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能量资源

能量资源,是指能量的来源或源泉,即指人类取得能量的来源,包括已经开发可供直接使用的自然资源和经过加工或转换的能量来源,而尚未开发的自然资源称为能量资源;能源形式多样,按获得方法分为一次能源和二次能源,自然界中存在的称为一次能源,如煤、石油、水能等,由一次能源转换成的称为二次能源,如电能、煤气、汽油等。

能源,顾名思义就是能量的来源或源泉,即指人类取得能量的来源,包括已经开发可供直接使用的自然资源和经过加工或转换的能量来源,而尚未开发的自然资源称为能量资源;能源形式多样,按获得方法分为一次能源和二次能源,自然界中存在的称为一次能源,如煤、石油、水能等,由一次能源转换成的称为二次能源,如电能、煤气、汽油等;按被利用的程度分为常规能源和新能源,被人民广泛利用的能源称为常规能源,如煤、石油,水能等,用先进的技术加以利用以及用新技术开发的能源称为新能源,如太阳能、风能地热能等;按可否再生分为可再生能源和非可再生能源,自然界中可以不断再生并有规律的得到补充的能源称为可再生能源,如水能、风能、太阳能等,随人类的利用而越来越少的、总有枯竭之时的能源称为非可再生能源,如煤、石油、天然气等。

自然界中的能源虽然有很多种类,但根据它们的初始来源,当前也只概括为四大类。

太阳能

太阳能除可直接利用它的光和热外,它还是地球上多种能源的主要源泉。目前,人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。这部分能量为人类和动物界的生存提供了能源。煤炭、石油、天然气、油页岩等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外,水能、风能波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。从数量上看,太阳能非常巨大。理论计算表明,太阳每秒钟辐射到地球上的能量相当于500多万吨煤燃烧时放出的热量;一年就有相当于170万亿吨煤的热量,现在全世界一年消耗的能量还不及它的万分之一。但是,到达地球表面的太阳能只有千分之一二被植物吸收,并转变成化学能贮存起来,其余绝大部分都转换成热,散发到宇宙空间去了。

地球内部热能

地球是一个大热库,从地面向下,随着深度的增加,温度也不断增高。从地下喷出地面的温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。地球上的地热资源贮量也很大,按目前钻井技术可钻到地下10公里的深度,估计地热能资源总量相当于世界年能源消费量的400多万倍。

原子能

这是某些物质在发生原子核反应时释放的能量。原子核反应主要有裂变反应和聚变反应。目前在世界各地运行的440多座核电站就是使用铀原子核裂变时放出的热量。使用氘、氚、锂等轻核聚变时放出能量的核电站正在研究之中。世界上已探明的铀储量约490万吨,钍储量约275万吨。这些裂变燃料足够人类使用到迎接聚变能的到来。聚变燃料主要是氘和锂,海水中氘的含量为0.03克/升,据估计地球上的海水量约为138亿亿米,所以世界上氘的储量约40万亿吨;地球上的锂储量虽比氘少得多,也有2000多亿吨,用它来制造氚,足够人类过渡到氘、氘聚变的年代。这些聚变燃料所释放的能量比全世界现有能源总量放出的能量大千万倍。按目前世界能源消费的水平,地球上可供原子核聚变的氘和氚,能供人类使用上千亿年。因此,只要解决核聚变技术,人类就将从根本上解决能源问题。实现可控制的核聚变,以获得取之不尽、用之不竭的聚变能,这正是当前核科学家们孜孜以求的。

天体运动有关的能源

地球、月亮、太阳之间有规律的运动,造成相对位置周期性的变化,它们之间产生的引力使海水涨落而形成潮汐能。与上述三类能源相比,潮汐能的数量很小,全世界的潮汐能折合成煤约为每年30亿吨,而实际可用的只是浅海区那一部分,每年约为6000万吨煤。

世界能源储量和分布

目前,人类使用的能源最主要是非再生能源,如石油、天然气、煤炭和裂变核燃料约占能源总消费量的90%左右,再生能源如水力、植物燃料等只占10%左右。世界能源储量最多是太阳能,在再生能源中占99.44%,而水能、风能地热能、生物能等不到1%。在非再生能源中,利用海水中的氘资源产生的人造太阳能(聚变核能)几乎占100%,煤炭、石油、天然气、裂变核燃料加起来也不足千万分之一(表13-3)。所以,人类使用的能源归根到底要依靠太阳能,太阳能是人类永恒发展的能源保证。世界能源储量分布是不平衡的。石油储量最多地区是中东占56.8%;天然气和煤炭储量最多是欧洲,各占54.6%和45%。亚洲大洋洲除煤炭稍多(占18%)以外,石油、天然气都只有5%多一点。据预测,全世界石油储量只够开采30~40年,天然气约60年。

我国能源储量和分布

我国有着丰富的能源资源。世界各国有的能量资源我国都有。我国煤炭资源(探明储量)和水力资源均居世界第一位;石油资源占世界第十一位;天然气资源占世界第十四位;太阳能资源居世界第二位;潮汐、地热、风力和核燃料资源都很丰富。但人均占有量很少,只有世界平均水平的一半。我国能源资源地区分布不均衡。1985年,煤炭探明储量7690亿吨,主要集中在华北和西北,各占59.3%和19.2%,西南占9.6%,华东占5.8%,中南3.4%,东北2.7%。石油探明储量25亿吨,天然气储量3800亿立米,主要分布在黑龙江、辽宁、河北、河南、山东、四川、甘肃和新疆等省区内。可开发水力资源有3.78亿千瓦,年发电量1.92亿千瓦时,主要集中在西南,占68%,中南占15.2%,西北占10%,华东占3.6%,东北占2%,华北占1.2%。我国太阳能和风能资源丰富,有很大利用潜力。表13-4和表13-5列出了我国太阳能和风能资源的分布情况。

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