能源世界

前言

人類文明進(jìn)化的歷史，始終是伴隨著能源利用領(lǐng)域的開拓，以及能源轉(zhuǎn)換方式的發(fā)展而前進(jìn)的。一次次新的能源轉(zhuǎn)換方式的出現(xiàn)，猶如一級級人類進(jìn)步的階梯。今天我們運(yùn)用已有的能源知識，研究能源，發(fā)展能源，其意義是十分深遠(yuǎn)的。當(dāng)今的能源可有如下的類型：一次能源與二次能源一次能源：是在自然界中現(xiàn)成存在的能源，也就是從自然界直接取得、不改變其基本形態(tài)的能源，如煤炭、石油、天然氣、水力、核燃料、太陽能、生物質(zhì)能、海洋能、風(fēng)能、地?zé)崮艿?。世界各國的能源產(chǎn)量和消費(fèi)量，一般均指一次能源來說的。二次能源：是一次能源經(jīng)過加工，轉(zhuǎn)換成另一種形態(tài)的能源。主要有電力、焦炭、煤氣、蒸汽、熱水，以及汽油、煤油、柴油、重油等石油制品。一次能源無論經(jīng)過幾次轉(zhuǎn)換所得到的另一種能源，都稱為二次能源。常規(guī)能源與新能源常規(guī)能源：是在當(dāng)前的利用條件和科技水平下，已被人們廣泛使用，而且利用技術(shù)又比較成熟的能源，如煤炭、石油、天然氣、水能、核裂變能，都稱為常規(guī)能源。新能源：是目前還沒有被大規(guī)模使用，但已經(jīng)開始或即將被人們推廣利用的一次能源，如太陽能、風(fēng)能、海洋能、沼氣、氫能、地?zé)帷⒑司圩兡艿?，都是新能源。再生能源和非再生能源再生能源：就是能夠循環(huán)使用、不斷得到補(bǔ)充的一次能源，如水能、太陽能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、海洋熱能、潮汐能。非再生能源：是指經(jīng)過開發(fā)使用之后，不能重復(fù)再生的自然能源，也就是在短期內(nèi)無法恢復(fù)的一次能源，又叫不可更新能源或消耗性能源，如煤炭、石油、天然氣、油頁巖和核燃料鈾、釷等。能源的其他分類燃料能源和非燃料能源：這是按使用情況的分類。燃料能源包括礦物燃料(如煤炭、石油、天然氣等)、生物燃料(如木材、沼氣、碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、有機(jī)廢物等)、化工燃料(如丙烷、甲醇、酒精、苯胺、火藥等)、核燃料(如鈾、釷、氚、氚等)。非燃料能源種類也很多，包括風(fēng)能、水能、潮汐能、海流和波浪動能等。含能體能源和過程性能源：這是從能源的儲存和輸送的性質(zhì)考慮分類的。凡是包含著能量的物體，都叫做含能體能源，它們可以被人們直接儲存和輸送，各種燃料能源和地?zé)崮芏际呛荏w能源。過程性能源是指在運(yùn)動過程中產(chǎn)生能量的能源，它們無法被人們直接儲存和輸送，如風(fēng)、流水、海流、潮汐、波浪等能源。清潔能源和非清潔能源：這是從環(huán)境保護(hù)的角度，人們根據(jù)能源在使用中所產(chǎn)生的污染程度所作的分類。商品能源和非商品能源：商品能源是指經(jīng)流通環(huán)節(jié)大量消費(fèi)的能源，主要有煤炭、石油、天然氣、電力等。非商品能源是指不經(jīng)流通環(huán)節(jié)而自產(chǎn)自用的能源，如農(nóng)戶自產(chǎn)自用的薪柴、秸稈，牧民自用的牲畜糞便等。本書主要介紹能源的一些新知識、新進(jìn)展，各種能源的現(xiàn)狀和未來。

內(nèi)容概要

“全新知識大搜索”系列叢書誠邀多位專家編寫，堅持實(shí)用、易懂的原則，力求通過全新的角度來闡釋宇宙、地球、海洋、陸地、節(jié)能、環(huán)保、資源，以及人文科學(xué)的各個方面。書中文字簡約，行文流暢，設(shè)計精美。本書為該系列叢書之《能源世界》分冊。     多位專家合力打造，全新角度權(quán)威奉獻(xiàn)！“全新知識大搜索”系列叢書闡釋了宇宙、地球、海洋、陸地、節(jié)能、環(huán)保、資源，以及人文科學(xué)的各個方面。本書為系列之一。     人類文明進(jìn)化的歷史，始終是伴隨著能源利用領(lǐng)域的開拓，以及能源轉(zhuǎn)換方式的發(fā)展而前進(jìn)的。一次次新的能源轉(zhuǎn)換方式的出現(xiàn)，猶如一級級人類進(jìn)步的階梯。本書主要介紹能源的一些新知識、新進(jìn)展，各種能源的現(xiàn)狀和未來。本書文字簡約，行文流暢，設(shè)計精美，適合青少年朋友閱讀。

書籍目錄

第一章  煤炭、石油和天然氣  煤炭是個寶  煤炭的利用歷史  煤炭的形成和分布  煤的元素分析  煤的工業(yè)分析  煤成氣  煤的能源地位  世界煤炭資源的潛力  煤炭的未來  石油  石油發(fā)展史略  石油資源  石油危機(jī)  石油的蘊(yùn)藏量  大陸架的石油多  石油的新用途  中國是石油的故鄉(xiāng)  特殊石油資源的前景  悠久的開發(fā)歷史  天然氣  天然氣的種類  天然氣的儲存前景  天然氣水合物  固體石油  油頁巖的利用第二章  太陽能  太陽的能量  到達(dá)地面的光和熱  太陽能與地球萬物  神話與科學(xué)  太陽能的特點(diǎn)  太陽能的利用前景第三章  風(fēng)能  風(fēng)是一種自然能源  風(fēng)是怎樣吹起來的  風(fēng)速與風(fēng)級  風(fēng)的術(shù)語  中國的風(fēng)能資源分布  風(fēng)車的歷史  第四章  海洋能  什么是海洋能  海洋能的種類  海洋能開發(fā)歷史  我國海洋能及開發(fā)歷史  海上明月共潮生  潮汐的科學(xué)研究  巧用潮汐能  海浪能  海浪力氣大無比  海水的溫差  誨水的含鹽度  鹽度差能  第五章  生物質(zhì)能  生物質(zhì)能  生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)化  生物質(zhì)能用場多  什么是沼氣  薪炭林  巨藻  石油樹  能源作物  第六章  地?zé)崮? 地球是個龐大的熱庫  地球內(nèi)熱的來源  地?zé)崮艿念愋? 全球地?zé)豳Y源的分布  中國的地?zé)豳Y源  火山爆發(fā)的禍與福  溫泉的形成  溫泉的類型  奇異的溫泉顯示  第七章  核能  初識核反應(yīng)  原子核能  核反應(yīng)堆  核燃料鈾從哪里來  核能的優(yōu)點(diǎn)  第八章  氫和鋰  氫的發(fā)現(xiàn)歷史  自然界里的氫  氧的用途廣泛  氫能進(jìn)入百姓家  氫的美好前程  鋰是一種能源  鋰是核聚變能材料  第九章  江河的能量  水能資源  世界水能分布  可開發(fā)的水能資源  水能資源開發(fā)現(xiàn)狀  水電開發(fā)的特點(diǎn)  高峽出平湖

章節(jié)摘錄

　　巧用潮汐能　　海洋潮汐現(xiàn)象，無論發(fā)生在什么地方，總是從兩個方面表現(xiàn)出來。一方面是海面的高度發(fā)生不斷的變化，即海水垂直方向上的升降運(yùn)動，時高時低的海面使海水具有位能。另外，洶涌的潮水，排空而來，即海水向水平方向的運(yùn)動，流動的海水又產(chǎn)生動能。而海水的漲落和潮流的流動，永遠(yuǎn)是一起產(chǎn)生，一起存在，一起變化，不可分離的?！　〕蔽坏臐q落和潮流的流動，使海水中蘊(yùn)藏著巨大的勢能（位能）和動能，這就是可以開發(fā)的一種海洋能——潮汐能。潮汐能是取之不盡的。據(jù)科學(xué)家估計，地球上的潮汐能有30億千瓦，其中可以開發(fā)發(fā)電的為2200億千瓦·時。地球上因潮汐漲落而沒有被利用的能量比目前世界上所有的水力發(fā)電量還要多100倍！　　潮汐能量的大小，受海岸地形、地理位置的影響。潮汐能在海水深度不大、狹窄的淺海港灣是相當(dāng)可觀的，而在三角洲河口的涌潮的能量就更為可觀了。如果把舉世聞名的錢塘江涌潮的能量用來發(fā)電，發(fā)電量可為三門峽水電站的二分之一?！　『茉缫郧埃毕芫捅谎睾５娜藗冇脕碥囁?、推磨、鋸木和搬運(yùn)重物。例如中國的太平洋沿岸和英國、西班牙的大西洋沿岸，有相當(dāng)多的地方是利用漲潮落潮的水位差來推動磨車，碾磨谷物?！　≡谥袊＝ㄈ菔械臇|北與惠安縣交界的洛陽江上，有一座著名的梁架式古石橋一洛陽橋，它建于宋皇祜五年到嘉祜四年（1053－1059）。當(dāng)我們游覽參觀這座至今保存完好的古橋時，一定會驚訝地提出，在900多年前的科學(xué)技術(shù)條件下，數(shù)十噸重的大石梁，是怎么架到橋墩上去的呢？說來很簡單，當(dāng)時的能工巧匠巧妙地利用了潮汐能。他們事先將石梁放在木浮排上，趁漲潮的時候，把木排駛?cè)雰蓸蚨罩g。隨著漲潮，潮水把石梁慢慢高舉，當(dāng)臨近高潮石梁超過橋墩時，用不著花多少力氣，就可以把石梁扶正對準(zhǔn)橋墩，待落潮一到，大石梁就穩(wěn)穩(wěn)地就位于橋墩上了。泉州的大潮潮差可達(dá)6米以上，高舉大石梁對于巨大的潮汐能來說，簡直不費(fèi)吹灰之力。　　以上講的是直接利用潮汐能的方式，也就是將潮汐中蘊(yùn)藏的勢能和動能直接轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式的機(jī)械能做功。這樣的利用方式，既不方便，又大材小用。所以利用潮汐發(fā)電，將潮汐能轉(zhuǎn)變成電能，是當(dāng)今和未來人們奮斗的目標(biāo)?！　『＠四堋　　皝y石崩云，驚濤裂岸，卷起千堆雪?！薄　『棋拇蠛?，時而白浪滔天，時而碧波蕩漾，幾乎沒有平靜的時候。大浪時，浪高數(shù)十米，黑黝黝的巨浪，像一座小山，鋪天蓋地而來。萬噸巨輪像一葉扁舟，時而被海浪舉得高高的，時而又被海浪輕輕地按下，顛簸于浪濤之中?！　『＠税雌浒l(fā)生、發(fā)展的不同，可分為風(fēng)浪、涌浪、近岸浪等?！　∷自捳f，無風(fēng)不起浪。它說出了風(fēng)浪產(chǎn)生的條件和原因，海岸中最常見的海浪是由風(fēng)產(chǎn)生的。在風(fēng)的直接吹拂下，水面出現(xiàn)的波動稱為風(fēng)浪。風(fēng)對海水的壓力以及與海面的摩擦力，是風(fēng)浪產(chǎn)生的原動力，所以風(fēng)浪的能量直接來源于風(fēng)能?！　★L(fēng)浪傳到無風(fēng)的海區(qū)或者風(fēng)停息以后的“余波”，稱為涌浪。那時海上雖然風(fēng)和日麗，海面上卻仍然波高浪大，形成了無風(fēng)三尺浪的景象?！　∮坷藗鞯綔\水區(qū)，由于受到水深變化的影響，出現(xiàn)折射、波面破碎和卷倒，海面白浪翻滾，海邊浪花飛濺，這種浪稱為近岸浪。　　風(fēng)大浪也大，這是人們都知道的常識。但是，風(fēng)浪的大小是由各方面因素決定的。除了風(fēng)速（風(fēng)的大?。?，還和風(fēng)時（風(fēng)向某一方向吹刮的時間）、風(fēng)區(qū)（風(fēng)歷經(jīng)海區(qū)的吹程）有密切關(guān)系?！　±?，中國河北省的海岸是東北到西南方向的。當(dāng)刮東風(fēng)或偏東風(fēng)時，由于風(fēng)來自北黃海，風(fēng)時久，風(fēng)區(qū)長，波浪就較大；當(dāng)刮西風(fēng)或偏西風(fēng)時，尤其是初刮偏西風(fēng)時，風(fēng)時短，風(fēng)區(qū)小，風(fēng)浪得不到發(fā)展，波浪就較小，所以當(dāng)?shù)赜小肮螙|風(fēng)，浪滔滔；刮西風(fēng)，波微微”之說?！　∮袝r，海上風(fēng)和日麗，海面卻是巨浪如山，原來經(jīng)過一定方向的風(fēng)長期吹刮的風(fēng)浪，成長、發(fā)展到一定階段后，風(fēng)雖然停止了，浪卻不能立即停止，仍然不斷地在繼續(xù)向前傳播著。當(dāng)傳播到無風(fēng)的海區(qū)后，這個海區(qū)也會產(chǎn)生波浪。“風(fēng)停浪不停，無風(fēng)浪也行”，就是指這種情況。　　除了風(fēng)作用下引起的海面波動外，還有由月球和太陽引潮力引起的潮波；火山爆發(fā)和海底地震等原因引起的海嘯；由于海面氣壓的突然變化引起的氣象海嘯；以及出現(xiàn)在海水內(nèi)部上下層密度不同界面上的內(nèi)波等?！　×?xí)慣上，我們所說的海浪，指的是風(fēng)浪、涌浪和近岸浪這三種形式。歸根結(jié)底，海浪是由風(fēng)形成的，只不過在不同情況下表現(xiàn)形式不同而已。

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