放,实现清洁生产。
例如,催化剂的运用可以促进废气的净化和二氧化碳的转化,使其变为对环境无害的物质。
此外,化学方法还可以合成高效的吸附剂,用于净化水源、土壤污染治理等方面。
二、发展可再生能源创新的化学技术为可再生能源的开发和利用提供了重要的支持。
例如,利用太阳能光伏电池将太阳能转化为电能,就是在化学技术的帮助下实现的。
此外,化学反应可以将生物质转化为生物燃料,成为解决能源危机和减少化石燃料消耗的一种可行途径。
三、改善食品安全问题食品安全一直是社会关注的焦点。
化学分析技术可以检测食品中的农药残留、重金属污染等有害物质,确保食品安全。
同时,通过添加适量的食品添加剂,如防腐剂和抗氧化剂,可以延长食品的保质期并保持食品的口感和营养价值。
四、推动医药研发与创新化学知识在医药研发领域起着举足轻重的作用。
药物的合成、提纯和药效的研究都离不开化学技术。
许多重要的药物都是通过化学手段合成或改良得到的,包括抗癌药物、抗生素等。
此外,利用纳米技术,化学家们开发出了许多具有特殊功能的纳米材料,用于制造新型医疗设备、药物传递系统等,推动了医药研发的进展。
总之,利用化学知识解决社会问题是一项具有重要意义的任务。
随着科技的不断进步,我们可以期待化学技术更广泛地应用于环境保护、能源开发、食品安全和医药创新等领域,为解决社会问题做出更大的贡献。
只要不断推动科学研究,加强技术创新,化学知识将继续为我们创造更美好的未来。
浅谈化学在解决能源危机中的重要作用
化学在解决能源危机中的重要作用摘要:当今世界开发新能源迫在眉睫,原因是目前所用的能源如石油、天然气、煤,均属不可再生资源,地球上存量有限,而人类生存又时刻离不开能源,所以必须寻找新的能源氢能是高效清洁环保型能源,在我国发展氢能源具有重要的战略意义。
而且我国氢的来源极为丰富,技术水平也有了一定的基础,水电解制氢、生物质气化制氢等制氢方法,现已形成规模。
关键词: 氢能;新能源;必然性;氢能源的优劣势一、氢能源(一)氢能源简介氢能是一种二次能源,它是通过一定的方法利用其它能源制取的,而不像煤、石油和天然气等可以直接从地下开采、几乎完全依靠化石燃料。
随着石化燃料耗量的日益增加,其储量日益减少,终有一天这些资源将要枯竭,这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的储量丰富的新的含能体能源。
氢正是这样一种在常规能源危机的出现和开发新的二次能源的同时,人们期待的新的二次能源。
氢位于元素周期表之首,原子序数为1,常温常压下为气态,超低温高压下为液态。
作为一种理想的新的合能体能源,它具有以下特点:l、重量最轻的元素。
标准状态下,密度为0.8999g/l,-252.7℃时,可成为液体,若将压力增大到数百个大气压,液氢可变为金属氢。
2、导热性最好的气体,比大多数气体的导热系数高出10倍。
3、自然界存在最普遍的元素。
据估计它构成了宇宙质量的75%,除空气中含有氢气外,它主要以化合物的形态贮存于水中,而水是地球上最广泛的物质。
据推算,如把海水中的氢全部提取出来,它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍。
4、除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的,为142,351kJ/kg,是汽油发热值的3倍。
5、燃烧性能好,点燃快,与空气混合时有广泛的可燃范围,而且燃点高,燃烧速度快。
6、无毒,与其他燃料相比氢燃烧时最清洁滁生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质,少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境,且燃烧生成的水还可继续制氢,反复循环使用。
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化学在解决能源危机中起着重要的作用能源消费总量预测:在过去20年间,我国一次能源消费总量逐年增加,人均年能源消费量从80年代初期的约100千克/人增长到1996年的145千克/人。
预测到2010年人均能源消费量将增长到158.6千克/人,2020年将达到172.2千克/人,2050年增加到212.6千克/人。
尽管人均年能源消费量在未来50年都保持增长趋势,但我国能源年均消费增长率却一直处于下降趋势,80年代初期的年均能源消费增长率为7%—8%,90年代下降到5%—6%。
预测2010年我国能源消费增长率将下降到3.58%左右,至2020年降为3%,2050年降为1.05%左右,达到发达国家现今的能源消费增长水平。
与此同时,我国单位国内生产总值的能源消耗量也逐渐降低,1980年单位国内生产总值的能源消耗量约为40吨油当量/万美元,到1998年下降到14.6吨油当量/万美元。
预测到2050年我国单位国内生产总值的能源消耗量将降至3吨油当量/万美元左右,达到目前中等发达国家的水平。
此外,随着能源利用效率的提高,能源消费弹性系数也呈下降趋势。
据此预测,2010年我国能源消费总量为17.38亿吨标准煤,2020年为22.59亿吨标准煤,2030年为27.79亿吨标准煤,2040年为32.23亿吨标准煤,2050年为35.61亿吨标准煤。
在新经济论者看来,新经济-知识经济的出现业已改变了当代经济活动的性质。
在工业经济时代,能源和其它原材料是生产活动的基础,能源、原材料的价格对产品成本影响很大,直接决定投入-产出比,对经济效益具有很大的决定作用。
而在新经济-知识经济时代,在传统经济中扮演重要角色的能源、原材料的地位大大下降了,对经济活动的整体效率已经起不了决定性作用。
这种状况在新经济滥觞的西方发达国家显得尤为突出。
今后半个世纪将是我国完成工业化过程的重要时期。
工业发达国家在这个过程中都经历了从全球获取所需资源以保证其高度消费的过程。
如今,随着发展中国家的崛起,全球资源日趋紧张,完全照搬发达国家所走过的资本、资源高度消耗的模式已不可能也不应该。
因此,我们必须充分发挥先进文化和先进技术的作用,寻求工业化进程中新的社会发展模式,以保证在减少资源消耗的条件下,保持经济的高速发展。
这是建设节约型社会的题中应有之意。
节约型社会所包含的内容很多,这里我仅以工业领域为例来谈谈这方面的认识。
工业化过程主要是为了满足人们在衣食住行等物质生活及文化娱乐等精神生活方面的需求。
为此,必须建立起庞大的制造业,以便能够生产人们所需要的消费品。
制造业需要设备、材料和能源。
该领域资源的节约主要依靠采用高效、节能的先进设备和工艺流程,利用现代先进技术。
在工业化过程中,有两个高消耗资源的领域,即建筑业和汽车工业。
这两大产业的发展能够带动钢铁、水泥、玻璃、塑料、木材、电子设备等一系列产业的发展,从而成为各国工业化过程中的产业发展龙头和支柱。
我国也有同样的趋势。
从建筑业来看,改善居住条件是每个人的愿望。
随着人均收入的增长,人们对住房的要求也越来越高,这是必然的趋势。
今后几十年,我国的建筑业必然会经历一个高涨的时期。
倘若我们仍然主要依靠钢筋水泥以及传统材料,伴随这些原材料需求量的大幅增长,我国现有资源状况将难以承受。
因此,必须加速对节约能源、资源的新型建筑材料的研究开发及推广应用。
目前我国建筑物在隔热、采光等方面存在很多缺陷,大量的能源主要用于保温、制冷、采光,造成了能源的极大浪费。
为了减少能源的消耗,在建筑设计中应大力研究改进隔热、采光的途径,并尽量利用太阳能以节约能源。
随着生活水平的提高,人们对交通运输的需求也日益增长。
汽车是最方便的工具,因为它是可以携带物品从出发点直达目的地的机动工具。
但是大量发展汽车,除生产过程要消耗钢铁、玻璃、塑料等材料外,在使用中,停车场、公路要占土地资源,行驶要消耗汽油、柴油等燃料。
按照工业发达国家的发展模式,今后几十年,我国可能将拥有数亿辆汽车,这对资源状况来说也是难以承受的。
因此,必须大力提高汽车的燃烧效率,降低单车的耗油率。
但是,仅仅依靠这些解决不了根本问题,还必须根据我国国情,研究、寻找交通运输的最佳模式,尽量做到资源的最大节约。
在最近有关中国能源战略和改革的研讨会上,陈博士提到中国能源政策的国际影响力将越来越大。
为了使中国的能源政策得到广泛的理解和支持,陈博士就如何应对这些可能的国际影响提出了一些建议。
第一,就是在制定中国能源政策中必须考虑的国际因素和需要吸取的世界上其他国家的经验和教训。
能源市场,特别是石油市场,是一个全球化的市场。
但能源产品并不是一个象大米和小麦那样的产品,它有很大的地缘政治成分。
如果不考虑国际市场的局势,不了解发展趋势,不充分分析并吸取别的国家在能源市场体制改革上的经验或教训,光看国内的情况,这样制定出来的能源政策可能是很不现实的。
在这方面,我想国内的研究人员和政策制订者已经开始意识到了,并在这方面做努力。
第二,也就是您所说的中国能源政策的国际影响。
中国目前在能源生产和消费,石油消费,电力市场,二氧化碳排放等方面都是世界第二,仅次于美国。
在煤炭生产和消费以及二氧化硫排放方面还是世界第一。
随着中国经济的持续发展,对能源需求的不断增加,对世界能源市场的影响也将大大地加大。
以石油市场为例。
从1995到2002年的7年中,中国的石油需求以每年7%的速度递增,需求增量占全世界同期石油消费增加总量的30%。
有些年份,如2002年,这一比例还达到三分之二。
中国作为一个在全球化市场里的消费大国,目前所制定的有关今后发展趋势的能源政策必将对全球市场产生巨大影响。
由于能源与环境的紧密联系,中国的能源政策也将对本国和全球的环境产生巨大影响。
根据我国能源面临的严峻形势和国内外能源科技的发展趋势,我国中长期能源产业发展的基本方针应是:节能为本,多元发展,通过科学用能和积极开发国内外资源,为全面建设小康社会提供能源保障,实现一次能源翻一番,国民经济翻两番,为建立充足、清洁、经济和安全的可持续发展的能源结构打下基础。
大力发展一次能源,确保能源总量供应,发展洁净煤技术,积极开发石油、天然气,发挥先进开采技术的作用。
在迅速发展水电的同时,必须高度重视生态环境保护。
新型安全高效输配电系统对提高电网的经济性、可靠性和稳定性都有重要意义。
发展核电,是实现我国能源结构优化和调整能源资源分布不平衡的重要途径。
努力实现多层次全社会节能战略,提高能源利用效率。
研发科学用能新方法、新材料、新系统与新工艺,研发新能源和可再生能源,改善能源结构,减少环境污染。
能源科学与工程今后的发展方向:1 提高环保意识环境污染已成为制约经济、社会发展,危及人类生存的重要因素,能源发展必须与环境治理统筹考虑,决不能走先污染后治理的老路。
所有新建、扩建、改建和技术改造项目,必须坚持治污设施与项目主体工程同时设计、同时施工、同时投产的方针。
必须积极推进经济增长方式的转变,要采用先进适用技术装备,淘汰落后设备,严格禁止能源消耗大、污染严重的产品生产。
必须加强法制建设,严格执行排放法规,要把环境保护建立在法制的基础上。
政府应加大环保资金的投入。
2 提高能源利用效率在我国能源构成中,煤炭约占70%,提高煤碳利用效率,可以从以下几个方面来考虑(1)工业锅炉大型化。
全国现约有60万台工业锅炉,由于锅炉容量小、效率低,年耗煤达4亿吨,平均热效率仅有60%。
我国应推广热电联供、集中供热或分片供热系统以取代分散的小锅炉,不仅可降低煤耗,而且将大大改善环境。
(2)火电机组近代化。
我国火力发电占总发电量的75%,2002年火电装机容量已达3亿千瓦。
我国火电平均煤耗比工业发达国家约大1/3,主要原因是火电机组设备落后,效率低。
应有计划地淘汰中小型低压机组,发展30—90万千瓦亚临界和超临界机组,逐步使电厂热效率接近40%,同时发展超超临界大机组,使电厂热效率接近45%。
(3)发展先进的高效低污染的燃煤发电技术。
包括循环流化床燃烧发电(CFBC)、增压流化床燃烧联合循环发电(PFBC-CC)、整体煤气化联合循环发电(IGCC)及磁流体 蒸汽联合循环发电(MHD-CC),我国在上述四个方面已开展了相应的工作,并取得了一定的进展。
3 采用洁净煤技术(1)煤炭燃烧前处理。
包括:①洗选处理,除去或减少原煤中所含的灰分、矸石、硫等杂质,洗选效率应达到95%以上;洗选煤技术有4种:筛分、物理选煤、化学选煤及细菌脱硫。
②用机械方法将粉煤和低品位煤制成一定形状和粒度的煤制品,高硫煤成型时加入适量的固硫剂,可大大减少二氧化硫的排放。
(2)煤炭燃烧过程中净化。
研制新型燃烧器,如低NOx燃烧器,使燃料和空气逐渐混合,或调节燃料与空气的混合比,降低火焰温度,减少NOx生成。
流化床燃烧,把煤和吸附剂加入燃料床层中,沸腾燃烧,减少SO2排放,且燃烧温度较低,大大减少NOx生成量。
(3)煤炭燃烧后净化。
采用湿式或干式脱硫工艺,效率可达90%;在大型电站中应采用静电除尘,除尘效率可达99%。
(4)煤炭气化。
煤炭气化是把适当处理过的煤送入反应器,通过气化剂 空气或氧和蒸汽在一定温度压力下转化成气,可以在燃烧前脱除气态硫和氮组分。
还有地下煤层气化也值得进行研究和开发。
(5)煤炭液化。
上世纪90年代已完成了万吨级煤基合成液体燃料关键技术及工业软件开发,已发展到可产业化阶段。
我国对煤制甲醇,二甲醚,F T合成油等多种可供汽车用液体燃料做了大量工作,尚应继续进行研究。
(6)发展水煤浆技术。
其对贯彻执行国家以煤代油、压缩烧油的能源政策,合理利用能源,加强环境保护,是一种现实可行的选择。
(7)绿色煤电计划。
最近华能集团公司提出“绿色煤电”计划,总体目标是研究开发、示范推广煤基能源系统,以煤气化制氢和氢能发电为主,并对CO2进行分离和处理,大幅度提高煤炭发电效率,使煤炭发电系统的污染物接近零排放。
4 提高石油利用效率我国石油生产与资源不足,2000年进口量已达9000万吨,2020年可能达到1.4亿吨,除大力发展石油工业和参与国际开发外,应进行各方面的节油技术研究,千方百计节约用油。
目前内燃发动机用油已占全国石油消费量1/2以上,必须进一步提高发动机热效率。
提高石油利用效率和降低排气污染的关键技术,可采取以下措施并开展研究:(1)汽油机缸内直接喷射及分层稀燃技术。
(2)共轨式电控高压燃油喷射技术。
(3)醇类(甲醇、乙醇)燃料用于点燃式内燃机替代燃料。
(4)可用近年来发现的二甲基醚 DME 作为压燃式发动机的新燃料。
(5)多气门技术。
增加流量系数,喷油嘴、火花塞可以中心布置以提高燃烧效率。
(6)废气再循环技术。
将部分废气引入新鲜进气,通过降低温度以达到降低NOx的目的。
(7)排气后处理技术。