二十一世纪新能源

二十一世纪新能源安溪慈山学校陈金辉随着世界人口的增加和经济的发展，对能源的需求日益增加。据权威机构预测，到2020年全世界的能源消耗量将比1995年的能源需要量增长一倍。如果这些能源全部使用化石燃料如煤、石油、天然气，那么，到2020年世界上就难以找到能满足100亿人口的煤矿和油田。因此，科学家从80年代开始，就在大历宣传"开源节流”，也就是在节约能源消耗的同时开发新能源。根据科学家预测，21世纪的能源主要为核能、太阳能、风能、地热能、氢能和潮汐能、海洋能。这一系列能源如能得到很好的开发、合理的利用，一定能解决长期困扰政府、科学家和居民的难题。核能核能是一种可靠而安全的能源。设计良好，认真操作，敬业负责的核电站一般不会发生核废物泄漏污染环境的事件。1986年，前苏联切尔诺贝利核电站发生重大爆炸后，不少人对核电站的发展和建设忧心忡忡，生怕再发生核电站爆炸事故。实际上，核电站在设计时完全考虑了核安全问题。为防止泄漏，采用了5层防护措施。同时，核能发电，可以使燃煤用量迅速减少，使S0?和CO?等大气污染物排放减少。如美国，从1975年到1995年，20年间因为发展核电，而减少排放16亿吨C02和6500万吨S02。法国已把核电作为国民经济主要能源。核电站占全法国发电量的78%,法国能有一个清洁的空气环境，其中有法国发展核电的作用。我国在80年代末开始发展核电。据有关部门透露，我们到本世纪末，除了秦山和大亚湾扩建工程外，在其他地方也正在建设核电站。预计到2020年，将有10多个核电站在我国大地上屹立起来，核能发电量将占全国总发电量的10%。太阳能太阳能是一种取不尽，用之不竭的能源。据估算，地球上每年接收的太阳能，相当于地球上每年燃烧其他燃料所获能量的3000倍，因此，大力开发利用太阳能是21世纪的高新技术。过去，人们只注意到太阳给地球带来温暖，而在寻找清洁能源的今天，科学家自然而然地把注意力对准了太阳，开始向太阳索取人类所需要的光和热。太阳是一个巨大炽热的球体，它的表面温度高达6000多摄氏度，核心温度高达2万度。太阳内部不断地进行地热核反应，同时向广漠的宇宙释放出巨大的能量。过去，人类利用太阳能制造海盐，干燥收割后的庄稼、烟草和茶叶，并逐渐盖起了太阳暖房，在温室里栽培瓜果蔬菜。随着科学技术的发展，太阳能开始进入普通的家庭。屋顶上安装太阳能热水器，保证供应热水。如全家外出郊游时，提上一个轻便的太阳灶，保证供应热水，可以在山谷里，安上支架进行丰盛的野炊，丝毫看不出炊烟缭绕的景象，使人们休息、游玩得更有情趣。现在，科学家开始研究太阳能发电。如新研制的太阳能汽车，形态各异，灵巧美观，车顶上都有无数块太阳能吸收板组装的吸能器。到本世纪末，科学家计划在沙漠上建造起一座座太阳能发电站，利用沙漠荒凉无边、无其他遮挡的条件，收集太阳能发电，把沙漠上太阳能发出的电输送到四面八方。为了开发利用太阳能，各国政府正在组织大批科学家，耗费大量资金进行研究和试验。如美国政府在1990年花费30亿美元，研究太阳能利用。日本计划2000年建造一座200万千瓦的太阳能发电机组。现在，科学家已开始研究太阳能发电卫星。这种卫星将成为人类未来获得能源的新途径。这种卫星主要由太阳能电池板和微波发射器组成。卫星上的太阳能电池板，始终对着太阳，把太阳的光和热转变成电能储存在电池内，再通过微波发射系统，把电能转变为微波，从遥远的太空发回地面接收器。地面工作站再把微波转变成电能，送到千家万户。这个技术随着航天技术的发展，即将成为现实，至!J那时，就成为〃电从天上来”了。风能古代人早就利用风力作为动力，用风带动水车，提水浇灌农田；带动磨盘，用来磨米磨面……现在为了寻找无污染的能源，人们又仿效古代祖先，利用风力作动力。空气流动，就产生风。因此，利用风力，不用勘探、采掘或加工，只要空气一流动，就产生风力。据估计，全世界每年可以接收的风能为10兆瓦，相当于全球总发电量的1/10。而且在离地面200米的高度内，风能比较大，因此，如何开发风能是21世纪的新课题。现在风力发电技术向大型化发展。美国研制M-5大型风力发电机，叶片直径为91.5米，额定功率为2.5兆瓦，并在美国已试运转了儿年。欧共体于1995年开始生产1兆瓦的风力发电机。我国风力发电起步较晚，一般只有几台小型风力发电机在内蒙草原上运转，为牧民提供电能。现在，我国也开始对大型风力发电机组进行研制，并从国外引进一批大型风力发电机组，使草原牧区取得明显的经济效益和环境效益。但是，风能不稳定，风能的储存也有问题，这是21世纪开发风能必须解决的难题。到了21世纪，无论在广阔的草原，还是在高高的山岭，我们都会看到，一座座抗风暴袭击又能稳定运行的风电站。每当大风来临，收集器就会自动调节风叶方向，迎接风暴的洗礼。任凭风力有多大，来势有多猛，一律吸收转变成电能并储存起来，为牧民和周围居民提供稳定的电能。在无污染能源的开发上，风能的利用将有一个大发展。地热能地热是埋藏在地下的热源。科学家认为，地球可分为地壳、地幔和地核三层。地壳就是地球表面的一层，一般厚度为几千米至70千米不等。地壳下面是地幔，它大部分是熔融状的岩浆，厚度为2900千米。火山爆发一般是这部分岩浆喷出。地球内部为地核，地核中心温度为2000度。因此，整个地球就是一个大的热量储体。如果仅开采地下3千米以内的地热资源，就可相当于29000亿吨煤，可见地热是一个不可小看的资源。很早以前，人们只利用地热资源作温泉疗养、温室栽培。到本世纪70年代，它才开始逐渐被重视，人们考虑如何把地热能转变为电能。目前，世界上已有25个国家建立了地热发电站，设备能力已达十万千瓦。在我国，已探明的地热储量为4600多亿吨标准煤。而且，目前只开发利用了不到十万分之一。最典型的西藏拉萨附近的羊八井地热电站，现装机容量为2.5万千瓦,发电量已占拉萨电网的50%,地热发电保证了拉萨的生产和生活用电。随着技术的发展，21世纪对地热资源的开发也会如开采石油一样方便。在地热资源丰富的地方，人们钻出一口口深达几千米的热气井。如美国已在圣路西岛上钻出一口1500米的热气井，热水一一汽温度达300℃,生产能力为10兆瓦。地下热水一汽资源开采出来，因为带有大量的盐分和矿物质，因此在开发的同时,也需要考虑对地热资源的综合利用。一个个地热电站在21世纪将屹立在世界各地。地热带出的硫化氢被浓缩、提炼成为制造硫酸和其他化工产品的原料。地热水经过利用后，又成为清洁的水源供人们生产和生活使用，开拓了一条新水源。因此，未来21世纪，一座座活火山将成为一个个热电厂；一块块地震频发区，反而成为一个个地热开采的中心；地热资源是地球奉献给人类的又一个能量宝库，有其不可估量的前途。潮汐能大海每天似人的脉搏一样，不断地涨潮和落潮。涨潮时，它把海水推向岸边。落潮时，又让海水退回大海。潮汐就是这样，往复不停而又有规律地让海水运动。海水不停地拍打岸边，每一次涨潮落潮，潮汐中都蕴藏着巨大的能量。在世界各国，如英国的塞文河、法国的塞纳河、印度的恒河、巴西的亚马孙河等著名河流的河口，都有汹涌的潮汐。最为著名的潮汐是我国的钱塘江的潮涌。每年农历八月十八日，我国浙江省钱塘江都会出现一种奇特的潮涌现象。放眼望去，碧海茫茫，天水相连，瞬间汹涌的潮水前呼后拥，推波助澜，由远到近似从天边滚滚而来。潮声似万马奔腾，震天动地。平静的江面上，立即形成几十米高的潮浪和水花，一派〃滔天浊浪排空来，翻江