??????? 1,2,提高生產(chǎn)的科技含量。我國的能源利用率低的很大一部分原因來自于生產(chǎn)設備的老化,生產(chǎn)工藝的落后,而要改變這一局面必須加大科技的輸入,研發(fā)新設備,開發(fā)新工藝以獲得最大的生產(chǎn)效益。在我國,乃至于全世界,化工行業(yè)一直是一個資源消耗最大的行業(yè),如果化工節(jié)能技術有很大的提高,這無疑對整體資源利用率的提高具有非常重要的作用。
??????? 2,開發(fā)新能源,彌補傳統(tǒng)能源的短缺,并進一步尋找傳統(tǒng)能源的替代品。
??????? 能源的供不應求必然促使我們?nèi)ふ倚碌哪茉葱问剑?980年聯(lián)合國召開的“聯(lián)合國新能源和可再生能源會議”對新能源的定義為:以新技術和新材料為基礎,使傳統(tǒng)的可再生能源得到現(xiàn)代化的開發(fā)和利用,用取之不盡、周而復始的可再生能源取代資源有限、對環(huán)境有污染的化石能源,重點開發(fā)太陽能、風能、生物質能、潮汐能、地熱能、氫能和核能。這些新能源的一個共同特點是可以再生,這也就避免了面臨能源消耗殆盡的危險。由于新能源的種類較多,在這里,我將重點介紹我認為最具發(fā)展?jié)撃艿奶柲芎秃四?,以及未來可能發(fā)展的新型能源。
??????? 2,1,太陽能的利用。太陽能是地球上一切能源的來源,地球上的其他能源形式都是通過能量的轉化得到的,按照這個思路,若能在能量的源頭上做好能量的高效利用,這將為解決人們對能源的需求起到巨大的作用。同時,太陽能清潔環(huán)保,無任何污染,利用價值高,太陽能更沒有能源短缺這一說法,其種種優(yōu)點決定了其在能源更替中的不可取代的地位。目前,對太陽能的利用主要有三種類型:太陽能光伏;太陽能光熱;太陽光合成。而目前人們對太陽能的利用主要集中在前兩種類型。
??????? 對于光熱的利用,原理較簡單,將太陽光聚合,并運用其能量產(chǎn)生熱水、蒸氣和電力。通過熱力學第二定律,熱能不能完全轉化為機械能,電能等高品質的能量,從而導致其利用率不高,因此我認為以家庭為單位的太陽能熱水器的使用而減少家用燃料及電能的使用是太陽光熱運用的最佳途徑。而減少生產(chǎn)成本,擴大太陽能熱水器的家庭普及重點。
??????? 對于太陽能光伏的利用我認為有較大的發(fā)展?jié)摿?。光伏板組件是一種暴露在陽光下便會產(chǎn)生直流電的發(fā)電裝置,由幾乎全部以半導體物料(例如硅)制成的薄身固體光伏電池組成。由于沒有活動的部分,故可以長時間操作而不會導致任何損耗。目前,對光伏的利用,光電的轉化率還有待提高,還需要用科技的力量研發(fā)新型光伏電池材料,做到在提高光電轉化率的同時降低成本,以取代傳統(tǒng)能源。
??????? 對于太陽光合能的運用還有待于科技的進一步發(fā)展。植物利用太陽光進行光合作用,合成有機物。因此,可以人為模擬植物光合作用,大量合成人類需要的有機物,提高太陽能利用效率。然而人們對生物體研究還不夠深入,但隨著生物科技的不斷發(fā)展,這也必將成為現(xiàn)實。
??????? 2,2,核能的利用。核能是通過轉化其質量從原子核釋放的能量,符合愛因斯坦的方程E=mc^2;,其中E=能量,m=質量,c=光速常量。由此可見質量虧損能夠釋放大量的能量,這遠遠高于一般化石燃料燃燒所釋放的能量。因此,核能的開發(fā)具有巨大的潛力,在彌補當今能源短缺上有很大的必要性。然而,目前對核能的利用還有很大的不足之處:資源利用率低;反應后產(chǎn)生的核廢料成為危害生物圈的潛在因素,其最終處理技術尚未完全解決;核反應的安全性還有待于提高;核電建設投資費用仍然比常規(guī)能源發(fā)電高,投資風險較大等。這些不足之處都制約了核能的發(fā)展,在很多地方核電的開發(fā)多得到人們的反對。當然,這些問題正在一步步的被解決,我們對核反應的控制能力越來越強,安全性也更加可靠,我相信,在不久的將來,核能的運用會不斷擴大。
??????? 2,3,未來的新能源:微生物。在近些年來,生物技術得到了巨大的發(fā)展,這一度被人們認為會致使人類的第四次科技革命。的確,生物技術的發(fā)展正在一點點的影響著我們的生活,對于生物技術,它具有套件溫和,環(huán)境友好等特點,因此,也引導了人們開發(fā)新能源的思路。世界上有不少國家盛產(chǎn)甘蔗、甜菜、木薯等,利用微生物發(fā)酵,可制成酒精,酒精具有燃燒完全、效率高、無污染等特點,用其稀釋汽油可得到“乙醇汽油”,而且制作酒精的原料豐富,成本低廉。據(jù)報道,巴西已改裝“乙醇汽油”或酒精為燃料的汽車達幾十萬輛,減輕了大氣污染。此外,利用微生物可制取氫氣,以開辟能源的新途徑。
??????? 3,改變能源的利用方式,最大限度的充分利用燃料內(nèi)部的化學能,開發(fā)高效燃料電池。
??????? 在傳統(tǒng)的能源利用方式中,都是將能源燃燒,將化學能轉化為熱能,然后直接運用或者再將其轉化為機械能,電能再來加以利用,在這個過程中,熱能屬于低品位的能量,它不能完全轉化為機械能,電能等高品位的能量,在這個過程中,必然導致能量的大量損失。然而,化學能向電能的轉化可完全,至少在理論上是這樣的。于是燃料電池優(yōu)勢便凸顯出來了,但是,在實際過程中,正負極材料,電解質的性能對電池效率有很大的影響,因此,提高電極的性能,開發(fā)新型,高效電極材料對燃料電池的發(fā)展有很大的作用。
??????? 就目前而言,燃料電池對能量的利用率已遠高于火力發(fā)電對能量的的利用率,并且燃料電池在能量轉化過程中不會造成不必要的污染,同時燃料電池的運用靈活多變,使用方便。盡管如此,目前并未得到廣泛的運用,首先技,術還不夠成熟。燃料電池對工作條件的要求較高,效率受環(huán)境溫度,壓力的影響較大。其次,生產(chǎn)成本較高。盡管燃料電池對燃料的利用率較高,但在生產(chǎn)電池過程中,耗費了大量的能量,同時科技成本也十分巨大,這樣燃料電池的推廣就缺乏了競爭力。再者,燃料電池對燃料的要求較高。燃料電池要求燃料有較高的純度,這也就增加了燃料的生產(chǎn)成本。
??????? 以上三個方面,是我認為解決當前能源問題具有可行性的措施。但這些措施的全面實施都面臨著巨大的挑戰(zhàn),而科技的進步是這些問題得以解決的有力保證。對未來的世界,能源的獲取方式必將是多種多樣的,而這些方式的有機統(tǒng)一,將或許成為未來世界的能源格局!
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