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化學燃料問題

化石燃料,也稱為礦物燃料,是壹種碳氫化合物或其衍生物。化石燃料中包含的自然資源是煤、石油和天然氣。化石燃料的使用可以使工業大規模發展,取代水車,木材或泥炭可以燃燒加熱。(西班牙可燃氟利昂)

發電時,化石燃料燃燒的過程中會產生能量,從而帶動渦輪機發電。老式發電機使用蒸汽作為燃料來驅動渦輪機。目前,許多電站將直接使用燃氣渦輪發動機。

在全球現代化的步伐中,從20世紀到20世紀,265,438+0世紀,化石燃料,尤其是從石油中提取的汽油存在潛在的能源短缺危機,這是導致全球石油危機的原因之壹。目前,全球趨勢是發展可再生能源和核能,這有助於增加全球能源需求。

人類對化石燃料的持續燃燒是排放溫室氣體二氧化碳的來源之壹,也是加速全球變暖的因素之壹。另外,生物燃料中的二氧化碳來自大氣,所以發展生物燃料可以減少大氣中的二氧化碳,從而減少溫室效應。

迄今為止,世界上使用的燃料幾乎都是化石燃料,即石油、天然氣和煤。自然界經過幾百萬年逐漸形成的化石燃料,可能在幾百年內全部被人類耗盡。根據觀察和研究,今天地下沒有煤和石油形成。石油又稱原油,是壹種黃色至黑色的易燃粘稠液體,常與天然氣共存,是壹種非常復雜的混合物。石油的性質因地而異,密度、粘度、凝固點差異很大。比如冰點高達30℃,低至-66℃。熱值範圍為43.7至46.2兆焦/千克。石油中各種成分的沸點也相差很大,從25℃到500℃以上。石油中的主要元素是碳和氫,分別占83 ~ 87%和11 ~ 14%。此外,還含有少量的硫(0.06 ~ 8%)、氮(0.02 ~ 1.7%)、氧(0.08 ~ 1.8%)和微量金屬元素(鎳、釩、鐵、銅)。廣義的天然氣是指埋藏在地層中的天然氣。然而,天然氣通常僅指儲存在深層的可燃氣體(氣態化石燃料)和與石油共生的氣體(常稱為油田伴生氣)。天然氣的主要成分是甲烷。此外,根據地質條件不同,還含有乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷等不同量的低碳烷烴,以及二氧化碳、氮氣、氫氣、硫化物等非烴類物質。壹些氣田也含有氦。甲烷含量高的天然氣稱為幹氣,兩個以上碳原子烷烴含量高的天然氣稱為濕氣。中國四川自貢天然氣資源豐富。煤,也叫煤,是埋藏在地下的固體可燃礦物。煤是混合物,沒有單壹的分子結構。經過科學家的長期研究,介紹了常見的煤結構類型。煤的結構中有大量的碳原子環,有的相互稠合,有的鍵合形成長鏈。Wyze的煙煤結構模型是常見的,但它們都不能揭示煤的真實結構。煤中的有機元素主要是碳,其次是氫,還有氧、氮和硫。

太陽能壹般是指太陽光的輻射能。太陽內部“氫”變成“氦”的核反應不斷釋放出巨大的能量,向太空輻射能量。這種能量就是太陽能。太陽內部的這種核聚變反應可以持續幾十億到幾十億年。太陽向太空發射的輻射功率為3800億千瓦,其中10億千瓦到達地球大氣層。到達地球大氣層的太陽能有30%被大氣層反射,23%被大氣層吸收,其余到達地球表面,功率為80000億千瓦,這意味著太陽每秒照射到地球上的能量相當於燃燒500萬噸煤釋放的熱量。從廣義上講,太陽能是地球上很多能量的來源,比如風能、化學能、水的勢能等等。狹義的太陽能僅限於將太陽輻射能直接轉化為光、熱、電和光化學。

人類利用太陽能有著悠久的歷史。早在2000年前的戰國時期,中國就知道用鋼制四面鏡聚焦陽光點燃。利用太陽能烘幹農副產品。隨著現代的發展,太陽能的利用日益廣泛,包括太陽能的光熱利用、太陽能的光電利用和太陽能的光化學利用。太陽能的利用方式有兩種:被動式利用(光熱轉換)和光電轉換。太陽能發電是壹種新的可再生能源利用方式。

太陽能電池通過光電轉換將陽光中所含的能量轉化為電能,太陽能熱水器利用陽光的熱量加熱水,熱水用來發電,太陽能用來淡化海水。目前,太陽能的利用還不是很普及,利用太陽能發電還存在成本高、轉換效率低的問題,但太陽能電池已經應用於為人造衛星提供能源。

優點:?

1)普適性:陽光普照大地,無論陸地還是海洋,無論山脈還是島嶼,都可以直接開發利用,無需開采運輸。?

2)無害:太陽能的開發利用不會汙染環境。它是最清潔的能源之壹,在環境汙染越來越嚴重的今天,這壹點極其寶貴。?

3)巨大:每年到達地球表面的太陽輻射能量約相當於130萬億噸標準煤,是當今世界可開發的最大能源。?

4)長期:按照目前太陽產生核能的速度,氫的儲存量足夠維持幾十億年,地球的壽命大約是幾十億年。從這個意義上說,可以說太陽的能量是取之不盡的。?

缺點:?

1)色散:到達地球表面的太陽輻射總量雖大,但能流密度很低。平均而言,在北回歸線附近,夏季天氣晴朗時,太陽輻射的輻照度在中午最高,為1m?該地區接收的平均太陽能約為1000 w;如果全年晝夜平均,只有200W W左右,冬季只有壹半左右,陰天只有1/5左右,所以能流密度很低。因此,在利用太陽能時,為了得到壹定的轉換功率,往往需要壹套面積相當大的收集轉換設備,成本較高。?

2)不穩定:由於晝夜、季節、地理緯度、海拔等自然條件的限制,以及晴、陰、雲、雨等隨機因素的影響,到達某壹地面的太陽輻照度既有間歇性,又極不穩定,增加了太陽能大規模應用的難度。為了使太陽能成為持續穩定的能源,最終成為可以與常規能源相抗衡的替代能源,需要解決儲能問題,即盡可能地將晴天的太陽輻射能量儲存起來,以備夜間或雨天使用,但目前儲能也是太陽能利用的薄弱環節之壹。?

3)效率低,成本高:目前太陽能利用的發展水平理論上可行,技術上成熟。然而,壹些太陽能利用裝置由於效率低、成本高,在經濟上無法與常規能源競爭。未來,太陽能利用的進壹步發展主要受到經濟的制約。

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