未来的新能源——生物质能与核能

未来的新能源——生物质能与核能

摘要：该文从生物质能、核能的基础理论出发，从生物质能的支持燃烧、物化转化、生化转化等方面介绍了国内生物质能的发展现状。核能以其清洁、安全、技术成熟、供应能力强、能大规模应用的特点得到了发达国家的青睐，我国已做出积极推进核电发展，加快核电建设，提高核电在电力供给中的比重，以适当缓解电力增长与交通运输、环境保护的矛盾，随着人们对核能的了解与掌握，在未来新能源的利用方面会越来越广阔。

关键词：新能源生物质能可持续发展核能应用核电发展太阳能、风能、汽油、瓦斯等能源是人类维持生存和社会发展的原动力，太阳给了人类所需要的光与热，太阳能是指太阳的辐射能量，在现代用作太阳能发电；风能是风力带动发电机发电；汽油是推动汽车行驶和机械运动的化石能源；瓦斯可以用来做饭、取暖。总之，人类的生活离不开能源。近年来，发达国家在核分裂、核融合和太阳能的应用方面迅猛，补偿一部分能源供应市场燃料因其蕴藏量有限且日益枯竭和环境污染严重，因此人类寻求新能源替代传统能源显得愈来愈紧迫了。该文介绍的两种新能源将是人类未来应用前景广泛而倍受青睐的能源—生物质能与核能。

1 生物质能

生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括地球上所有

的动物、植物和微生物。生物质能是指太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它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”，是可再生的能源和碳源。

1.1 生物质能的特点

（1）可再生性：它是通过植物的光合作用实现再生,资源丰富,可维持能源的永久利用，是可再生能源。

（2）广泛的分布性。

（3）低污染性：生物质能的硫含量、氮含量较低，所以燃烧过程中生成的硫化物和氮化物较少，生物质能在作为燃料使用时，二氧化碳净排放量接近零，可避免产生大气层的“温室效应”。

(4)能源总量极其丰富：生物质能作为世界第四大能源，仅次于煤炭、石油和天然气。生物学家曾经估算过地球陆地每年能生产出1000～1250亿t生物质，海洋年生产500亿t生物质。生物质能的年生产量远远超过全世界总能源需求量，是现在世界总能耗的10倍。目前，我国可开发为能源的生物质能到达3亿t。随着农林业的发展，生物质能的能源总量将会变得极其丰富。

(5)广泛应用性：生物质能可以以沼气、压缩成型固体燃料、气化生产燃气、气化发电、生产燃料酒精、热裂解生产生物柴油等形式

存在，应用在国民经济的各个领域。[1]

1.2 生物质能的分类

按照来源可将生物质能分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、地沟油、城市固体废物和畜禽粪便等。

1.3 生物质能的应用形式

(1)直接燃烧和固化成型

(2)生物质能的气化

(3)液体生物燃料

(4)沼气

(5)生物制氢

(6)生物质能发电技术

(7)原电池

1.4 生物质能的意义

现阶段，我国经济发展迅速，21世纪将面临着经济增长和环境保护的双重压力。因此，我们必须要改变能源生产和消费方式，开发利用生物质能等可再生的清洁能源资源对建立可持续的能源系统，促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。

2 核能

核能是核裂变能的简称。它是由铀U235原子核在吸收一个中子以后能分裂，在放出2～3个中子的同时伴随着一种巨大的能量，这就是核能。核能是通过重核裂变与轻核聚变获得的。原子弹、核电站、核反应堆等都利用了核裂变的原理。氢核在几千万度以上的高温条件发生聚合反应。目前国际核能的应用已经处于国际第四代核能利用阶段，我国核电已由起步阶段进入发展阶段，具有自主设计建造第二代核电的能力。

2.1 核能在核电站领域的应用

核电是属于清洁能源，不排放有害物质，能改善环境质量，保护人类赖以生存的生态环境。世界上核电国家的核电站的前期投资高于传统的燃煤电厂，但从长远来看核燃料成本远远地低于燃煤成本，核燃料反应释放的能量远远高于化石燃料燃烧所释放出来的能量，且核燃料取之不竭，因此核电站的总发电成本低于火电成本。

2.2 核能发电的特点[1]

（1）核能发电不会造成空气污染。

（2）核能发电不会产生二氧化碳。

（3）核能发电的成本较其他发电方法低得多。

（4）核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。

（5）核放射污染应慎重处理，且需面对相当大的政治困扰，兴建核电厂较易引发政治歧见纷争。

（6）核能发电厂前期投资成本较高，风险大，热污染较严重。

（7）核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。

（8）核电厂的反应器内有大量的放射性物质，若不慎释放到外界环境中，会破坏生态环境，对人类造成伤害。

2.3 国内核能发展的趋势[2]

核电站只需消耗很少的核燃料，就可以产生大量的电能，每千瓦时电能的成本比火电站要低20%以上。核电站还可以大大减少燃料的运输量，核电的另一个优势是干净无污染，几乎是零排放，中国正在加大能源结构调整力度。目前中国能源结构仍以煤炭为主体，清洁优质能源的比重偏低。中国目前建成和在建的核电站总装机容量为870万kW，预计到2010年中国核电装机容量约2000万kW。中国国家发展改革委员会正在制定中国核电发展民用工业规划，准备到2020年中国电力总装机容量预计为9亿kW时，核电的比重将占电力总容量的4%，即是中国核电在2020年时将为3600～4000万kW。从核

电发展总趋势来看，中国核电发展的技术路线和战略路线早已明确，从根本上“永远”解决能源需求的矛盾。

3 结语

（1）生物质能使用安全性高，符合“绿色、低碳、环保”的国家发展目标，是值得开发和推广的；对于核能的开发因安全性差、技术较国外落后2代应采取慎重的态度开发。

（2）随着人口增加，耗能总量也随之增加，目前，全球都面临着传统能源的紧张，各国都对可再生能源的开发都较为重视。

（3）积极开发新能源、节约传统能源已经成为人类社会可持续发展所共同面对的主题。

参考文献

[1]邢继俊，黄栋.中国城市低碳经济网,2013-05-15.

[2]赵刚.低碳经济报告[M].北京：电子工业出版社,2010.