非再生能源
非再生能源,是指在自然界中经过亿万年形成,短期内无法恢复且随着大规模开发利用,储量越来越少总有枯竭一天的能源。包括煤、原油、天然气、油页岩、核能等。
经过亿万年形成的、短期内无法恢复的能源,称之为非再生能源。如煤炭、石油、天然气等。它们随着大规模地开采利用,其储量越来越少,总有枯竭之时 。地热能基本上是非再生能源,但从地球内部巨大的蕴藏量来看,又具有再生的性质。核能的新发展将使核燃料循环而具有增殖的性质。核聚变的能比核裂变的能高出5~10倍,核聚变最适合的燃料重氢(氘)又大量地存在于海水中,可谓“取之不尽,用之不竭”。核能是未来能源系统的支柱之一。
煤是古代的植物体因为地壳运动而埋没地下,在适宜的地质环境中经过漫长年代的演变而成的,含碳量一般为46%~97%。煤是重要的燃料和化学工业原料。煤在地球上的储量非常丰富。煤是由有机物一生长在沼泽或河流三角洲之植物残骸分解而成现今世界各主要地区之煤炭蕴藏量,以非欧洲、亚洲及大洋洲、及北美洲等三个地区所占之比例最高,整体而言,现时煤炭之蕴藏量,估计可供我们使用二百年。
煤是由有机物质和无机物质混合组成的。煤中有机物质主要由碳(C)、氢(H)氧(O)、氮(N)四种元素构成,还有一些元素则组成煤中的无机物质,主要有硫(S)、磷(P)以及稀有元素等 。在我国,煤炭资源主要分布在山西、陕西、内蒙古、黑龙江、辽宁、山东几个省区,著名的大型煤矿有大同煤矿、东胜煤矿、神府煤矿等。
石油
石油一般认为是由地层中的有机物质“油母质”,经地温长时间的熬炼,一点一滴地生成而浮游于地层中。由于浮力的关系,石油在水中每年缓慢地沿着地层或断层向上移动,直到受不透油的封闭地层阻挡而停留下来。当此封闭内的石油越聚越多。
石油是仅次于煤的化石燃料,它是一种天然的黄色、褐色或黑色的流动或半流动的黏稠的可燃液体烃类混合物。石油也称为“原油”。它可以被加工成各种馏分,包括天然气、汽油、石脑油、煤油、柴油、润滑油、石蜡以及其他许多种衍生产品,是最重要的液体燃料和化工原料。
天然气
天然气是一种碳氢化合物,多是在矿区开采原油时伴随而出,过去因无法越洋运送,所以只能供当地使用,如果有剩馀只好燃烧报废,十分可惜。若以人工建筑设施存放天然气,在遭到外力破坏如地震、火灾等,极易产生危险。若以人工建筑设施存放天然气,在遭到外力破坏如地震、火灾等,极易产生危险。
天然气是除煤和石油之外的另一种重要的一次能源。它燃烧时有很高的发热值,对环境的污染也较小,而且还是一种重要的化工原料。天然气的生成过程同石油类似,但比石油更容易生成。
天然气主要由甲烷、乙烷、丙烷和丁烷等烃类组成,其中甲烷占80%~90%。天然气通常可以分为纯天然气、石油伴生气、凝析气和矿井气4种。
化学能
化学反应所产生的能量称为化学能,除了燃烧煤、木材、石油及其制品产生的燃烧热外,还有电解化发电。电解化发电是将两种不同的金属板隔若干距离,一起浸入电解液中,金属板间会产生电压。两金属对于电解液的离子倾向力或溶解压不相同,发生化学变化,以电解方式放出能量。
电池就是利用这种原理制造成的。电池有两类,一种是用完就丢,不能再用的干电池,视为一次电池(图3-16)。另一种是可再充电,反复使用的蓄电池,即镍镉电池等,称为二次电池。
核燃料
核能也称原子能,是一种高效率持久的能源。核能发电是利用铀235的核分裂连锁反应释出大量热能,将水变成水蒸气,利用这些蒸气来推动发电机发电。核能发电的方法有许多种,台湾地区使用的是沸水式核能发电与压水式核能发电。核能除了发电为主要应用外,在农业、医学、工业科技……等各方面都有很多的用途。如农业:利用它来使蔬菜水果保持新鲜、改良品种、防止病虫害等功能;在医学上可以用它来杀伤癌细胞治疗癌症等多方面的功能核电厂投资金额庞大、施工耗时、适宜兴建的厂址难求。最大的缺 点是放射性核废料处置与安全问题。优点是核燃料取得较容易、原料的运输与储存方便、需要量不多、且安全存量的开支少。
核能的实际利用有两种方法:一是目前已达到实用阶段的重核裂变方法,这就是核裂变反应堆的原理;二是目前还处于研究试验阶段的轻核聚变方法,这就是核聚变反应的原理 。
人力兽力