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可再生資源
來源:互聯(lián)網(wǎng)

可再生資源,指可以重新利用的資源或者在短時(shí)期內(nèi)可以再生,或是可以循環(huán)使用的自然資源。主要包括生物資源(可再生)、土地資源、水能、氣候資源等。是經(jīng)使用、消耗、加工、燃燒、廢棄等程序后,能在一定周期(可預(yù)見)內(nèi)重復(fù)形成的、具有自我更新、復(fù)原的特性,并可持續(xù)被利用的一類自然資源,與不可再生資源相對(duì)應(yīng),是可持續(xù)發(fā)展中加強(qiáng)建設(shè)、推廣使用的清潔能源。

概念

通過天然作用再生更新,從而為人類反復(fù)利用的資源叫可再生資源,又稱為可更新資源。如植物、微生物、可降解塑料袋、水資源、地?zé)豳Y源和各種自然生物群落、森林、草原、水生生物等。可再生自然資源在現(xiàn)階段自然界的特定時(shí)空條件下,能持續(xù)再生更新、繁衍增長、保持或擴(kuò)大其儲(chǔ)量,依靠種源而再生。泛指從自然界獲取的,可以再生的非化石能源,主要是指風(fēng)能太陽能、水能、地?zé)崮芎秃Q竽艿茸匀荒茉矗覈稍偕茉促Y源非常豐富,為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和開發(fā)利用的潛力很大,軍事資源潛力也很大。

一旦某種物種的種源消失,該資源就不能再生了,從而要求科學(xué)合理地利用和保護(hù)物種種源,才可能“取之不盡,用之不竭”。土壤屬半可再生資源,是因?yàn)橥寥婪柿δ芡ㄟ^人工措施和自然過程而不斷的更新。

大部分的可再生能源其實(shí)都是太陽能的儲(chǔ)存和釋放。可再生的意思不只是提供十年的能源,而是百年甚至千年的。隨著能源危機(jī)的出現(xiàn),我們要意識(shí)到可再生能源的重要性,更需要產(chǎn)生保護(hù)資源的意識(shí)。

一般可再生資源是指那些經(jīng)過使用、消耗、加工、燃燒、廢棄等程序后,仍能在一定周期(可預(yù)見)內(nèi)重復(fù)形成的、且具有自我更新的、自我復(fù)原的特性并且可持續(xù)被利用的一類自然資源或非自然資源。與不可再生資源相對(duì)應(yīng),是在可持續(xù)發(fā)展中應(yīng)該加強(qiáng)建設(shè)、推廣使用的綠色資源。如:土壤、太陽能風(fēng)能、水能、植物、動(dòng)物、微生物、地?zé)帷⒊毕堋?a href="/hebeideji/7265612045974159395.html">甲烷等和各種自然生物群落、森林、濕地、草原、水生生物等

采礦、采油、漁業(yè)和林業(yè)一般被看作獲取自然資源的工業(yè),而農(nóng)業(yè)則不是。自然資源是成為貨物的自然財(cái)富。自然資源是指自然界中能被人類用于生產(chǎn)和生活的物質(zhì)和能源的總稱。如:水資源、土地資源、礦產(chǎn)資源、森林資源、野生動(dòng)物資源、氣候資源和海洋資源等。

可再生自然資源在現(xiàn)階段自然界的特定時(shí)空條件下,能夠持續(xù)再生更新、繁衍增長,保持或擴(kuò)大其儲(chǔ)量,依靠種源而再生。可再生能源泛指多種循環(huán)使用的能源,嚴(yán)謹(jǐn)來說,是人類有生之年都不會(huì)耗盡的能源。可再生能源不包含現(xiàn)時(shí)有限的能源,如化石燃料和核能。不僅非可再生資源的數(shù)量是有限的,在一定的時(shí)間跟空間尺度內(nèi),可再生資源的數(shù)量也是有限的。也就是說,可再生資源也并不是「取之不盡,用之不竭」的資源,它是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念。

可再生資源只有在我們控制了量的情況下,權(quán)衡了開采量及該資源的再形成速率的條件下,使我們的開發(fā)利用速率小于其才是“取之不盡,用之不竭”的。大部分的可再生能源其實(shí)都是太陽能的儲(chǔ)存。可再生的意思并非只是可以提供十年的能源,而是百年甚至千年的。

人們要把能源利用方向轉(zhuǎn)向可再生能源的開發(fā)利用,這樣可以有效地延緩不可再生能源(如煤、石油、天然氣等化石燃料)的消耗速度以及資源逐漸匱乏的趨勢(shì)。“可燃冰”的出現(xiàn),一定程度上解決人們?cè)谏钌系哪茉次C(jī)、至少給人們心里帶去了一點(diǎn)安慰。可燃冰是20世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的新能源,其數(shù)量可觀。此能源無害無污染,顏色外黑內(nèi)白,我們堅(jiān)信,隨著時(shí)代進(jìn)步,人類的共同努力,將會(huì)有越來越多的可再生能源被我們發(fā)現(xiàn)和利用。

定義

可再生資源亦稱再生性資源。指消耗以后可以在較短時(shí)間內(nèi)再度恢復(fù)的資源。主要指動(dòng)植物、土地和水資源等。這些資源是人類生產(chǎn)和生活的物質(zhì)基礎(chǔ),合理利用消耗,可以通過繁殖、施肥和循環(huán)等過程不斷再生出來。如果開發(fā)利用不合理、不科學(xué),會(huì)使這些資源數(shù)量減少,質(zhì)量降低,甚至耗盡。工業(yè)革命以來,隨著人口的激增和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,人類對(duì)可更新資源的破壞日益加劇。因此,對(duì)可更新資源的合理保護(hù)、利用和管理,使之保持不斷更新能力,是當(dāng)前環(huán)境保護(hù)工作的主要任務(wù)之一。

特殊類型

特殊再生資源是利用一定的時(shí)間、空間段提供特殊服務(wù)功能,如風(fēng)景名勝、保護(hù)資源、道場(chǎng)、旅游、調(diào)養(yǎng)身心等多種功能的場(chǎng),是一種利用多種資源又可以補(bǔ)給其它資源的資源。

某種意義上講,可再生資源也是非可再生資源,非可再生資源也是可再生資源,只是它們彼此轉(zhuǎn)化的時(shí)間不同罷了,可再生資源就是再生周期短,不需要幾百年的地殼運(yùn)動(dòng),而非可再生資源,需要經(jīng)過上百年乃至上億年才能形成并沉積,所以從意義上講,兩者亦可進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化,但是隨著人類現(xiàn)代化建設(shè)的進(jìn)程,污染的加劇,很多本來是可再生資源的資源,已經(jīng)面臨變成不可再生資源的危險(xiǎn),比如水污染正在威脅江河湖泊的水質(zhì),被工業(yè)排放污染的空氣等。

資源屬性

再生性

可再生自然資源在現(xiàn)階段自然界的特定時(shí)間條件下,能持續(xù)再生,保持或擴(kuò)大其儲(chǔ)量,依靠種源而再生,就是人類可以重復(fù)使用的,并且不間斷能再生的資源。其特點(diǎn)是再生周期短,而且環(huán)保。

科學(xué)界已認(rèn)定利用自然界中萜烯、植物油、糖類和聚多糖為原料生產(chǎn)環(huán)境友好的生物塑料、水凝膠、復(fù)合材料等均屬于可持續(xù)聚合物材料。天然高分子作為可持續(xù)的高分子材料,具有來源豐富、安全、可再生、可生物降解和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。

利用生物質(zhì)生產(chǎn)的高分子材料,使用后埋在土壤或丟棄在江河湖海中可被微生物降解成水和二氧化碳,即使動(dòng)物誤食也不會(huì)窒息死亡,屬于環(huán)境友好材料。

有限性

可再生能源泛指在一段時(shí)間內(nèi)是取之不盡用之不竭的資源,嚴(yán)格地說,不是永久的資源。但是也要有限度的使用,不要以為它是可再生能源而無限度的使用。

大部分的可再生能源其實(shí)都是太陽能的其它儲(chǔ)存形式。人們開始發(fā)現(xiàn)可再生能源的重要性,并采取一定的措施來保護(hù)不可再生資源。

專家預(yù)測(cè):未來五年再生資源回收率將達(dá)80%。

隨著電子技術(shù)的發(fā)展,人們家用電器也在不斷地更新?lián)Q代。而地球的資源正在日益枯竭,而電子垃圾卻在圍城。如何利用好這些有限的地球資源,這就需要我們從再生資源這塊去想辦法了。

記者從權(quán)威人士處了解到,再生資源回收體系建設(shè)工程被列入“十二五”國內(nèi)貿(mào)易領(lǐng)域重點(diǎn)工程項(xiàng)目。在未來五年,目標(biāo)使全國再生資源回收率達(dá)到百分之八十,扶持五十個(gè)大型區(qū)域性再生資源回收利用基地。

具體措施包括支持建設(shè)社區(qū)回收網(wǎng)點(diǎn)、分揀中心和集散市場(chǎng),對(duì)信息管理系統(tǒng)建設(shè)和人員培訓(xùn)經(jīng)費(fèi)予以支持;支持區(qū)域性大型回收利用基地建設(shè)。開展舊貨市場(chǎng)示范工作,在有條件的城市開展跳蚤市場(chǎng)試點(diǎn)等。

記者獲悉,在推進(jìn)“兩型社會(huì)”的過程中,廢舊商品回收利用體系得到較快發(fā)展,但遠(yuǎn)不適應(yīng)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要,回收利用體制、機(jī)制不健全,資源浪費(fèi)、環(huán)境危害現(xiàn)象嚴(yán)重。

伴隨廢舊回收條例的出臺(tái),我們的再生資源將會(huì)得到更好的回收再利用。相信在不久的未來五年,我國的再生資源回收率將達(dá)到百分之八十。

開發(fā)背景

在國際金融危機(jī)依然沒有觸底的時(shí)候,國際油價(jià)重新上揚(yáng),使得能源安全問題和新能源革命再度成為國際社會(huì)關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)。美國奧巴馬政府在上任第一周即推出旨在擺脫石油依賴、引領(lǐng)全球能源革命的新能源戰(zhàn)略。具體政策包括未來10年投資1520億美元開發(fā)清潔能源,創(chuàng)造500萬個(gè)與之相關(guān)的工作崗位;到2012年確保10%的電力來自可再生資源,到2025年該比例達(dá)到25%,到2017年使100萬輛美國產(chǎn)混合燃料車上路。

太陽能

太陽能(solar 能量)來自太陽內(nèi)部氫原子核聚變所釋放出的巨大輻射能量。人類幾乎所需能量的全部都直接或間接地來自太陽能。人類直接利用太陽能還處于初級(jí)階段。太陽能的利用有被動(dòng)式利用(光熱轉(zhuǎn)換)、光化轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換三種方式,是一種使可再生能源被利用的新興方式。廣義的太陽能是地球上許多能量的來源,如風(fēng)能,化學(xué)能,水的勢(shì)能等。太陽能能源是來自地球外部天體的能源(主要是太陽)人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。正是各種綠色植物通過光合作用把太陽能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能在植物體內(nèi)貯存下來。煤炭、石油、天然氣等化石燃料也是由古代埋在地下的動(dòng)植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代演變形成的。此外,水能、風(fēng)能等也都是由太陽能轉(zhuǎn)換來的。地球本身蘊(yùn)藏的能量通常指與地球內(nèi)部的熱能有關(guān)的能源和與原子核反應(yīng)有關(guān)的能源。

與原子核反應(yīng)有關(guān)的能源正是核能。原子核的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)能釋放出大量的能量,稱為原子核能,簡稱核能,俗稱原子能。是由太陽內(nèi)部發(fā)生的輕核聚變形成,以及海洋中貯藏的、、鋰等發(fā)生聚變反應(yīng)時(shí)的核聚變能資源。這些物質(zhì)在發(fā)生原子核反應(yīng)時(shí)釋放出能量。截止到2012年核能最大的用途是發(fā)電。此外,還可以用作其它類型的動(dòng)力源、熱源等。

上世紀(jì),太陽能的利用還不是很普及,利用太陽能發(fā)電還存在成本高、轉(zhuǎn)換效率低的問題,但是太陽能電池在為人造衛(wèi)星提供能源方面得到了應(yīng)用。太陽能是太陽內(nèi)部或者表面的黑子連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過程產(chǎn)生的能量。地球軌道上的平均太陽輻射強(qiáng)度為1,369w/㎡。地球赤道的周長為40,000km,從而可計(jì)算出,地球獲得的能量可達(dá)173,000TW。在地平線上的標(biāo)準(zhǔn)峰值強(qiáng)度為1kw/m2,地球表面某一點(diǎn)24h的年平均輻射強(qiáng)度為0.20kw/㎡,相當(dāng)于有102,000TW的能量,人類依賴這些能量維持生存,其中包括所有其它形式的可再生能源(地?zé)崮苜Y源除外),雖然太陽能資源總量相當(dāng)于人類所能利用的能源的一萬多倍,但太陽能的能量密度低,而且它因地而異,因時(shí)而變,這是開發(fā)利用太陽能面臨的主要問題。

太陽能的這些特點(diǎn)會(huì)使它在整個(gè)綜合能源體系中的作用受到一定的限制。盡管太陽輻射到地球大氣層的能量僅為其總輻射能量的22億分之一,但已高達(dá)173,000TW,也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)于500萬噸煤,每秒照射到地球的能量則為499,400,00,000焦。地球上的風(fēng)能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質(zhì)能都是來源于太陽;即使是地球上的化石燃料(如煤、石油、天然氣等)從根本上說也是遠(yuǎn)古以來貯存下來的太陽能,所以廣義的太陽能所包括的范圍非常大,狹義的太陽能則限于太陽輻射能的光熱、光電和光化學(xué)的直接轉(zhuǎn)換。

太陽能既是一次能源,又是可再生能源。它資源豐富,既可免費(fèi)使用,又無需運(yùn)輸,對(duì)環(huán)境無任何污染。為人類創(chuàng)造了一種新的生活形態(tài),使社會(huì)及人類進(jìn)入一個(gè)節(jié)約能源減少污染的時(shí)代。

利用太陽能的方法:

使用太陽電池,通過光電轉(zhuǎn)換把太陽光中包含的能量轉(zhuǎn)化為電能。

使用太陽能熱水器,利用太陽光的熱量加熱水。

利用太陽光的熱量加熱水,并利用熱水發(fā)電。

利用太陽能進(jìn)行海水淡化。

地?zé)崮?/h2>

熱能(Geothermal 能量)是由地殼抽取的天然熱能,這種能量來自地球內(nèi)部的熔巖,并以熱力形式存在,是引致火山噴發(fā)及地震的能量。地球內(nèi)部的溫度高達(dá)7000攝氏度,而在80至100公里的深度處,溫度會(huì)降至650~1200攝氏度。透過地下水的流動(dòng)和熔巖涌至離地面1至5公里的地殼,熱量得以被轉(zhuǎn)送至較接近地面的地方。高溫的熔巖將附近的地下水加熱,這些加熱的水最終會(huì)滲出地面。運(yùn)用地?zé)崮茏詈唵魏妥詈虾醭杀拘б娴姆椒ň褪侵苯尤∮眠@些熱源,運(yùn)用鉆探的手段來獲取地熱能

世界分布

①環(huán)太平洋地熱帶。世界最大的太平洋板塊與美洲、歐亞、印度板塊的碰撞邊界,即從美國的阿拉斯加州加利福尼亞州墨西哥智利,從新西蘭印度尼西亞菲律賓到中國沿海和日本。世界許多地?zé)崽锒嘉挥谶@個(gè)地?zé)釒В缑绹纳w瑟斯地?zé)崽铮鞲绲钠樟型小⑿挛魈m的懷臘開、中國臺(tái)灣的馬槽和日本的松川、大岳等地?zé)崽铩?/p>

地中海喜馬拉雅山脈地?zé)釒АW亞板塊與非洲、印度板塊的碰撞邊界,從意大利直至中國的滇藏。如意大利的拉德瑞羅地?zé)崽锖椭袊鞑氐难虬司?a href="/hebeideji/7207657006361034767.html">云南省的騰沖地?zé)崽锞鶎龠@個(gè)地?zé)釒А?/p>

大西洋中脊地熱帶。大西洋板塊的開裂部位,包括冰島和亞速爾群島的一些地?zé)崽铩?/p>

紅海亞丁灣、東非大裂谷地?zé)釒А0?a href="/hebeideji/7239569833460826173.html">肯尼亞、烏干達(dá)、扎伊爾、埃塞俄比亞吉布提等國的地?zé)崽铩?/p>

⑤其它地?zé)釁^(qū)。除板塊邊界形成的地?zé)釒猓诎鍓K內(nèi)部靠近邊界的部位,在一定的地質(zhì)條件下也有高熱流區(qū),可以蘊(yùn)藏一些中低溫地?zé)幔?a href="/hebeideji/7294577953681637439.html">中亞、東歐地區(qū)的一些地?zé)崽锖椭袊?a href="/hebeideji/7257412609405911092.html">膠東半島、遼東半島及華北平原的地?zé)崽铩?/p>

利用

熱能的利用可分為地?zé)岚l(fā)電和直接利用兩大類,而對(duì)于不同溫度的地?zé)?a href="/hebeideji/1647507059304369020.html">流體可能利用的范圍如下:

1、200~400℃直接發(fā)電及綜合利用;

2、150~200℃雙循環(huán)發(fā)電,制冷,工業(yè)干燥,工業(yè)熱加工。

3、100~150℃雙循環(huán)發(fā)電,供暖,制冷,工業(yè)干燥,脫水加工,回收鹽類,罐頭食品。

4、50~100℃供暖,溫室,家庭用熱水,工業(yè)干燥。

5、20~50℃沐浴,水產(chǎn)養(yǎng)殖,飼養(yǎng)牲畜,土壤加溫,脫水加工。

許多國家為了提高地?zé)崂寐剩捎锰菁?jí)開發(fā)和綜合利用的辦法,如熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供,熱電冷三聯(lián)產(chǎn),先供暖后養(yǎng)殖等。

水能

簡介

水力資源是能源之一,屬水域水力資源的范疇,是水利資源的一部分。通常指河流或潮汐中長時(shí)期內(nèi)的天然能量或功率,單位為千瓦或馬力。通過水力發(fā)電工程開發(fā)利用,將水流體中含有的能量天然資源,轉(zhuǎn)化為人類可以利用的能源,例如水力發(fā)電。能量大小決定于水位落差和徑流量的大小。

磨坊就是采用水能的好例子,而水力發(fā)電更是現(xiàn)代的重要能源,尤其是中國等河流資源豐富的國家。

水資源由于水循環(huán)的存在具有一定的可再生性,但是再生周期普遍較長。比如,淺層水補(bǔ)給容易,具有較好的年內(nèi)調(diào)節(jié)和多年調(diào)節(jié)作用,但是深層水補(bǔ)給較難,無節(jié)制的大量集中開采就會(huì)出現(xiàn)枯竭現(xiàn)象,使水位持續(xù)下降,引發(fā)一系列的問題。

水資源從廣義的角度看,分為海水、江河湖水、大氣水、地下水等;從狹義的角度看,水資源專指能供人類生存發(fā)展需要的淡水。水資源是否可再生,應(yīng)視情況而定。世界上許多國家,水資源短缺已經(jīng)成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生產(chǎn)生活的重要因素。至于原因,水資源的不合理利用和工業(yè)污染是其主要原因。所以,從人類生存發(fā)展需要方面來說,水資源是不可再生的,特別是用于生產(chǎn)生活的淡水資源。

分布

美國

美國的水電裝機(jī)容量和年發(fā)電總量一直居世界第一位。美國可開發(fā)水力資源1.467億千瓦,國土面積937萬平方公里,平均每平方公里15.6千瓦,1999年已建水電裝機(jī)容量9442萬千瓦,開發(fā)率達(dá)64.4%。哥倫比亞河流域所建眾多大水電站,都由聯(lián)邦和地方政府所建。聯(lián)邦政府所建水電站,還本年限達(dá)50年,利率比銀行低,因此發(fā)電成本較低,有利于水電的開發(fā)。

加拿大

加拿大可開發(fā)水力資源1.63億千瓦,國土面積991萬平方公里,平均每平方公里有16.5千瓦,與美國差不多。

1998年已建水電6572.6萬千瓦,水電比重56.6%。水力資源最多的魁北克省不列顛哥倫比亞省(BC)省,分別擁有可開發(fā)水力資源6812萬千瓦和2735萬千瓦,各占全國的41.7%和16.8%,分別已建水電3258萬千瓦和1157萬千瓦,水電比重分別達(dá)93%和86%。

巴西

巴西可開發(fā)水力資源2.13億千瓦,國土面積851萬平方公里,平均每平方公里25千瓦,比美國、加拿大多。由于巴西政府強(qiáng)調(diào)以水電為主,1998年已開發(fā)水電5648萬千瓦,開發(fā)率26.5%,水電比重高達(dá)92.1%,在發(fā)展中國家是較高的。在建水電1205萬千瓦,規(guī)劃擬建水電還有2860萬千瓦。伊泰普水電站——當(dāng)今世界僅次于三峽水電站的第二大的水電站。工程進(jìn)展總體是順利的,然而,1982年水庫蓄水后還是出了事故,82萬平方公里流域面積的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)突然變化,野生動(dòng)物幾乎面臨滅頂之災(zāi)。由此可見,建設(shè)超級(jí)大壩某種意義上是一柄雙刃劍,在帶來巨大利益同時(shí),也會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生巨大的影響。

中國

水能資源是中國重要的可再生能源資源。根據(jù)2003年全國水力資源復(fù)查成果,全國水能資

源技術(shù)可開發(fā)裝機(jī)容量為5.4億千瓦,年發(fā)電量2.47萬億千瓦時(shí);經(jīng)濟(jì)可開發(fā)裝機(jī)容量為4億千瓦,年發(fā)電量1.75萬億千瓦時(shí)。水能資源主要分布在西部地區(qū),約70%分布在中國西南地區(qū)長江金沙江雅礱江大渡河烏江紅水河瀾滄江黃河怒江傈僳族自治州等大江大河的干流水能資源豐富,總裝機(jī)容量約占全國經(jīng)濟(jì)可開發(fā)量的60%,具有集中開發(fā)和規(guī)模外送的良好條件。有利于中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,可以節(jié)約非可再生資源的利用。

風(fēng)能

風(fēng)能資源(Wind 能量 Resources)是因風(fēng)力做功而提供給人類的一種可利用的能量資源,風(fēng)具有的動(dòng)能稱風(fēng)能。風(fēng)速越快,動(dòng)能越大。風(fēng)力發(fā)電就是應(yīng)用風(fēng)能的一個(gè)典型例子,在西北一些風(fēng)力較大及人煙稀少的地方建設(shè)有大型的風(fēng)力發(fā)電站。最近幾年在沿海地區(qū)也開始建設(shè)離岸風(fēng)機(jī),不過技術(shù)相對(duì)還不成熟。風(fēng)能本身環(huán)保,低碳,但是地域限制較大,如何利用好風(fēng)能一直是我們需要探討的課題。

風(fēng)能可為溫室氣體減排帶來巨大潛力。到2009年年底,風(fēng)電裝機(jī)容量能夠滿足全球電力需求的大約1.8%。如果在溫室氣體減排以及消除障礙、增加風(fēng)能推廣方面做出努力,到2050年,風(fēng)能的貢獻(xiàn)率可增長20%以上。陸上風(fēng)能已在許多國家得到迅速推廣,更多風(fēng)能并入供電系統(tǒng)在技術(shù)上也不存在不可逾越的障礙。

生物質(zhì)能

生物質(zhì)能(biomass 能量)是指通過綠色植物的光合作用而形成的各種有機(jī)體,包括所有動(dòng)植物和微生物。生物質(zhì)能是太陽能以化學(xué)能形式貯存在生物中的能量形式,以生物質(zhì)為載體的能量。它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用,可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料,取之不盡,用之不竭,是一種可再生能源。生物質(zhì)能的原始能量來源于太陽,所以從廣義上講,能是太陽能的一種表現(xiàn)形式。依據(jù)來源的不同,可以將適合于能源利用的生物質(zhì)生物質(zhì)分為林業(yè)資源、農(nóng)業(yè)資源、生活污水和工業(yè)有機(jī)廢水、城市固體廢物及畜禽糞便等五大類。

生物質(zhì)能是以生物為載體將太陽能以化學(xué)能形式貯存的一種能量,它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用,

其蘊(yùn)藏量極大,僅地球上的植物,生產(chǎn)量就像當(dāng)于人類消耗礦物能的20倍。在各種可再生能源中,生物質(zhì)是貯存的太陽能,更是一種唯一可再生的碳源,可轉(zhuǎn)化成常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料。據(jù)估計(jì)地球上每年綠色植物光合作用固定的碳達(dá)2x1011t,含能量達(dá)3x1021j。

海洋能

海洋能(ocean 能量)是海水運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的可再生能源,主要包括溫差能、潮汐能、波浪能、潮流能、海流能、鹽差能等。潮汐能和潮流能源自月球、太陽和其它星球引力,其它海洋能均源自太陽輻射。

海水溫差能是一種熱能。低度緯的海面水溫較高,與深層水形成溫度差,可產(chǎn)生熱交換。其能量與溫差的大小和熱交換水量成正比。潮汐能、潮流能、海流能、波浪能都是機(jī)械能。潮汐的能量與潮差大小和潮量成正比。波浪的能量與波高的平方和波動(dòng)水域面積成正比。在河口水域還存在海水鹽差能(又稱海水化學(xué)能),入海徑流的淡水與海洋鹽水間有鹽度差,若隔以半透膜,淡水向海水一側(cè)滲透,可產(chǎn)生滲透壓力,其能量與壓力差和滲透能量成正比。

地球表面積約為5.1×10^8km^2,其中陸地表面積為1.49×10^8km^2占29%;海洋面積達(dá)3.61×10^8km^2,以地平線計(jì),全部陸地的平均海拔約為840m,而海洋的平均深度卻為380m,整個(gè)海水的容積為1.37×10^9km^3。一望無際的大海,不僅為人類提供航運(yùn)、水源和豐富的礦藏,而且還蘊(yùn)藏著巨大的能量,它將太陽能以及派生的風(fēng)能等以熱能、機(jī)械能等形式蓄在海水里,不像在陸地和空氣中那樣容易散失。

特點(diǎn)

海洋能在海洋總水體中的蘊(yùn)藏量巨大,而單位體積、單位面積、單位長度所擁有的能量較小。這就是說,要想得到大能量,就得從大量的海水中獲得。

海洋能具有可再生性。海洋能來源于太陽輻射能與天體間的萬有引力,只要太陽、月球等天體與地球共存,這種能源就會(huì)再生,就會(huì)取之不盡,用之不竭。

海洋能有較穩(wěn)定與不穩(wěn)定能源之分。較穩(wěn)定的為溫度差能、鹽度差能和海流能。不穩(wěn)定能源分為變化有規(guī)律與變化無規(guī)律兩種。屬于不穩(wěn)定但變化有規(guī)律的有潮汐能與潮流能。人們根據(jù)潮汐潮流變化規(guī)律,編制出各地逐日逐時(shí)的潮汐與潮流預(yù)報(bào),預(yù)測(cè)未來各個(gè)時(shí)間的潮汐大小與潮流強(qiáng)弱。潮汐電站與潮流電站可根據(jù)預(yù)報(bào)表安排發(fā)電運(yùn)行。既不穩(wěn)定又無規(guī)律的是波浪能。

潮汐能

因月球引力的變化引起潮汐現(xiàn)象,潮汐導(dǎo)致海水平面周期性地升降,因海水漲落及潮水流動(dòng)所產(chǎn)生的能量為潮汐能。汐能是以勢(shì)能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能,是指海水潮漲和潮落形成的水的勢(shì)能與動(dòng)能。世界上潮汐能最大的地方是加拿大芬迪灣,那里的海潮最高時(shí)達(dá)到18米,相當(dāng)于6層樓房的高度。在開發(fā)潮汐能中,除我國已建成的江廈潮汐電站外。1967年,在法國最大潮差為13.5米的朗斯河口,建成了世界上最大的潮汐發(fā)電站—朗斯潮汐電站,其年發(fā)電量5.44億千瓦小時(shí)。1984年加拿大在芬地灣建成了取名為安那波利斯的潮汐發(fā)電站。

優(yōu)點(diǎn):

1、數(shù)量被預(yù)計(jì)。

2、間接使大氣中的二氧化碳含量的增加速度減慢。

缺點(diǎn):

1、產(chǎn)生的能量會(huì)因時(shí)間和地點(diǎn)而有所不同。

2、成本較高、技術(shù)復(fù)雜的缺陷。

3、庫區(qū)淤積、設(shè)備腐蝕等問題。

4、有些地區(qū)漲退潮不明顯,發(fā)電效率不大,例如江廈潮汐發(fā)電廠。

波浪能

據(jù)統(tǒng)計(jì),波浪能(Wave 能量)是海洋能源中蘊(yùn)藏量最豐富的一種,占整個(gè)海洋能的90%以上,是潮汐能蘊(yùn)藏量幾十倍。1964年,日本造出世界上第一盞用海浪發(fā)電的航標(biāo)燈。1985年,挪威建成了一座裝機(jī)容量500千瓦的波浪能發(fā)電站,是迄今為止世界上最大的岸式波浪能電站。

海流能

海流即洋流,大規(guī)模常年穩(wěn)定地沿著一定方向流動(dòng)的海水便是洋流。世界上最大的海流是墨西哥灣暖流。該暖流挾帶的水量是世界江河總流量的50多倍。流經(jīng)我國的黑潮是世界上第二大暖流,其寬度為185千米,平均厚度約400米,平均每天的流速是55千米~150千米,它的總流量相當(dāng)于全世界陸地上所有河流流

量的20倍。利用海流發(fā)電,還處于小規(guī)模試驗(yàn)階段。

海流能有三個(gè)顯著特點(diǎn):

1、蘊(yùn)藏量大,并且可以再生不絕。

2、能流的分布不均、密度低。

3、能量多變、不穩(wěn)定。

溫差能

據(jù)科學(xué)家長期觀測(cè)計(jì)算,到達(dá)海面的太陽輻射能6%被深為1米的表層海水所吸收,而海面下10米深的海水只吸收了太陽能的18%。因此,不同深度水溫迥異,且隨深度增加海水吸收太陽輻射減弱。因此,在熱帶和亞熱帶海區(qū)表層海水與深層海水之間的溫度差可達(dá)20℃~25℃。由此引起科學(xué)家的深思:利用海水這一特性為人類造福。1930年,德爾松瓦的學(xué)生G.克洛德,在古巴建成了世界上第一座海水溫差電站。之后,海水溫差能的研究便不斷升溫。1979年,美國在夏威夷的一艘海軍駁船上安裝了一座海水溫差發(fā)電試驗(yàn)臺(tái),發(fā)電功率53.6kW。1981年,日本在南太平洋的瑙魯建成了一座100kW的海水溫差發(fā)電裝置,1990年又在鹿兒島市建起了一座兆瓦級(jí)的同類電站。

鹽差能

鹽差能是兩種含鹽度不同的水體相混時(shí)放出的一種能量。其廣泛分布于陸地江河入海處。兩種水體的含鹽濃度相差越大,它們之間產(chǎn)生的鹽差能就越多。這使人們想到了死海,死海含鹽量高達(dá)25%。而地中海含鹽量較少,二者相差好幾倍。所以一旦把兩者溝通,不僅可以利用它們之間的高度差400米來發(fā)電,而且還可以利用兩者之間的巨大鹽差能。

潮汐、波浪、洋流等海水運(yùn)動(dòng)蘊(yùn)藏的能量,是取之不盡用之不竭的。波浪、洋流的能量主要是受風(fēng)的影響。

光能

簡介

自然界中物質(zhì)的不同灰度等級(jí),是從白色到黑色之間的過度變化也是物質(zhì)分子間的不同化學(xué)組合。在自然光的光譜中包含了很多不同頻率的射線成分(紫外到紅外),白色物體對(duì)光線吸收的很少,而黑色物質(zhì)會(huì)將大部分光線吸收,尤其是光譜中紫外線的吸收概率非常高。物質(zhì)的顏色越深,光能的熱轉(zhuǎn)換效率就越高,自然光強(qiáng)度越大,物質(zhì)的光能轉(zhuǎn)換值也就越大。這里有一個(gè)最關(guān)鍵性的問題,那就是太陽的光輻射能。在物理學(xué)中,我們了解到了自然光是由不同頻率電磁波組成的綜合光譜,平時(shí)我們看到的只是單一的白色光。而且,光也是電磁波的一種,當(dāng)物質(zhì)中的電子在電磁場(chǎng)力的作用下就會(huì)形成力學(xué)結(jié)構(gòu)變化。因黑色物質(zhì)的電子非常活躍,在低能級(jí)磁場(chǎng)力(一般光強(qiáng)度)的作用下就可產(chǎn)生躍遷運(yùn)動(dòng),這個(gè)運(yùn)動(dòng)過程也是原子核外層電子的能量轉(zhuǎn)換過程,當(dāng)核外電子受能激發(fā)躍遷時(shí)會(huì)釋放出大量的熱能,這就是我們平時(shí)所說的太陽能集熱原理。其實(shí),我們所說的黑色物質(zhì)受光照后會(huì)產(chǎn)生熱能的轉(zhuǎn)變,不如說是由物質(zhì)電子在電磁場(chǎng)力的作用下形成的熱能轉(zhuǎn)換。

原理及應(yīng)用

其實(shí),光與熱能轉(zhuǎn)化,不如說是電磁場(chǎng)力對(duì)物質(zhì)內(nèi)部電子的能量激發(fā)。也就是自然界中物質(zhì)的電子運(yùn)動(dòng)構(gòu)成了在磁場(chǎng)力作用下進(jìn)行熱能和電能的交換。一般說來,物質(zhì)會(huì)將光能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽覀儾蝗绺膫€(gè)說法,那就是物質(zhì)粒子的躍遷形成磁能的熱轉(zhuǎn)移。太陽是一個(gè)巨大的發(fā)光體也是強(qiáng)大的電磁輻射源,光是某一電磁波的頻率段,自然界的溫度變化也體現(xiàn)出了磁場(chǎng)力的無所不能,也是萬有電磁定律形成了宇宙太空物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的能量傳遞。這種光與熱能的轉(zhuǎn)換不僅僅是針對(duì)那些單一的物質(zhì)種類,自然界中所有的物質(zhì)都存在這種現(xiàn)象,只不過是能量轉(zhuǎn)換的多少問題罷了。根據(jù)人類能源不斷枯竭的現(xiàn)狀,開發(fā)利用光能轉(zhuǎn)化為熱能的技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)普及到了我們生活中的每一角落。光能轉(zhuǎn)化技術(shù)應(yīng)用范圍廣,技術(shù)含量低,成本不高,它是我們?nèi)祟愖顬榱畠r(jià)和最為環(huán)保的一種節(jié)約型能源。

核能

核能(或稱 原子能)是通過轉(zhuǎn)化其質(zhì)量從原子核釋放的能量,符合阿爾伯特·愛因斯坦方程E=mc2,其中E=能量,m=質(zhì)量,c=光速常量。

核能通過三種核反應(yīng)釋放:1、核裂變,打開原子核的結(jié)合力。2、核聚變,原子的粒子熔合在一起。3、核衰變,自然的慢得多的裂變形式了。

可燃冰

因其外觀象冰一樣而且遇火即可燃燒它可用mCH4·nH2O來表示,m代表水合物中的氣體分子,n為水合指數(shù)(也就是水分子數(shù))。組成天然氣的成分如CH4、C2H6、C3H8、C4H10等同系物以對(duì)甲烷分子含量超過99%的天然氣水合物通常稱為甲水合物(Methane Hydrate)。世界各國都已經(jīng)認(rèn)識(shí)到可燃冰是替代石油、天然氣的一種重要能源。但暫時(shí)不可大范圍使用,還在研究中。(日本2013年3月已成功開采百分之20)

細(xì)菌發(fā)電

細(xì)菌發(fā)電,即利用細(xì)菌的能量發(fā)電。歷史可以追溯到1910年,英國植物學(xué)家馬克·皮特首先發(fā)現(xiàn)有幾種細(xì)菌的培養(yǎng)液能夠產(chǎn)生電流。于是他以鉑作電極,放進(jìn)大腸桿菌或普通酵母菌的培養(yǎng)液里,成功地制造出世界上第一個(gè)細(xì)菌電池。作為一種綠色無污染的新型能源,細(xì)菌發(fā)電經(jīng)過一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展,逐步受到世界各國的重視,2012年,美宇航局?jǐn)M用細(xì)菌為行星探索機(jī)器人供能。

回收現(xiàn)況

瑞士

瑞士塑料瓶的回收率已經(jīng)達(dá)到90%以上。政府規(guī)定,只有使廢棄的塑料瓶回收率達(dá)到75%,企業(yè)才能獲準(zhǔn)廣泛生產(chǎn)與使用塑料瓶。為資助收集、分揀和循環(huán)利用塑料瓶,政府對(duì)每個(gè)塑料瓶增加4個(gè)生丁(約合0.24元人民幣)的稅收,作為回收廢塑料瓶的專用基金,由一個(gè)回收塑料瓶的非營利機(jī)構(gòu)管理。

美國

美國最大的廢棄物回收利用行業(yè)是紙制品的回收利用,雇傭14萬人,年銷售收入達(dá)500億美元,其次才是鋼鐵和鑄造業(yè)。為了提高大眾的環(huán)保意識(shí),美國將每年的11月15日定為“回收利用日”。各州也成立了各式各樣的再生物質(zhì)利用協(xié)會(huì)和非政府組織,開設(shè)網(wǎng)站,列出使用再生物質(zhì)進(jìn)行生產(chǎn)的廠商,鼓勵(lì)人們購買使用再生物質(zhì)的產(chǎn)品。

比利時(shí)

雖然比利時(shí)的人口只有1000多萬,但是每年舊衣回收總量卻達(dá)到1.5萬噸。回收的舊衣中,60%的舊衣通常不能再穿,被轉(zhuǎn)入專業(yè)工廠進(jìn)行資源回收再利用處理。剩余的10%則被送進(jìn)垃圾廠處理。經(jīng)過處理和加工的一部分舊衣成了油污抹布、汽車內(nèi)使用的腳墊、絕緣材料、粗布地毯、日用抹布等,另一部分進(jìn)行骨碎補(bǔ)屬處理,從中回收纖維。當(dāng)今,歐洲市場(chǎng)上銷售的許多紡織品都標(biāo)明是由回收纖維布制造的。

奧地利

奧地利首都維也納實(shí)行“大宗廢舊物品回收收費(fèi)制”,如用集裝箱承運(yùn),每個(gè)集裝箱收費(fèi)約2000歐元,其中

包括搬運(yùn)費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)、垃圾分類費(fèi)、有毒重慶市城市垃圾處置費(fèi)征收管理辦法和增值稅。維也納市要求,生活垃圾的收集和處理要由經(jīng)市長批準(zhǔn)、并具有處理有害垃圾專業(yè)經(jīng)驗(yàn)的垃圾回收處理企業(yè)承擔(dān)。從事垃圾和廢舊物品運(yùn)輸?shù)娜藛T和車輛也受到相關(guān)規(guī)定的限制。維也納市設(shè)有34個(gè)“問題”垃圾回收站和19個(gè)無害垃圾中轉(zhuǎn)站,企業(yè)和市民可以向這些站點(diǎn)咨詢垃圾回收方面的問題,并將大宗廢舊物品通過專業(yè)公司清運(yùn),每立方米需繳納28歐元的清運(yùn)費(fèi)用。

參考資料 >

張俐娜:“綠色發(fā)展”戰(zhàn)略呼喚可持續(xù)的高分子新材料.學(xué)習(xí)強(qiáng)國.2021-12-06

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