电化学技术在新能源研发中具体应用

(2)化石燃料造成严重环境污染和气候异常
化石燃料的使用引起的环境污染,排放的 C有O关2会机造构成已温向室联效合应国，发使出全警球告气，候如变再暖不。对 C界O的2的气排候放将采产取生严不厉可措逆施转，的在变1化0年。内我，国世的 环境污染问题更是日趋严重，目前，我国 C国O之2排后放位量居占第世二界，总估排计放到量20的251年4％，，将在位美居 第一。在本世纪初联合国关于环境污染的 调查中，发现在世界上十个环境污染最严 重的城市中，七个在中国。它们是太原、 北京、乌鲁木齐、兰州、重庆、济南和石
2.能源的种类
大自然赋予人类的能源是多种多样 的，一般可分为常规能源和新能源 两大类。常规能源包括煤炭、石油、 天然气和水能，而新能源有生物质 能、核能、风能、地热能、海洋能、 太阳能和氢能等。其中煤炭、石油、 天然气被成为化石能源，水能、生 物质能、风能、太阳能和氢能等是 可再生能源。
3.化石能源的问题
(d)生物柴油。从油料植物提取植物油，经 甲酯化得生物柴油。它有含氧高、含硫低、
(3)生物质能利用的环境污染少
由于生物质利用过程中释放的CO2 是其生长过程通过光合作用从环境吸 收的，所以生物质能的利用过程不排 放额外的CO2，而对环境污染少。 生物质能的利用还能降低污染。如可 利用生物质热解汽化技术处理生活垃 圾等，可得到以甲烷为主的燃气，实 现垃圾的减量化、无害化、资源化。
电化学技术在新能源 研发中的具体应用
一.能源的概况 1.能源的重要性
自古以来，人类就为改善生存条件和促进 社会经济的发展而不停地进行奋斗。在这 一过程中，能源一直扮演着重要的角色。 从世界经济发展的历史和现状来看，能源 问题已成为社会经济发展中一个具有战略 意义的问题，能源的消耗水平已成为衡量 一个国家国民经济发展和人民生活水平的 重要标志，能源问题对社会经济发展起着 决定性的作用。
4. 21世纪世界能源发展趋势
(1)节能技术将备受重视
节能就是提高能源利用率，减少能源的浪费。 目前节能技术水平已是一个国家能源利用 情况的综合性指标，也是一个国家总体科 学技术水平的重要标志。许多研究报告指 出 ， 依 靠 节 能 可 以 将 能 源 需 求 量 降 低 2530%。
我国在能源利用方面的效率很低，我国的 能耗很高，是世界平均水平的2倍，发达国 家的5-10倍，因此更应重视节能技术，我 国应该充分重视化石能源的高效利用。
(2)生物质能可多途径利用
(a)直接燃烧。其热能和蒸汽可发电，技术 成熟，但效率低。
(b)生物转化。包括制沼气和水解发酵制取 醇类。生物质制甲醇和乙醇技术基本成熟， 但生产成本较高。生物质制沼气技术相当 成熟。2002年全国已建1300多万个沼气 池。
(c)光热转化。通过气化、裂解、光催化等 技术，获得气、液体燃料来发电。
(2)世界能源系统将发生重大变革
据预测，20世纪形成的以化石燃料为主 的世界能源系统将在21世纪转换成以可 再生能源为主的新的世界能源系统。在 20世纪末，化石燃料的使用量占了世界 一次能源用量的89.5%。据世界能源委 员会(WEC)和国际应用分析系统研究所 的研究报告认为，在20世纪上半叶，化 石燃料仍将是世界一次能源的主体，但 到21世纪下半叶，太阳能、生物质能、 风能等新能源将占世界能源的50%左右。
(1)化石能源的短缺
能源是人类赖以生存和社会发展的重要 物质基础，是国民经济发展的命脉，但 目前主要使用的化石能源的储量不多。 据2002年世界探明的化石能源的储量和 使用量统计，世界上煤、石油和天然气 的储采比分别为204、40和60年，中国 的情况更为严峻，据2002年统计，中国 煤、石油和天然气的储采比只有82、15 和46年。这表明在人类历史的长河中， 只有很短的一段时间能使用化石能源。
(3)煤炭将作为过渡能源而受到重视
由于石油和天然气的储量较少，而煤炭储量 相对较多，因此煤炭将作为一种过渡能源 而在21世纪上半叶受到重视。主要发展的 技术是洁净煤技术、煤液化和汽化技术。
(4)新化石能源的开发将得到强化
近年来发现，在海洋300米深处有甲烷水合 物存在。目前，甲烷水合物的开发已经受 到特别的关注。据估计，世界甲烷水合物 的储量可能超过石油、天然气和煤炭储量 的总和。因此，甲烷水合物作为储量巨大 的未开发能源开始受到世界各国的高度重 视。
(5)核能的利用将进一步得到重视
据国际原子能机构统计，在20世纪末，全世界运行的 核电站有436座，总发电量为3.5亿千瓦。这些电站主 要分布在美、法、日、英、俄等31个国家，近年来， 由于担心核电站运转的安全性、核废料对环境的影响 和核技术扩散对世界安全性的影响，核能的发展在发 达国家已有下降趋势，但在亚洲地区仍有强劲的增加 趋势，我国准备在今后几年内建造4座核电站。
受控核聚变是一直受人们关心的技术，因为在海水中 大约有23.4亿万吨氘，如受控核聚变技术在21世纪能 得到应用，在21世纪末，核能可望占世界一次能源的 30%左右。
(6)可再生能源的开发将越来越受到重视
鉴于化石燃料的短缺及化石燃料的使 用引起严重的环境污染和气候异常， 人们对新能源的开发越来越重视。其 中水力能、地热能、海洋能和风能的 可利用资源有限，因此，太阳能、生 物质能和氢能的利用将倍受关注。
随着我国经济的持续高速增长，对能源 的需求也持续攀升。我国一次能源消费 总量从1978年的5.3亿吨标准煤，上升 到2002年的14.3亿吨。据估计，我国在 2004、2020和2050年的石油消费量达 3、4.5和6亿吨，其中进口量分别为1、 2.7和4亿吨。4亿吨的进口量相当于目 前美国的石油进口量，这不但会制约我 国经济的可持续发展，而且对国家的安 全也十分不利。
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二．生物质能的利用
1．生物质能的优点
(1)生物质来源丰富
地球上每年生长的生物质总量约14001800亿吨，相当于目前世界总能耗的10 倍，我国的生物质能也极为丰富，可作 为能源开发的生物质能总量可达4.5亿吨 标准煤。加上生物质能可再生。因此， 生物质能的高效、规模化利用可有效缓 解世界能源供需矛盾。