9第九讲绿色化学与现代生活之绿色能源.ppt

绿色化学与现代生活之-------- 绿色能源 在大多数人的心目中，电力是一种清洁的能源，当使用电灯、电视、电冰箱、空调等电器时，也许我们并没有意识到电力对环境造成的破坏。实际燃煤发电对环境的破坏是很大的。我国现在是世界上第二号温室气体的排放大国，而常规电力生产使用煤、石油、天然气发电，已经成为我国二氧化碳等温室气体的主要排放源之一，而且燃煤还大量排放二氧化硫等有害气体。 当我们使用常规电力时，我们其实是间接的污染者，因为我们对电力的需求才产生了供给，从而间接对环境造成了污染。同时我们又是污染的受害者。 一、绿色能源的概念 1、“绿色”能源的含义： 一是利用现代技术开发干净、无污染新能源，如太阳能、风能、潮汐能等； 二是化害为利，同改善环境相结合，充分利用城市垃圾淤泥等废物中所蕴藏的能源。与此同时，大量普及自动化控制技术和设备提高能源利用率。 绿色能源也称清洁能源，它可分为狭义和广义两种概念 ①狭义的绿色能源是指可再生能源，如水能、生物能、太阳能、风能、地热能和海洋能。这些能源消耗之后可以恢复补充，很少产生污染。 ②广义的绿色能源则包括在能源的生产、及其消费过程中，选用对生态环境低污染或无污染的能源，如天然气、清洁煤(将煤通过化学反应转变成煤气或“煤”油，通过高新技术严密控制的燃烧转变成电力)和核能等等。 2、绿色能源与生物能源 目前人们常常提到的绿色能源，通常指的是太阳能、氢能、风能等，但另一类绿色能源，就是绿色植物给我们提供的燃料，我们又叫生物能源或物质能源。其实，这种生物能源是一种古老的能源，千万年来，我们的祖先都是伐树、砍柴烧饭、取暖、生息繁衍。这样生存的后果是给自然生态平衡带来了严重的破坏。沉痛的历史教训告诉我们，利用生物能源，维持人类的生存，甚至造福于人类，必须按照它的自然规律办事，既要利用它，又要保护它，发展它，使自然生态系统保持良性循环。 二、能源的分类 1、一次能源与二次能源 一次能源是自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源。又称天然能源。包括化石燃料(如原煤、原油、天然气等)、核燃料、生物质能、水能、风能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等。 二次能源是一次能源经过加工或转换成为其他形式的能源产品。如原煤加工成洗精煤；洗精煤转换成焦炭、煤气；原油加工成各种石油制品；煤、油转换成电力、热力等，则洗精煤、焦炭、煤气、石油制品、电力、热力等都是二次能源。 2、不可再生能源与可再生能源 不可再生能源泛指人类开发利用后，在现阶段不可能再生的能源资源，叫“不可再生能源”。如煤和石油都是古生物的遗体被掩压在地下深层中，经过漫长的演化而形成的(故也称为“化石燃料”)，一旦被燃烧耗用后，不可能在数百年乃至数万年内再生，因而属于“不可再生能源”。除此之外，不可再生能源还有，煤、石油、天然气、核能、油页岩。 可再生能源泛指多种取之不竭的能源，严格来说，是人类历史时期内都不会耗尽的能源。可再生能源不包含现时有限的能源，如化石燃料和核能。 20世纪70年代出现能源危机以来，各国都重视非再生能源的节约，并加速对再生能源的研究与开发。 (1)可再生能源的种类 ①太阳能 太阳能一般指太阳光的辐射能量。在太阳内部进行的由“氢”聚变成“氦”的原子核反应。太阳内部的这种核聚变反应，可以维持几十亿至上百亿年的时间。 人类对太阳能的利用有着悠久的历史。我国早在两千多年前的战国时期，就知道利用钢制四面镜聚焦太阳光来点火；利用太阳能来干燥农副产品。 使用电池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能，使用太阳能热水器，利用太阳光的热量加热水，并利用热水发电，利用太阳能进行海水淡化。现在，太阳能的利用还不很普及，利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题，但是太阳电池在为人造卫星提供能源方面得到了应用。 太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。 ②地热能 地热能是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。地球内部的温度高达7000摄氏度，而在80至100公英里的深度处，温度会降至650摄氏度至1200摄氏度。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1至5公里的地壳，热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热，这些加热了的水最终会渗出地面。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法，就是直接取用这些热源，并抽取其能量。地热能是可再生资源。 地热发电是地热利用的最重要方式。地热发电和火力发电的原理是一样的，都是利用蒸汽的热能在汽轮机中转变为机械能，然后带动发电机发电。所不同的是，地热发电不象火力发电那样要装备庞大的