开云体育 开云官网开云体育 开云官网开云体育 开云官网环境可再生资源的开发利用环境可再生资源的开发利用 环境可再生资源的开发利用 人类对资源的利用，特别是对不可再生资源的需求一直都是一种供不应求的状态。例如煤炭，从工业革命开始就以一种惊人的速度消耗着，煤炭的利用对生产力的发展和生产效率的提高功不可没。随着人们对生活水平要求的提高，工业化水平的飞跃，对天然气、石油的需求更是大大的增加。然而，大家都知道不可再生资源不是“取之不尽，用之不竭”的，不可再生资源是在地球长期演化历史过程中，在一定阶段、一定地区、一定条件下，经历漫长的地质时期形成的，可以说那是地球留给我们最宝贵的自然资源。我们的祖先享受...
环境可再生资源的开发利用 环境可再生资源的开发利用 人类对资源的利用，特别是对不可再生资源的需求一直都是一种供不应求的状态。例如煤炭，从工业革命开始就以一种惊人的速度消耗着，煤炭的利用对生产力的发展和生产效率的提高功不可没。随着人们对生活水平
的提高，工业化水平的飞跃，对天然气、石油的需求更是大大的增加。然而，大家都知道不可再生资源不是“取之不尽，用之不竭”的，不可再生资源是在地球长期演化历史过程中，在一定阶段、一定地区、一定条件下，经历漫长的地质时期形成的，可以说那是地球留给我们最宝贵的自然资源。我们的祖先享受着大自然带来的恩赐，给我们开辟了一个全新的工业化时代，当我们享受着这一切的时候，渐渐意识到一个严重的问
，倘若继续按这速度发展，我们对不可再生资源索取的欲望有增无减，那种欲望就像是一个膨胀气球，终有会被吹破的一天，到时候想挽救却发现一切都来不及了。人类总的目光总不能仅仅局限于目前的利益，满足了现在的欲望，却没有把目光放得更长远些。因为我们得考虑到子孙后代的生活，他们的生活同样也需要自然资源，我们不可能让已经消耗的不可再生资源在短时间内再出现，所以我们可以把眼光放到对可在生资源的开发与利用，让其最大限度地帮助我们提高生活水平，推动社会的进步和科技的发展。 纵观现在地球的可再生资源还是不少的，而且其发展的潜力无限，如太阳能、水能、风能、核能、氢能、地热能、生物质能、海洋能等等，都是如今我们可以利用的可再生资源。再加上可在生资源是本地资源，发展可再生资源不仅可以减少能源的进口，舒缓对不可再生资源需求的紧张关系，同时还可以保障能源安全，调整能源结构，保护环境。所以，如今世界各国都把可再生资源作为21世纪的战略能源和后续能源。20世纪70年代的两次石油危机使人们更加意识到可再生能源的重要性，特别是近年来对环境保护的要求日益提高和人们对气候变化问题的关注，使得可再生资源的技术迅速发展。 1. 太阳能的开发利用 在众多可再生资源中，太阳能可以说是一颗耀眼的金星，太阳能是由太阳核聚变释放的能量以光辐射的形式输送到地球，太阳每年送到地球的能量高达5.4YJ，约为当前世界能源总消费量的1000倍。试想一下，倘若我们能把辐射到地球的太阳能利用到1%，那么将会带给如今紧张的资源局势一股甘泉。太阳能可以说是取之不尽，加上其对环境不造成任何污染，具有无与伦比的自然优势。太阳能的利用，可以减弱人类对煤炭的依赖性，对保护环境、减排室温气体都有十分重要的作用。 我国的太阳能资源可以说是相当的丰富，绝大多数地区年平均日辐射量在4kW·h/m2 以上，西部，甘肃北部，新疆东部，青海西部，宁夏北部是我国日辐射量最为丰富的地区，年太阳辐射总量达到6680~8400MJ/m2 ，其中西藏的北部辐射资源最为丰富，最高可以达到2333kW·h/m2 。我国的太阳能资源与同纬度的其他国家相比，比欧洲、日本优越的多，所以对于我国来说，更好地开发和利用太阳能资源为给我们国家带来无限的效益。 太阳能的利用方式多种多样，发电，取暖，加热等等都可以作为供应日常生活中太阳灶、太阳能热水器、太阳能房的能量来源。在太阳能热利用方面，目前应用最多的可以说是大家都熟悉的太阳能热水器，现在基本上每家每户都可以安装太阳能热水器为生活提供洗浴的热水。如今太阳能热水器已经实现的大范围的商业化，越来越多的人意识到太阳能的发展潜力，中国更是成为了世界上最大的太阳能热水器生产国，生产企业超过了4000家，产值更是超过了200亿，占全世界推广量得70%，并且以每年25%以上的速度在增加，另一方面太阳能热在生活中的的广泛应用带动了玻璃、金属、保温材料等更多的相关企业的发展。 对于太阳能发电，我们主要把太阳能转换为热能，利用热能发电，或者是将太阳辐射直接通过光电转换器件产生电能。20世纪80年代以来，美国、欧洲等国家和地区相继建立起步同的热发电装置，如今世界现有的太阳能热发电系统大致有四类：抛物线面槽式系统、塔式系统、碟式系统、菲涅耳式聚光系统。 槽式太阳能热发电技术是目前最为成熟的太阳能发电利用技术，它利用的是在抛物面状的槽型聚焦镜的聚焦位置上安放管式吸热器，聚焦后的太阳热直接产生蒸汽，推动汽轮机进行发电。如今，抛物面槽式系统已经实现了商业化得运行，并且随着科技的不断发展，系统从光转换为电的效率由最开始的11.5%提升到13.6%，并且最大的峰值效率曾经达到21%，建造的费用由5976$/kW降低到3011$/kW，发电成本由26.3美分/(kW·h)降低到12美分/(kW·h)。 塔式的太阳能热发电系统利用的是一组独立跟踪太阳的定日镜，将阳光聚焦到一个固定在塔顶部得接收器上，这样可以产生高温。现在塔式的技术已经完成了在实验室的试验阶段，正逐步走向商业化。 碟式系统是由许多抛物面反射镜子组成，在镜子的焦点上安装接收器，当接收器内的传热介质达到750℃左右，便能驱动发电机进行发电。中国在碟式太阳能发电技术上已经获得突破，以低成本、高效率作为主要的特征，电站的容量可 大可小，可以独立的运行，也可以并网运行，特别适合发展中的国家使用，该技术在国外还处于试验的阶段，在这方面的科学研究工作，中国现今还处于初级的阶段。碟式的太阳能热发电如果能形成大规模的应用，电站的可以降到20000元/kW，可与常规大电厂竞争。2003年8月8日，在国家“十五”规划期间“863”项目的支持下中国科学院工程热物理研究所-山东皇明太阳能利用研究联合开发实验室的多碟式-热电半导体发电装置发电成功。这是中国第一次成功的太阳能聚光，也是世界上首次采用太阳能聚光器与热电材料组合成功的发电实验。 菲涅耳式聚光发电的发射器由许多分段镜面组合而成。吸收器固定在反射镜上方的空中，它具有其他聚光方式不可比拟的优点。首先它的聚光效果好，不但可以聚集直射光，同时还可以聚集散射光。另外它的聚光系统可以遍布个阳光充足的户外用地，可以充分地利用空间。还有就是其系统结构简单，容易制作与安装，从而其成本也相对其他太阳能热发电系统要低得多。 太阳能光伏发电是太阳能利用的另一种方式，是利用光伏效应原理，利用太阳能电池将太阳光辐射能直接转化为电能。其发电技术主要分为晶体硅技术和非晶体硅或薄膜电池技术。前者已经达到大规模的工业化生产，技术相对成熟，目前成本过高是目前面临最大的问题，如果难以突破这个瓶颈将难以实现规模化的生产。日本，美国，德国是走在光伏发电技术的前沿，中国虽然进入国际市场较晚，但是起爆发力却是无穷的，如今已经成为了世界十大光伏制造国，到了2 009年，中国太阳能电池的产量已经达到了4.3GW，占全球总量的40%，不久的将来中国将会成为使用太阳能电池的大市场。 2.风能的开发利用 风能是另外一种取之不尽，用之不竭的自然资源，加上不污染环境，储量丰富。风能来自太阳能辐射造成地球各部分受热不均匀形成的的大气环流，是太阳能的一种转化形式。与其他自然资源相比较，风能既有其优点，单其缺点也成为发展和利用风能的障碍。风能是一种是稀疏的能源，能量密度较低，给利用带来了困难。还有就是风能对天气、气候、地形的依赖性很强，风力的强度时时刻刻都受到气候变化的因素的影响，其不稳定性和不连续性，会给电力系统的安全和可靠运行带来问题。所以开发风能时必须配合一个补充能源的生产系统。风能的使用可以节省相同数量电能所需的矿物燃料，明显的减少大气中粉尘、CO2、NO2、SO2等的排放量。 中国的风能资源十分丰富，可以开发和利用的风能资源仅次于前苏联和美国，位居世界第三位。据我国我国气象科学研究院的估算，我国10m高度层的风能总储量为32.26亿kW，实际可开发量为陆地2.53亿kW，海上约为7.5亿kW，总计可开发利用的风能资源可达10亿kW。我国风能资源丰富的地区主要分布在东南沿海，山东，辽东沿海以及海上岛屿、内蒙古北部和松花江下游，面积约占中国国土总面积的8%左右。内蒙古北部是内陆风能资源最好的区域，年平均风能密度可以达到200W/m2 或以上，风速≧3m/s的时间一年有5000~6000h。东南沿海、山东、辽东沿海因为毗邻海洋，风力较大，风能的密度可以达到200~300W/m2 ，风速≧3m/s的时间一年有4000~5000h。越往内陆，风力相对的减少。 现代的风电技术总体的发展趋势是对技术进行升级，换代，不断扩增单台机组容量，改善风机性能，提高风能的利用效率，降低风电的使用成本。国外的风电发展技术相当的迅速，20实际90年代，基本上是600kW左右的风机，到了2004年风机的容量达到了1715kW，风电产业蓬勃发展，截止2006年底，世界的风电装机容量已经达到7422万kW，比起2005年增加了1520万kW，增长的25.6%。 我国的风电产业在80年代开始，在国家政策的大力扶持下，发展势如破竹，装机总量从1989年年底的4200kW增长到2006年的260×104 kW，跃居世界的第6位，到了2009年装机量已经达到了2590×104 kW，居世界第2位，风电设备部件制造水平也有了较大的提高，这标志着中国风电的利用进入了大规模的开发阶段。在离网型小风电方面，我国已经形成了世界上最大的小风机产业和市场，到了2005年，已经推广了32万台小型风机用于边远地区居民用电，估计目前大约有25万台小风机正在使用中。我国已经形成了单个系统容量从100W~10kW的系列成熟的小风机产品，在2005年生产的33000多台小风机中，有5800多台出口到世界20多个国家，创造了很到的经济效益和社会效益。 海上风力发电在未来30年内将会得到大力发展，中国计划在距离海岸大约30英里的地方大规模建造水上风力发电站，这些发电站可能建在巨大的浮体上，也可能深入水下120英尺建在大陆架上。鉴于海面上风力通常比地面上大，因此海上风力发电更具有发展前景。未来20内海上风力发电量将能够达到750亿瓦，几乎达到中国所有发电站装机容量的70%。 3.地热资源的开发利用 地热资源地球本身是一座巨大的天然储热库,在地球的地壳下通过元素的放射性衰变,不断地放出热量。地热能因其资源丰富,清洁无污染等优点倍受人们的关注。1981年得联合国新能源和再生能源会议在肯尼亚首都内罗毕召开，这次会议的技术
中介绍，全球地热的潜在资源约为4×1018 MkW•h，相当于现在全球能源消耗总量的45万倍。据估计在地壳
层10km 的范围内, 地热资源就有12.6 ×1026J,相当于4.6×1016t
煤,超过世界可采煤储量含热量的70000 倍。按世界年耗100 亿吨标准煤计算,可满足人类几十万年能源之用。 中国是地热资源丰富的国家之一，现今已发现地热异常3200多处，已经有50多处进行了地热状况的勘察和评估。 发现高温地热系统255处，经过评估总发电潜5800MW·30a，主要分布在西藏南部和云南、四川的西部。发现中低温地热系统2900多处，据调查，总计天然放热量约为1.04×1014kJ/a，相当于每年360万吨标准煤当量。主要分布在东南沿海诸省区和内陆盆地区，如松辽盆地、华北盆地、江汉盆地、渭河盆地以及众多山间盆地区。 西藏是中国地热活动最强烈的地区，地热蕴藏量居中国首位，各种地热显示几乎遍及全区，绝大部分地表泉水温度超过80℃，地热资源发电潜力超过100万千瓦。截止2010年4月，羊八井地热电站累计发电量已经达到2400GW·h。西藏地热活动区位于喜马拉雅地热带中，高温地热资源占全国地热总量的80%。西藏最著名的羊八井地热田是中国最大的高温湿蒸汽热田。地热显示主要有温泉、沸泉、间歇喷泉、热水河和放热地面等。 地热为我们的生活做出了很多的贡献，其中地热发电是地热利用的最重要方式。地热发电和火力发电的原理是一样的，都是利用蒸汽的热能在汽轮机中转变为机械能，然后带动发电机发电。所不同的是，地热发电不像火力发电那样需要消耗燃料，它所用的能源就是地热能。地热发电的过程，就是把地下热能首先转变为机械能，然后再把机械能转变为电能的过程。地热发电的方式主要有为蒸汽型地热发电和热水型地热发电两大类。 在工业方面，中国的一些地区已经将温泉应用于纺织、印染、造纸、制革、水泥构件、畜产品加工等许多方面。在化工方面，可以从地下热水，热卤水中提取有用的成分，如食盐、芒硝、硫磺、溴、碘等。在纺织业、皮革业可以利用地热水进行漂纱、汰沙、烘干、漂洗、脱毛及脱脂等，利用地热水进行纺织印染，利用热蒸汽提供温湿较稳定的热风。 在农业方面，可以利用温度适宜的地热水灌溉农田，可使农作物早熟增产；利用地热水养鱼，在28℃水温下可加速鱼的育肥，提高鱼的出产率；利用地热建造温室，育秧、种菜和养花；利用地热给沼气池加温，提高沼气的产量等。 在生活方面，人民可以将地热能直接用于采暖、供热和供热水是仅次于地热发电的地节能环保热利用方式。这种利用方式简单、经济性好，倍受各国重视，特别是位于高寒地区的西方国家。 地热在医疗领域的应用有诱人的前景，由于地热水从很深的地下提取到地面，除温度较高外，常含有一些特殊的化学元素，从而使它具有一定的医疗效果。如合碳酸的矿泉水供饮用，可调节胃酸、平衡人体酸碱度；含铁矿泉水饮用后，可治疗缺铁贫血症； 氢泉、硫水氢泉洗浴可治疗神经衰弱和关节炎、皮肤病等。4. 核能的开发和利用 核能是20世纪出现的以一种那个新能源。核能来源于原子内部的核裂变和核聚变。到目前为止工业化应用规模的核能只有核裂变能，而核聚变能则在军事上得到了应用。核能的威力巨大，1公斤铀原子核全部裂变释放出来的能量，约等于2700吨标准煤燃烧时所放出的化学能。 核能如今在生活中的应用只有发电，现今利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电。核能发电利用铀最为燃料进行核分裂连锁反应所产生的热，把水加热成高温高压，利用产生的水蒸气推动蒸汽轮机并带动发电机。核反应所放出的热量较燃烧化石燃料所放出的能量要高很多。比较起来所以需要的燃料体积比火力电厂。由此看来核发电具有明显的优越性。 1942年，费米领导启动的世界第一座反应堆功率仅为0.5W，后来也只达到200W，而截止2005年，世界核能总发电量达到了28300亿kW·h，发电量约占世界总发电量的16%。至少有15个国家的核发电量占总发电量的30%以上，法国核电生产量占其电力生产量的份额接近80%。我国核电自20世纪80年代起步以来，到2006年底核电装机容量达到了685万kW，占发电总安容量的1.1%，核发电量占总发电量的1.9%。 地球上蕴藏着数量可观的铀、钍等裂变资源，如果把它们的裂变能充分利用，可以满足人类上千年的能源需求。在大海里，还蕴藏着不少于20万亿吨核聚变资源——氢的同位元素氘，如果可控核聚变在21世纪前期变为现实，这些氘的聚变能将可顶几万亿亿吨煤，能满足人类百亿年的能源需求。聚变能称得上是未来的理想能源。因此，人类已把解决资源紧张问题的希望，寄托在核能上了。 如今解决资源紧张问题已迫在眉睫，不过幸好大自然给予了我们潜在可开发的再生资源，人类应该加大研究的力度，最大限度地充分利用可在生资源为人类造福，也为我们的子孙后代的生活作出贡献。感谢大自然的恩赐，才能让人类一代代的在地球上生息繁衍。人类在与自然和平相处的情况下实际上也是为了让自己在今后的生活能美好。 参考文献 [1]陈少勇,邢晓宾,张康林.中国西北地区太阳总辐射的气候特征.资源科学,2010,32(8):1444-1451. [2]王峥,任毅.我国太阳能资源的利用现状与产业发展,资源产业,2010,2:89-92. [3]朱科业,潘新华,张大庆.前谈我国太阳能热利用产业的现状及发展.科技创新导报,2010,22:117-119. [4]贾国玲.中国风能利用状况及发展趋势的研究.魅力中国, 2009:146. [5]陈雯.我国风力发电的现状与展望.应用能源技术,2010, 8:49-51. [6]王侠.发展可在生能源.山东:山东人民出版社,2008. [7]王家诚.2001.中国能源发展报告.北京,中国计量出版社. [8]詹麟,崔宇.我国地热资源开发利用现状和前景分析.企业改革与发展,2010,8:170-172 [9]方如康.我国的自然资源及合理利用.北京,科学出版社, 1985. [10]潘自强.核能与可持续发展.科技导报,北京,2003, (7):9-13
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