化学与新能源材料二.docx

化学与能源化学是一门中心科学，人类面临的资源、能源、环境、健康等问题的解决，在很大程度上依赖于化学的研究和发展。化学的主要发展方向之一是深入研究化学反应理论，以揭示从原料到产物的通道，进而设计机理导向的包括以催化剂为核心的最佳化学过程。能源是关系到国家可持续发展和战略安全的领域。如何发展新的能源高效转化技术和洁净能源，不但涉及能源使用效率、更与全球环境气候变化相关联，属于国家重大需求。能源工业在很大程度上依赖于化学过程，能源消费的90％以上依靠化学技术。怎样控制低品位燃料的化学反应，使我们既能保护环境又能使能源的成本合理是化学面临的一大难题。我国是一个能源生产和能源消费大国。我国目前能源消费构成中煤炭比例过高，占能源消费总量的67％。由于我国石油资源有限，要降低煤炭消费比例，只有通过增加天然气、水电、核电、可再生能源和新能源的使用量来实现。新能源是指能可持续使用或可显著提高能源效率的能源，资源丰富，分布广泛，既不存在资源枯竭问题，又不会对环境构成严重威胁。因此，人类越来越重视新能源的开发和利用。我国现在正在开发利用的新能源主要有：风能，太阳能，生物质能，地热能，氢能等。但目前的开发利用量与其资源量相比还只是冰山一角。因此通过大力发展新能源，替代煤炭，弥补石油、天然气的资源短缺，是我国长期能源发展战略和近期能源结构调整的重要选择。一、我国能源发展的现状我国目前能源消费构成中煤炭比例过高，占能源消费总量的67％，降低煤炭消费比例是调整能源结构的重要任务。由于我国石油资源有限，要降低煤炭消费比例，只有通过增加天然气、水电、核电、可再生能源和新能源的使用量来实现。根据我国矿产资源保证度的评价，我国石油和天然气资源远不能满足需求，除了煤炭，将来可以依赖的能源资源主要是可再生能源和新能源。二、新能源的开发与利用1、开发与利用新能源与可再生能源的意义新能源和可再生能源主要是指水能、太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能、氢能、燃料电池和生物液体燃料等可持续使用或可显著提高能源效率的能源，资源丰富，分布广泛，属于低碳或非碳能源，既不存在资源枯竭问题，又不会对环境构成严重威胁，是实现可持续发展战略的重要组成部分。新能源与可再生能源开发利用技术是高新技术在能源领域最重要的应用。对我国而言，开发利用可再生能源还有特殊而现实的意义。目前，我国8亿多农村居民的约50％生活用能仍然依靠秸秆、薪柴等生物质直接燃烧提供，落后的用能方式造成了严重的室内环境污染，危害人体健康，影响生活质量提高。过度依赖薪柴还造成森林等生态林草植被的破坏，严重威胁生态环境。目前全国还有约2万个村、800多万户、约3000万人口没有电力供应，远离现代文明。随着农村经济的发展和收入水平的提高，农村生活用能中商品能源的比例将大幅度上升，对化石能源供应构成一定压力，同时农村秸秆等废弃物严重过剩，随地焚烧，造成了严重的环境污染。因此，采用新技术开发利用可再生能源，特别是促进生物质能源的优质化利用，对农村建设小康社会、减轻常规能源供应的压力具有重要的现实意义。2、我国新能源的开发利用现状新能源的共同特点是比较干净，除核裂变燃料外，几乎是永远用不完的。由于煤、油、气常规能源具有污染环境和不可再生的缺点，因此，人类越来越重视新能源的开发和利用。新能源是相对于常规能源说的，主要有核能、太阳能、风能、生物质能、氢能、地热能和潮汐能等许多种。我国现在正在开发利用的新能源主要有：风能，太阳能，生物质能，地热能，氢能等。（1）风力发电风是由太阳光从上而下照射大气层，使之升温，有由于地球的自转和公转，地球表面附近各处受热不均，大气温差发生变化引起空气流动，空气在水平方向上的流动就形成了风。风能是一种洁净的能源，它蕴藏量大，分布广，不枯竭，可再生的一种可就地利用的能源。我国幅员辽阔，海岸线长，风能资源比较丰富。据中国气象科学研究院估算，全国陆地上可开发利用的风能约2.53亿kW(依据地面以上10m高度风力资料计算)，海上可开发利用的风能约7.5亿kW，共计约10亿kW。风能资源丰富的地区主要分布在东南沿海及附近岛屿，内蒙古、新疆和甘肃河西走廊，东北、西北、华北和青藏高原的部分地区。另外，内陆也有个别风能资源丰富的地区。我国海域面积广大，海上风能资源也非常丰富，目

前技术条件下可在距离海岸10km，深度不超过20m的海域安装风力发电机组。到2002年底，全国并网风力发电装机容量46.84万千瓦，分布在全国32个风电场，主要分布在西北的新疆、内蒙、甘肃和东南沿海的广东、海南、浙江、福建、山东以及东北、河北等地。未来30到50年内随着能源