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人类未来能源利用的发展方向

(2007-06-19 00:01:56)
标签:

科普

科学

技术

电力

能源

谈天说地

分类: 论文作文

人类未来能源利用的发展方向

 

人类对能源的利用,最早始于对火的认识和使用。火的使用使人类逐渐告别了茹毛饮血的历史,大大减少了严寒气候环境的侵袭对生命造成的巨大威胁,使人类在生存条件和生活方式上迈出了历史性的一大步。

从引用自然火种到钻燧取火,人类对能源的利用从被动状态逐渐化为有意识的主动。利用以木柴为主的植物燃料与空气中氧气发生的强烈的化学反应——燃烧,将植物的化学能以热能的形式宏观地释放出来,并加以有效利用,这是人类利用能源的最初始方式。而煤炭和石油的发现后,这种化石燃料因其本身所蕴藏的巨大能量,很快就占据了能源来源的主导地位。这类燃料的广泛的利用,导致了人类社会的加速发展。

蒸汽机的发明使煤炭和石油的化学能以燃烧的方式转化成热能又传递给水,并产生具有气体内能的水蒸汽,蒸汽内能释放过程中,将能量传递给蒸汽机的机械传动部分,使内能转化成机械能,带动机械的运转。蒸汽机的发明极大地解放了人类的劳动生产力,迅速将人类带入了飞速发展的工业时代。

 

人类未来能源利用的发展方向

 

电磁感应的发现最终导致了发电机的诞生。以蒸汽机械带动发电机械旋转的汽轮发电机组,将化石燃料的化学能转化成气体的内能,并利用机械装置将气体内能转化为机械能,又通过电磁感应装置将机械能转化成电能,最终将化石燃料的化学能转化成电能,使人类进入了划时代的电气时代。

核能物理科学产生和发展后,人们将利用能源的目光聚焦到了原子能领域。经过几十年的科学研究,首先发明了原子武器,将原子能应用在了军事意图上。二次大战结束后,科学家开始着手研究和平利用原子能的问题,经过大量的研究和实践,发明了核反应堆装置,并通过这种装置,将原子能转化成了宏观能量热能,加热水蒸汽推动汽轮发电机组发电。

化石燃料是地球亿万年前的动物植物埋入底下后,经历亿万年的变化形成的,并不是取之不尽、用之不竭的燃料。随着全球经济的飞速发展,这种传统能源的有限性和不可再生性,对人类社会发展所带来的局限已经日益被人们所认识和担忧。此外,化石燃料燃烧后所产生的气体对地球气候环境的影响也是十分巨大的,大量二氧化碳的排放已经导致了全球气候变暖,一些有害气体、废物的排放也严重污染了我们赖以生存的自然环境。于是,人们把眼光越来越多地放在了原子能的利用上。

 

人类未来能源利用的发展方向

 

原子能的和平利用目前从技术水平到安全措施等,方方面面都已经进入成熟时期,大规模地用核能取代化石能源,在我国已经逐渐形成统一认识,并摆在了政府的议事日程。但由于核电站建造周期长、成本高等特点,在几十年内还不可能完全取代化石能源。今后相当长一个时期,将是两种能源并存并逐渐递增和消减的状态。核能虽然对自然环境不会构成既定的影响,但其毕竟具有潜在的放射性污染风险。同时,作为核燃料的物质取自矿山,采矿过程对植被的破坏,造成的水土流失和环境污染也是不容忽视的。矿物质与化石燃料一样,同样不可再生,只能越用越少,这也是将来必须面对的问题。

在目前人类已经可以利用的能源中,只有风能、水利能和太阳能可以看做是取之不尽、用之不竭的,所以,利用这三种能源发电也逐渐被人类所重视。风能由于受到地理环境和容量的限制,不可能进行大面积推广使用,只能作为一种补充的能源形式。水利能也同样受到这种限制,此外,江河上建立的大坝,还可能对水生物的回游造成影响,水流变化还可能影响到区域的气候发生变化,对生态环境的潜在影响是确实存在的。只有太阳能才是最终可以充分利用并不会产生明显负面效应的的能源。所以,如何有效地利用太阳能,才是人类下一步的努力发展方向。

 

人类未来能源利用的发展方向

 

万物生长靠太阳。地球上的各种能源所蕴藏的能量,绝大部分归根结底都来自太阳。包括木材资源和化石能源在内。植物通过光合作用,将来自太阳的能量转化成自身的化学能贮存在体内,一些植物被动物食用后,能量随之转移到了动物的体内。远古的动物植物经过地壳变迁埋藏在地下,亿万年后变成了今天的煤炭和石油,保存着亿万年前最初来自太阳的能量。巧合的是,人类在利用能源上所走过的路子,也恰恰是因循着这个脉络循序渐进而来。今天的人类,如果能够将太阳能的开发利用取得突破性的进展,设计建造出大容量、可储存的“太阳能——电能”转换装置,那将是功在当代、利在千秋的伟大壮举。

人类未来能源利用的发展方向 2007-6-18

江苏·连云港

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