9第九讲 绿色化学与现代生活之--绿色能源

2、可燃冰
2、生物质能的应用
沼气、压缩成型固体燃料、气化生产燃气、 生产燃料酒精、热裂解生产生物柴油等。 开发利用生物质能对中国农村更具特殊意义。 中国80％人口生活在农村，秸秆等生物质能 是农村的主要生活燃料。尽管煤炭等商品能 源在农村的使用迅速增加，但生物质能仍占 有重要地位。因此发展生物质能技术，为农 村地区提供生活和生产用能，是帮助这些地 区脱贫致富，实现小康目标的一项重要任务。
二、能源的分类
1、一次能源与二次能源
一次能源是自然界中以原有形式存在的、未经加工转 换的能量资源。又称天然能源。包括化石燃料(如原 煤、原油、天然气等)、核燃料、生物质能、水能、 风能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等。
二次能源是一次能源经过加工或转换成为其他形式的 能源产品。如原煤加工成洗精煤；洗精煤转换成焦炭、 煤气；原油加工成各种石油制品；煤、油转换成电力、 热力等，则洗精煤、焦炭、煤气、石油制品、电力、 热力等都是二次能源。
1、生物质能的特点 (1) 可再生性 生物质属可再生资源，生物质能由于通过植物的光合 作用可以再生，与风能、太阳能等同属可再生能源， 资源丰富，可保证能源的永续利用； (2) 低污染性 生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、 NOX较少；生物质作为燃料时，由于它在生长时需 要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而对 大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温 室效应； (3) 广泛分布性 缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能；
②开发利用可再生能源是保护环境、应对气候
变化的重要措施。目前，我国环境污染问题突
出，生态系统脆弱，大量开采和使用化石能源
对环境影响很大，特别是我国能源消费结构中
煤炭比例偏高，二氧化碳排放增长较快，对气
候变化影响较大。可再生能源清洁环保，开发
利用过程不增加温室气体排放。开发利用可再
生能源，对优化能源结构、保护环境、减排温 室气体、应对气候变化具有十分重要的作用。
村地区的生物质资源转换为商品能源，使可再生能源
成 为农村特色产业，有效延长农业产业链，提高农业
效益，增加农民收入，改善农村环境，促进农村地区 经济和社会的可持续发展。
百度文库
④开发利用可再生能源是开拓新的经济增长领域、 促进经济转型、扩大就业的重要选择。 可再生能源资源分布广泛，各地区都具有一定的可 再生能源开发利用条件。可再生能源的开发利用主 要是利用 当地自然资源和人力资源，对促进地区经 济发展具有重要意义。同时，可再生能源也是高新 技术和新兴产业，快速发展的可再生能源已成为一 个新的经济增长点，可以有效拉动装备制造等相关 产业的发展，对调整产业结构，促进经济增长方式 转变，扩大就业，推进经济和社会的可持续发展意 义重大。
此外利用地热给工厂供热，如用作干燥谷物和食品的热源， 用 作硅藻土生产、木材、造纸、制革、纺织、酿酒、制糖等生产 过程的热源也是大有前途的。 我国利用地热供暖和供热水发展也非常迅速，在京津地区已成 为地热利用中最普遍的方式。
③水能
水能是一种可再生能源，是清洁能源，是指水体的动 能、势能和压力能等能量资源。
三、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 所有的动植物和微生物。而所谓生物质能，就是太阳 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。它直接或间接地来源于绿色植物 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，是一种可再生能源，同时也是 唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于 太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表 现形式。目前，很多国家都在积极研究和开发利用生 物质能。生物质能蕴藏在植物、动物和微生物等可以 生长的有机物中，它是由太阳能转化而来的。
地热发电是地热利用的最重要方式。地热发电和火力发电的原 理是一样的，都是利用蒸汽的热能在汽轮机中转变为机械能， 然后带动发电机发电。所不同的是，地热发电不象火力发电那 样要装备庞大的锅炉，也不需要消耗燃料，它所用的能源就是 地热能。
也可将地热能直接用于采暖、供热和供热水是仅次于地热发电 的地热利用方式。因为这种利用方式简单、经济性好，备受各 国重视，特别是位于高寒地区的西方国家，其中冰岛开发利用 得最好。由于没有高耸的烟囱，冰岛首都已被誉为“世界上最 清洁无烟的城市”。
2、绿色能源与生物能源
目前人们常常提到的绿色能源，通常指的是太阳能、 氢能、风能等，但另一类绿色能源，就是绿色植物给 我们提供的燃料，我们又叫生物能源或物质能源。其 实，这种生物能源是一种古老的能源，千万年来，我 们的祖先都是伐树、砍柴烧饭、取暖、生息繁衍。这 样生存的后果是给自然生态平衡带来了严重的破坏。 沉痛的历史教训告诉我们，利用生物能源，维持人类 的生存，甚至造福于人类，必须按照它的自然规律办 事，既要利用它，又要保护它，发展它，使自然生态 系统保持良性循环。
(1)可再生能源的种类 ①太阳能 太阳能一般指太阳光的辐射能量。在太阳内部进行的由“氢” 聚变成“氦”的原子核反应。太阳内部的这种核聚变反应， 可以维持几十亿至上百亿年的时间。 人类对太阳能的利用有着悠久的历史。我国早在两千多年前 的战国时期，就知道利用钢制四面镜聚焦太阳光来点火；利 用太阳能来干燥农副产品。 使用电池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能， 使用太阳能热水器，利用太阳光的热量加热水，并利用热水 发电，利用太阳能进行海水淡化。现在，太阳能的利用还不 很普及，利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题， 但是太阳电池在为人造卫星提供能源方面得到了应用。 太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可 免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了 一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污 染的时代。
①狭义的绿色能源是指可再生能源，如水能、 生物能、太阳能、风能、地热能和海洋能。这 些能源消耗之后可以恢复补充，很少产生污染。
②广义的绿色能源则包括在能源的生产、及其 消费过程中，选用对生态环境低污染或无污染 的能源，如天然气、清洁煤(将煤通过化学反 应转变成煤气或“煤”油，通过高新技术严密 控制的燃烧转变成电力)和核能等等。
四、未来的几种新能源
1、波能 波能即海洋波浪能。这是一种取之不尽，用之不竭 的无污染可再生能源。近年来，在各国的新能源开 发计划中，波能的利用已占有一席之地。尽管波能 发电成本较高，需要进一步完善，但目前的进展已 表明了这种新能源潜在的商业价值。日本的一座海 洋波能发电厂已运行8年，电厂的发电成本虽高于 其它发电方式，但对于边远岛屿来说，可节省电力 传输等投资费用。目前，美、英、印度等国家已建 成几十座波能发电站，且均运行良好。
绿色化学与现代生活之--------
绿色能源
在大多数人的心目中，电力是一种清洁的能源，当使 用电灯、电视、电冰箱、空调等电器时，也许我们并 没有意识到电力对环境造成的破坏。实际燃煤发电对 环境的破坏是很大的。我国现在是世界上第二号温室 气体的排放大国，而常规电力生产使用煤、石油、天 然气发电，已经成为我国二氧化碳等温室气体的主要 排放源之一，而且燃煤还大量排放二氧化硫等有害气 体。 当我们使用常规电力时，我们其实是间接的污染者， 因为我们对电力的需求才产生了供给，从而间接对环 境造成了污染。同时我们又是污染的受害者。
④风能 在地球表面，由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中 水蒸气的含量不同而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气 向低压地区的流动即形成风。在自然界中，风是一种可再生、无 污染而且储量巨大的能源。随着全球气候变暖和能源危机，各国 都在加紧对风力的开发和利用，尽量减少二氧化碳等温室气体的 排放，保护我们赖以生存的地球。 风能的利用主要是以风能作动力和风力发电两种形式，其中又以 风力发电为主， 以风能作动力，就是利用风来直接带动各种机械装置，如带动水 泵提水等。利用风力发电，以丹麦应用最早，而且使用较普遍。 世界60%以上的风轮制造厂都在使用丹麦的技术，是名副其实的 “风车大国”。 我国的东南沿海、内蒙古、新疆和甘肃一带风能资源非常丰富。 新疆达坂城风力发电站1992年已装机5500千瓦，是中国最大的 风力电站。
③开发利用可再生能源是建设社会主义新农村的重要
措施。农村是目前我国经济和社会发展最薄弱的地区，
能源基础设施落后，许多农村生活能源仍主要依靠秸 秆等生物质低效直接燃烧的传统利用方式提供。农村 地区可再生能源资源丰富，加快可再生能源开发利用， 一方面可以利用当地资源，因地制宜解决偏远地区电
力供应和农村居民生活用能问题，另一方面可以将农
(4) 生物质燃料总量十分丰富
生物质能是世界第四大能源，仅次于煤炭、 石油和天然气。根据生物学家估算，地球陆 地每年生产1000～1250亿吨生物质;海洋年 生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产 量远远超过全世界总能源需求量，相当于目 前世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的 生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林 业的发展，生物质资源还将越来越多。
2、不可再生能源与可再生能源 不可再生能源泛指人类开发利用后，在现阶段不可能 再生的能源资源，叫“不可再生能源”。如煤和石油 都是古生物的遗体被掩压在地下深层中，经过漫长的 演化而形成的(故也称为“化石燃料”)，一旦被燃烧 耗用后，不可能在数百年乃至数万年内再生，因而属 于“不可再生能源”。除此之外，不可再生能源还有， 煤、石油、天然气、核能、油页岩。 可再生能源泛指多种取之不竭的能源，严格来说，是 人类历史时期内都不会耗尽的能源。可再生能源不包 含现时有限的能源，如化石燃料和核能。 20世纪70年代出现能源危机以来，各国都重视非再 生能源的节约，并加速对再生能源的研究与开发。
广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、 海流能等能量资源；
狭义的水能资源指河流的水能资源。是常规能源，一 次能源。水不仅可以直接被人类利用，它还是能量的 载体。地表水的流动是重要的一环，在落差大、流量 大的地区，水能资源丰富。随着矿物燃料的日渐减少， 水能是非常重要且前景广阔的替代资源。目前世界上 水力发电还处于起步阶段。河流、潮汐、波浪以及涌 浪等水运动均可以用来发电。
②地热能
地热能是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地 球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆 发及地震的能量。地球内部的温度高达7000摄氏度， 而在80至100公英里的深度处，温度会降至650摄氏 度至1200摄氏度。透过地下水的流动和熔岩涌至离 地面1至5公里的地壳，热力得以被转送至较接近地 面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热，这些 加热了的水最终会渗出地面。运用地热能最简单和 最合乎成本效益的方法，就是直接取用这些热源， 并抽取其能量。地热能是可再生资源。
一、绿色能源的概念
1、“绿色”能源的含义： 一是利用现代技术开发干净、无污染新能源， 如太阳能、风能、潮汐能等； 二是化害为利，同改善环境相结合，充分利用 城市垃圾淤泥等废物中所蕴藏的能源。与此同 时，大量普及自动化控制技术和设备提高能源 利用率。
绿色能源也称清洁能源，它可分为狭义和广义 两种概念
(2)发展可再生能源的意义
①开发利用可再生能源是落实科学发展观、建设资源 节约型社 会、实现可持续发展的基本要求。充足、安 全、清洁的能源供应是经 济发展和社会进步的基本保 障。我国人口众多，人均能源消费水平低，能源需求 增长压力大，能源供应与经济发展的矛盾十分突出。 从根本上解决我国的能源问题，不断满足经济和社会 发展的需要，保护环境，实现可持续发展，除大力提 高能源效率外，加快开发利用可再生能源 是重要的战 略选择，也是落实科学发展观、建设资源节约型社会 的基本要求。