科学技术的发展与人类对能源的利用毕业论文

科学技术的发展与人类对能源的利用毕业论文内容摘要：

作为“回报”的同时，被迫迎来了自我检讨和亡羊补牢的时代。 从这个意义上讲，以节约能源，减少碳排放为特征的“新能源革命”只是迟到的自我救赎。 三、 常规能源及利用 （一）常规能源利用现状 常规能源是指在现阶段科学技术水平下，人们已经广泛利用，并且利用技术 较为成熟的能源。 煤炭、石油、天然气和水能 等都属于常规能源。 煤炭 煤炭是能源世界的主将 ， 在各类能源中，今后 20 年内可大量增产和弥补石油不足的能源是煤炭，煤炭成了过渡到 以 可再生能源和核能为主的未来能源的桥梁。 煤 的形成是大自然的造化 ， 煤是地质史上的陆地植物在沼泽中大量沉积而成的，一般产在地6 质成煤时期的沉积盆地边缘。 煤炭既是动力燃料，又是化工、 制焦 和 炼铁的原料，素有“ 工业粮食 ” 之称。 在工业生产和生活中，煤炭 常 被用作燃料燃烧以提供热量或动力，煤炭燃烧后释放的热能可以转化成电能，实现能源的远距离传输。 火力发电在 我国电力结构中占有很大比重，在全球范围内火力发电也是电能的主要来源之一 ；煤炭炼焦、高温干馏的煤气是重要的化工原料，也可以用来合成氨；低灰、低硫和可磨性好的品种，可以用来制造多种碳素材料，在生产活动中有着广泛的应用。 煤作为能源，与 石油比较有两大优点：一、 分布广，储量大。 全世界煤的探明储量是石油的 20 多倍，我国还高于这个倍数。 二、 开发和利用的技术难度不大。 所以，我国和世界许多国家都很重视煤炭资源的开发利用。 另一方面，用煤作燃料，也有很多地方不如石油，例如发热量和燃烧效率不如石油高，输送和使用不如石油方便；灰渣 、粉尘多，容易污染环境， 露天开采会破坏土地，使矿井地面塌陷。 矿井和选煤厂废水 造成水 污染，烧煤产生大量二氧化碳会造成温室效应，影响气候等 [3]。 在未来 100 年内，煤炭不可避免地仍将是一种主要能源。 我们的任务是寻求更有效的、环境可接受的途径，使每吨煤发更多的电，减少污染物的排放总量。 煤炭的综合利用是今后的发展方向 ， 煤是非可再生的资源，要节约使用，要研究如何利用得合理，发挥它更大的作用。 现在，科学家们正在研究提高煤燃烧的效率，减轻对环境的污染，同时研究煤的气化、液化等技术，使它能经济地替代石油。 现在世界各国正 在执行清洁煤技术计划，这将是造福人类的伟大举措。 石油 石油 是当今世界的主要能源， 是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体 ， 主要是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。 它是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成的混合物，与煤一样属于化石燃料。 石油 在国民经济中占 有 非常重要的地位。 人们一般不直接用石油作燃料，而是利用石油各成 分 的 沸点不同，把它 们 加热蒸馏而分开，称为分馏。 石油经过加热分馏就得到石油 汽 、 汽 油、煤油、柴油、润滑油、石蜡等产品。 它们都是由碳、氢两种元素组成的有机化合物，它们之间的差别就是分子大小不一，它 们燃烧后的产物都是 CO2 和 H2O ，同时放出热量。 人们常利用液化石油气、汽油、煤油、柴油等的燃烧，给工厂、农村、汽车、轮船、火车、飞机和家庭生活等提供所需要的动力和热量。 石油 被人们誉为工业的“血液”，是名不虚传的。 首先，石油是优质的动力燃料的原料。 汽车、内燃机车、飞机、轮船等现代交通工具都是用石油的产品 —— 汽油、柴油作动力燃料的；新兴的超音速飞机、导弹、火7 箭，也都以石油提炼出来的高级燃料为动力的。 石油也是提炼优质润滑油的原料。 一切转动的机械的“关节”中添加的润滑油都是石油制品。 石油还是重要的化工 原料。 石油化工厂利用石油产品可加工出 几千 种重要的有机合成原料。 常见的涤纶、尼纶、腈纶、丙纶等合成纤维；能与天然橡胶相比美的合成橡胶；苯胺染料、洗衣粉、糖精、人造皮革、化肥、炸药等等都是由石油产品加工而成的。 石油经过微生物发酵，还可以制成合成蛋白。 放在石油中的嚼蜡菌吃食石蜡后，会以惊人的速度繁殖起来。 嚼蜡菌自身含有丰富的蛋白质 ，因而可利用石油制成大量合成蛋白。 炼油最后剩下的石油焦和沥青也都 用途很广。 石油焦做炼钢炉里的电极，可以提高钢的产量， 还可用它作为制造石墨的原料。 沥青则可以制作油毡纸或铺路。 作为动力 燃料，同煤相比，石油有许多优越之处。 （ 1） 石油燃烧时放出的热量，比煤炭大得多。 1 千克的煤的发热量是 5000 千卡，而燃烧 1 千克的石油却能得到 10000 多千卡的热量。 （ 2） 石油使用方便。 它易燃，且不留灰烬。 储存时所占空间小，可用管道运输，经济便捷。 （ 3） 石油可以炼制成许多优质高效的特种燃料。 （ 4） 石油是流体，易于开采。 石油在当今世界能源中占有极为重要的地位， 石油对于各国来说，其消费量与国家经济的发展程度是密切相关的。 中国由于人口众多和经济发展迅速目前已经成为全球第二大石油消费国，如何保障长期的、稳定的 石油供应，是未来我国经济安全面临的一个重大问题 [4]。 天然气 天然气 指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物，主要存在于油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气中。 天然气又可分为伴生气和非伴生气两种。 伴随原油共生，与原油同时被采出的油田气叫伴生气；非伴生气包括纯气田天然气和凝析气田天然气两种，在地层中都以气态存在。 天然气已成为全球继煤炭和石油之后的第三大常规能源，以天然气作为能源的优势 是 ： （ 1） 清洁环保：可燃天然气的主要成分是甲烷，燃烧时无悬浮颗粒物，它产生单位热量放出的温室气体（ CO2）只有煤炭的 1/2 左右，比石油还少 1/3，是清洁、优质、具有竞争力 的能源和化工原料，也是环保首选燃料。 其含碳量低的性质，符合能源低8 碳化发展的规律。 （ 2） 资源丰富：天然气与石油探明的可开采储量接近，但是天然气资源更丰富，采出程度低，可开采年限长，有着巨大的潜力。 （ 3） 发展前景广阔：天然气可以用于工业燃料、发电燃料、民用与商业燃料、能源工业和化工原料。 石油和煤炭消费领域里有 很大部分 可以用天然气来取代。 （ 4） 使用方便，只需最低程度的处理。 （ 5） 有较高的综合经济效益：燃气联合循环发电的效率可达 60%，造价只 为常规煤电的 1/2。 天然气用作化工原料，工艺简单，转换效率高，能耗低，投资少，易实现清洁生产 [5]。 随着人类环保意识的增强， 天然气作为一种优质能源逐渐受到各国的重视 ，目前，发展天然气工业已成为各国改善人类生存环境和维持经济可持续发展的最佳选择。 水能 水能，通常是河川径流相对于某一水平 面 所 具有的势能。 把天然水流具有的水能积聚起来，去推动水轮机，带动发电机，便可发出电能。 这个物理过程使一次能源开发和二次能源生产同时完成，而水流本身并不发生化学变化，所以水能是一种清洁能源。 由于地球上水的总量 恒定， 在太阳能 作用下不断进行着蒸发、降水循环，因此水能是可再生的能源。 水能开发利用的历史也相当悠久。 早在古代，我国劳动人民就发明了“水 磨”、“ 水碾”。 现代广泛采用的水力发电是人类对水能利用的高级阶段。 水能是可再生的能源，可持续地利用它来发电。 水电站投产以后，发电成本低，积累多，收益大。 而且水电站除发电供给能源以外，为水电而修建的水库，大多还有防洪、灌溉、航运、养殖水产、改善自然环境、旅游等综合效益。 水电同火电比较，修建大型水电站要建坝拦水，工期较长，投资较多。 但是，如果把发展火电需要新建的煤矿、铁路工程一并计算在内 ，有些水电站建设工期并不比建火电站长，投 资也相差无几。 水电还有一个突出的优点，就是不污染环境，是一种 绿色 能源。 常规能源在今后一段时间仍将是世界能源的主体部分，因此对常规能源的开发利用和技术改造具有迫切的现实意义。 （二）能量的利用与转换 通过一定的方式，蕴藏在能源中的能量能够得以释放或转化，而被应用于人类的生产、生活等领域。 人类生产、生活各个领域都需要能量，因此能源的利用形式呈现出多样性的特点。 从能源使用角度看，人类直接使用最多的能源是电能和热能，而电9 能是能源利用最普遍的形式，人类对热能的利用技术是目前最 成熟的，所以人类对其他能源利用的主要目的是使其转化为热能或电能。 能量虽然可以从一种形式转化为另一种形式，从一个物体转移到另一个物体，但它既不能凭空创造，也不能凭空消失。 在转化和转移过程中，能量的总值不变，这称为热力学第一定律，即能量转化与能量守恒定律 [6]。 对于矿物能源来说，如煤炭、石油、天然气等利用方式主要是通过燃烧释放蕴含的化学能，进而生成热能或电能。 近年来出现了很多新技术，实现了化学能或电磁能转化为电能。 如燃料电池技术、磁流体发电技术等都可以把燃料的化学能直接转化为电能，效率比把化学能转化为热能、 再利用热能来发电要高得多。 对太阳能的利用主要有两种形式，即光热转换和光电转换。 光热转换先是把太阳能转化为热能，然后再加以利用，如太阳能热水器，太阳灶等。 光电转换是利用光伏电池，把太阳能直接转化为电能，效率比较高。 水能和风能是人类很早以前就开始利用的能源，但仅仅限于舂米、磨面等小规模机械能利用。 在现代的技术条件下，对水能、风能的利用主要是水力发。