【管理教本类】能源科学.pdf

编前语 伴随着时光的流逝，人类历史上一个重要的世纪——20世纪，在高科技 文明的掩映下，正悄然地离我们而去，一个希望与挑战并存的21世纪则满怀 着强烈的激情向我们走来。 适逢世纪更迭的关键时刻，我们除了重温以往的舒适与优越之外，更应 理智地立足现实，总结过去，展望未来。21世纪将是科技时代的预言已成为 人们共知的真理，到那时，现今的中小学生无疑将是驾驭科技的主体。而遍 观我国目前的中小学教育，相关的科技内容却十分匮泛，很不利于学生科技 意识和能力的培养。基于此，由国家教委普教处和北京市科协组织部分专家 学者，从现实出发，选取与我们的关系密切的内容为写作对象，策划编写了 《21世纪科技大趋势》丛书。全书分 14册，包括气象科学、医疗技术、计 算机技术、海洋工程、机器人技术、生物工程、交通科学、军事科技、信息 技术、环境科学、航空航天工程、材料科学、能源科学等方面的内容。希望 通过这套丛书使同学们从中了解当今科技热点发展的动态及趋势，提高和培 养同学们发明创造的素质与能力。 当然，由于时间等多方面原因所致，不足之处在所难免，还望同行与读 者批评指正。 编者 1996年12月28日于北京 能源科学 1 能源略说 自古以来，人类就为改善自身的生存条件、促进社会的经济发展而不懈 地奋斗。在这一奋斗过程中，能源一直在扮演着极其重要的角色。简单地说， 能源指的是可以提供能量的物质，例如煤炭、石油、天然气、水能、太阳能、 核能都是能源。 大自然赋予人类的能源多种多样，按照各种能源的开发利用情况和它们 在人类社会经济生活中的地位，人们把能源分为常规能源和新能源两类。 一般说来，常规能源指的是技术上比较成熟、使用比较普通的能源，如 前面所说的煤炭、石油、天然气、水能等就是常规能源；而新能源指的是新 近才利用的或正在开发研究的能源，这种能源包含有太阳能、核能、沼气、 风能、氢能、地热能、海洋能、电磁能等。 实际上，新能源和常规能源是相对而言的，现在的常规能源在过去也曾 是新能源，而今天的新能源在将来肯定也会成为常规能源。例如核能，在许 多第三世界和不发达国家中还只能称为新能源，但在某些工业发达国家中， 核能的使用已经非常普遍，已经变成了一种常规能源。 由于目前使用的能源以常规能源为主，而这些常规能源如煤、石油、天 然气等却越用越少，是不能再生的能源，总有一天要用完，加上它们燃烧时 污染环境并且热能利用率不高等，世界各国都在加紧研究开发新能源，以满 足社会发展对能源日益增长的需要。 随着经济的发展和能源消耗量的大幅度增长，能源的储量、生产和使用 之间的矛盾将会日益突出，成为世界各国面临的亟待解决的重大问题之一。 现在，能源已向人类发出了挑战：据专家们估计，在前面提到过的世界 常规能源中，除煤炭因为储量较多尚可维持较长时间外，目前已探明的石油 储量将于2020年左右开采完毕；一些工业发达国家的天然气也将在2020年 被用完；而发展中国家在2060年也将会发生天然气短缺。另外，煤炭资源虽 然较丰富，但是直接使用煤炭既不能充分利用它的能量和资源，还会对环境 造成污染。 面对能源紧张的情况，世界各国除了充分利用现有的传统能源外，都在 大力研究开发新能源。同时，在开发新能源之即，人们还在寻求各种方法、 采取各种措施节约能源，并防止或减轻对环境的污染。 在我国，我们正处于能源短缺、能源结构不合理，而对能源的需求却迅 速增长的新的历史时期；而要解决能源问题，必须依靠科技进步，特别是应 用高新技术加快开发新能源的步伐。在这方面，既要研究以跟上工业化国家 的先进水平，也要符合我国作为一个发展中国家的实际国情。我国能源发展 的中期战略是开发与节约，能源开发利用以电力为中心，以煤炭为基础，积 极开发石油和天然气，大力开发水电资源和有计划地发展核电，提高能源生 产利用效率。只有依靠高新技术，才有可能完成能源工业在现代化建设中承 担的重要使命。 2 大有潜力的常规能源 2.1