“什么是低碳经济？什么是碳排放？什么是节能减排？”

一连串的问题，是一个小朋友向我的提问。由此，想到“碳”这个日常生活中比比皆是“C”！

碳是一种非金属元素，位于元素周期表的第二周期IVA族。它的化学符号是C，它的原子序数是6，电子构型为[He]2s²2p²。碳是一种很常见的元素，它以多种形式广泛存在于大气和地壳之中。碳单质很早就被人认识和利用，碳的一系列化合物——有机物更是生命的根本。

拉丁语为Carbonium，意为“煤，木炭”。汉字“碳”字由木炭的“炭”字加表固体非金属元素的石字旁构成，从炭字音。

碳存在于自然界中（如以金刚石和石墨形式），是煤、石油、沥青、石灰石和其它碳酸盐以及一切有机化合物的最主要的成分，在地壳中的含量约0.027%。碳是占生物体干重比例最多的一种元素。碳还以二氧化碳的形式在地球上循环于大气层与平流层。

在大多数的天体及其大气层中都存在有碳。

在工业上和医药上，碳和它的化合物用途极为广泛。

测量古物中碳14的含量，可以得知其年代，这叫做碳14断代法。

石墨可以直接用作炭笔，也可以与粘土按一定比例混合做成不同硬度的铅芯。金刚石除了装饰之外，还可使切削用具更锋利。无定形碳由于具有极大的表面积，被用来吸收毒气、废气。富勒烯和碳纳米管则对纳米技术极为有用。由于石墨的分子间只有微弱的范德华引力，所以它们容易滑动，适合用来作润滑剂，而石墨处于高温时不容易挥发，所以适合在掘隧道时使用。碳是钢的成分之一。

碳能在化学上自我结合而形成大量化合物，在生物上和商业上是重要的分子。生物体内大多数分子都含有碳元素。碳化合物一般从化石燃料中获得，然后再分离并进一步合成出各种生产生活所需的产品，如乙烯、塑料等。

沼气：

“无氧消化”是处理可降解废物的方法之一，由于这个方法产生出的沼气可作为有用燃料，同时又可以将导致疾病的病原体消灭，又因为燃烧甲烷比燃烧煤更清洁，二氧化碳排放量低，因此这个方法颇为流行。甲烷本身也是温室气体之一，且它的全球变暖潜能也比二氧化碳高，因此生物气体的收集在废物管理中，扮演了重要角色。如果把这些气体放回大气中，这些气体中的碳成份会被植物吸收进行光合作用，且不会比燃烧化石燃料释出更多碳元素。

在近几年，不少发达国家均有扩展采用经收集污水及垃圾堆填区，及经机械生物处理的家居废物所得的的生物气体作燃料，同时又因为能源价格高企、再生能源补贴及欧盟管制堆填区的使用，更进一步推动生物气体的应用。

生物气体与天然气

生物气体只要经过净化，其特性便能与天然气无异，气体供应商需去除生物气体中的水份、硫化氢及微粒等杂质，为求使气体更能完全燃烧，供应商会减少气体中的二氧化碳含量。未经上述净化程序处理的气体有时会与天然气混合燃烧。当生物气体净化至能作管道运输的质素后，这些气体便称之为“可再生天然气”。

 可再生天然气的应用

这些经净化的气体在应用上也与天然气无异，包括发电、炉具等，而经压缩的气体也能成为压缩天然气的代替品，可用在汽车的内燃机或燃料电池上。

石油，也称原油，是一种粘稠的、深褐色（有时有点绿色的）液体。地壳上层部分地区有石油储存。它由不同的碳氢化合物混合组成，其主要组成成分是烷烃，此外石油中还含硫、氧、氮、磷、钒等元素。不过不同的油田的石油的成分和外貌可以区分很大。石油主要被用来作为燃油和汽油，燃料油和汽油组成目前世界上最重要的一次能源之一。石油也是许多化学工业产品如溶液、化肥、杀虫剂和塑料等的原料。今天88%开采的石油被用作燃料，其它的12%作为化工业的原料。由于石油是一种不可再生原料，许多人担心石油用尽会对人类带来严重的后果。石油因其价值高昂，又被称为黑金。

最早钻油的是中国人，最早的油井是4世纪或者更早出现的，《博物志》称“酒泉延寿县南山出泉水，大如筥，注地为沟，水有肥如肉汁，取著器中，始黄后黑，如凝膏，然极明，与膏无异。膏车及水碓缸，甚佳，彼方人谓之石漆。”。中国人使用固定在竹竿一端的钻头钻井，其深度可达约一千米。他们焚烧石油来蒸发盐卤制食盐。10世纪时他们使用竹竿做的管道来连接油井和盐井。“石油”一词首次在梦溪笔谈中出现并沿用至今。^[1]古代波斯的石板纪录似乎说明波斯上层社会使用石油作为药物和照明。

构成石油的化学物质，用分馏能互相分离。原油作为加工的产品，有煤油、苯、汽油、石蜡、沥青等。严格地说，石油以氢与碳构成的脂肪烃为主要成分。

分子量最小的4种烃，全都是煤气。

• CH₄ (甲烷) － 沸点 −107℃
• C₂H₆ (乙烷) － 沸点 −67℃
• C₃H₈ (丙烷) － 沸点 −43℃
• C₄H₁₀ (丁烷) － 沸点 −0.5℃

煤是远古植物遗骸，埋在地层下，经过地壳隔绝空气的压力和温度条件下作用，产生的碳化化石矿物，主要被人类开采用作燃料。

煤其主要成分为碳、氢、氧和少量的氮、硫或其他元素。硫是煤最主要杂质之一，其通常以硫化物之形式出现于煤的燃烧生成物中。于某些国家，例如美国已设立规范管制硫化物之排放量，因除去此类有害杂质花费不低，故政府均奖励生产低硫煤以减少污染。

煤用于炼焦，可以产生煤焦油及氨水。焦碳是用于炼铁的重要原料。煤焦油可提取多种工业用的重要化合物。很多人以为煤气是从煤制造出来的，但事实是煤气是从原油提炼出来的石脑油再加以提炼而成的。煤也可以直接汽化，生成水煤气（一氧化碳和氢的混合物），直接用做清洁燃料，。

煤，尤其是烟煤（任何挥发分较高的煤）直接作为燃料会冒出黑烟，浪费其中挥发分并造成大气污染，英国由于气候多雾，对污染尤其敏感，早在20世纪初即颁布法律禁止将原煤直接作为燃料，只能燃烧焦碳或半焦。

焦碳作为炼铁的重要原料，对生铁的质量有关键的作用，如果含硫高，会严重降低生铁质量，灰分高会降低热值。因此用于炼焦的煤必须经过洗选，以降低其灰分和硫含量。炼出的焦碳必须选大块坚实的，不能在高炉中被压碎，以便可以通风。选出的碎焦只能做燃料，碎焦做燃料发热量大，不冒烟，是很好的燃料。

关闭现有运行的燃煤电厂, 和防止建造新的燃煤电厂。 目的是减少会导致气候变化的高浓度温室气体的排放。

核动力：

    是利用可控核反应来获取能量，从而得到动力、热量和电能。因为核辐射问题和现在人类还只能控制核裂变，所以核能尚未得到所有国家、民众的认可，在大部分的国家暂时未有大规模的利用。

    利用核反应来获取能量的原理是：当裂变材料（例如铀-235）在受人为控制的条件下发生核裂变时，核能就会以热的形式被释放出来，这些热量会被用来驱动蒸汽机。蒸汽机可以直接提供动力，也可以连接发电机来产生电能。

    核能是一种储量充足并被广泛应用的能量来源，而且如果用它取代化石燃料来发电的话，温室效应也会减轻。国际间正在进行对于改善核能安全性的研究，科学家们同时还在研究可控核聚变和核能的更多用途，比如说制氢（氢能也是一种被广泛提倡的清洁能源），海水淡化和大面积供热。

    1979年的三哩岛核泄漏事故和1986年的切尔诺贝利核事故两起灾难，警示了核能发电。但是，核能在经济与环境两方面的益处却使人们日渐对核能很感兴趣，不断飙升的油价，核能发电厂安全性的提高和符合京都议定书规定的低温室气体排放量使一些有影响的环境保护论者开始注意核能。

风能：

    是因空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量。空气流具有的动能称风能。空气流速越高，动能越大。人们可以用风车把风的动能转化为旋转的动作去推动发电机，以产生电力，方法是透过传动轴，将转子（由以空气动力推动的扇叶组成）的旋转动力传送至发电机。到2008年为止，全世界以风力产生的电力约有 94.1 百万千瓦，供应的电力已超过全世界用量的1%。

    现代利用涡轮叶片将气流的机械能转为电能而成为发电机。在中古与古代则利用风车将搜集到的机械能用来磨碎谷物或抽水。

    风力被使用在大规模风农场为全国电子栅格并且在小各自的涡轮为提供电在被隔绝的地点。

   风能量是丰富、近乎无尽、广泛分布、干净与缓和温室应。人类利用风能的历史可以追溯到公元前，但数千年来，风能技术发展缓慢，没有引起人们足够的重视。但自1973年 世界石油危机以来，在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下，风能作为新能源的一部分才重新有了长足的发展。

    风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力，特别是对沿海岛屿，交通不便的边远山区，地广人稀的草原牧场，以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆，作为解决生产和生活能源的一种可靠途径，有着十分重要的意义。即使在发达国家，风能作为一种高效清洁的新能源也日益受到重视。

太阳能：

一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。

自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步发展。

太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源。

广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。

网络几节有关“碳”的诉说，也许能够解答小朋友的疑问，其实，确实是“学而时习之”。