1. 能源利用的進程
能源是自然環境中存在的,通過人類開發能夠產生各種能量的物質資源,是人類賴以生存的基礎和經濟發展的動力。人類社會的巨大發展與進步,都與能源消費的增長密切相關。能源利用和消費的每一次重大突破,都伴隨著科學技術的重大進步,促進社會生產力的大幅度提高,加速了經濟的發展,使人類社會的面貌發生根本的變化。人類從遠古的鉆木取火之后,薪柴燃料作為主要能源維持日常生活,并少量使用水力、風力等能源促進生產方式的變化。能源利用的重大突破出現在18世紀后半葉,1785年蒸氣機的問世,把熱能轉換為機械能,推動了產業革命。機械化大工業生產的迅猛發展,促使能源由薪材燃料轉向了化石燃料,首先是煤炭消耗量的迅速增加。19世紀中葉以后,內燃機的發明和火力發電廠的發展,以及鉆探技術的提高,石油和天然氣得到廣泛應用關于環保的文章。目前,人類社會生產和生活進入了電氣化時代,對電能的需求量日益增長。由于產生電能的一次能源主要是煤和石油,都是非再生能源,長期強行開采勢必使之日漸枯竭,能源的開發利用必須走多樣化的道路。本世紀50年代,繼原子能技術在軍事上應用后,實現了核裂變技術在工業中的應用。核電站的建立和核燃料的使用是能源利用發展史上一次重大的技術革命,為人類社會穩定發展打下堅實的物質基礎。隨著科學技術水平的提高,太陽能、風能、海洋能、地熱能等新能源必將得到充分的合理開發和利用,尤其是受控核聚變若能實現的話,將為人類提供無窮無盡的能量。
2. 能源的分類
能源的分類有許多形式。按照能源的來源可分為三類:①來自太陽的能量,包括直接來自太陽的輻射能,即通常所說的太陽能,以及間接來自太陽的能源,如化石燃料、水能、風能、海洋能;②地球本身貯存的能量稱為貯存能,如地球內部的地熱能,地球上的可用鈾、釷、氘、氚等產生裂變聚變的核能;③由月亮、太陽、地球之間產生的能量為引力能,如潮汐能。
根據能源的利用形式和性質可以進行不同的分類。以化學能或原子能形式貯存于物質中,通過燃燒或原子裂、聚變后釋放出熱能的自然資源稱為燃料能源,如化石燃料、草木、沼氣、核燃料。而以光能、機械能或熱能形式存在,可以直接利用的能量資源稱為非燃料能源,如太陽能、水能、風能、地熱能。
自然界中不需進行加工,可以直接應用的能源為一次能源,有煤、原油、天然氣、水能、風能、太陽能等。其中礦物燃料和核燃料的生成速度極慢,而消費速度不斷增長,最終會枯竭,故稱為非再生能源;在自然界的物質和能量循環中能夠重復生產的能源,如太陽能、水能、風能、地熱能、波浪能、潮汐能、生物質能、海洋能、及其所產生的二次氫能等,能量的消耗速度可與再生速度持平,經久使用而不會枯竭,故稱為可再生能源。經由一次能源的處理和轉換而得到的能源稱為二次能源,如焦炭、重油、煤氣、電力、蒸汽等。
目前,這些能源資源中在工農業生產和人類生活消費中得到廣泛應用的部分被稱為常規能源,如煤炭、石油、天然氣、水力等。可再生能源與核能受到現階段科學技術水平的限制,尚未大規模開發或廣泛使用,在利用技術方面有待進一步研究完善,稱之為新能源。
從對環境污染程度來說,目前主要的常規能源,煤、石油、天然氣在使用時會對環境產生較嚴重的污染,屬于不清潔能源;可再生能源為清潔能源。
責任編輯: 曹吉生