化学燃料问题

化石燃料,也称为矿物燃料,是一种碳氢化合物或其衍生物。化石燃料中包含的自然资源是煤、石油和天然气。化石燃料的使用可以使工业大规模发展,取代水车,木材或泥炭可以燃烧加热。(西班牙可燃氟利昂)

发电时,化石燃料燃烧的过程中会产生能量,从而带动涡轮机发电。老式发电机使用蒸汽作为燃料来驱动涡轮机。目前,许多电站将直接使用燃气涡轮发动机。

在全球现代化的步伐中,从20世纪到20世纪,265,438+0世纪,化石燃料,尤其是从石油中提取的汽油存在潜在的能源短缺危机,这是导致全球石油危机的原因之一。目前,全球趋势是发展可再生能源和核能,这有助于增加全球能源需求。

人类对化石燃料的持续燃烧是排放温室气体二氧化碳的来源之一,也是加速全球变暖的因素之一。另外,生物燃料中的二氧化碳来自大气,所以发展生物燃料可以减少大气中的二氧化碳,从而减少温室效应。

迄今为止,世界上使用的燃料几乎都是化石燃料,即石油、天然气和煤。自然界经过几百万年逐渐形成的化石燃料,可能在几百年内全部被人类耗尽。根据观察和研究,今天地下没有煤和石油形成。石油又称原油,是一种黄色至黑色的易燃粘稠液体,常与天然气共存,是一种非常复杂的混合物。石油的性质因地而异,密度、粘度、凝固点差异很大。比如冰点高达30℃,低至-66℃。热值范围为43.7至46.2兆焦/千克。石油中各种成分的沸点也相差很大,从25℃到500℃以上。石油中的主要元素是碳和氢,分别占83 ~ 87%和11 ~ 14%。此外,还含有少量的硫(0.06 ~ 8%)、氮(0.02 ~ 1.7%)、氧(0.08 ~ 1.8%)和微量金属元素(镍、钒、铁、铜)。广义的天然气是指埋藏在地层中的天然气。然而,天然气通常仅指储存在深层的可燃气体(气态化石燃料)和与石油共生的气体(常称为油田伴生气)。天然气的主要成分是甲烷。此外,根据地质条件不同,还含有乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷等不同量的低碳烷烃,以及二氧化碳、氮气、氢气、硫化物等非烃类物质。一些气田也含有氦。甲烷含量高的天然气称为干气,两个以上碳原子烷烃含量高的天然气称为湿气。中国四川自贡天然气资源丰富。煤,也叫煤,是埋藏在地下的固体可燃矿物。煤是混合物,没有单一的分子结构。经过科学家的长期研究,介绍了常见的煤结构类型。煤的结构中有大量的碳原子环,有的相互稠合,有的键合形成长链。Wyze的烟煤结构模型是常见的,但它们都不能揭示煤的真实结构。煤中的有机元素主要是碳,其次是氢,还有氧、氮和硫。

太阳能一般是指太阳光的辐射能。太阳内部“氢”变成“氦”的核反应不断释放出巨大的能量,向太空辐射能量。这种能量就是太阳能。太阳内部的这种核聚变反应可以持续几十亿到几十亿年。太阳向太空发射的辐射功率为3800亿千瓦,其中10亿千瓦到达地球大气层。到达地球大气层的太阳能有30%被大气层反射,23%被大气层吸收,其余到达地球表面,功率为80000亿千瓦,这意味着太阳每秒照射到地球上的能量相当于燃烧500万吨煤释放的热量。从广义上讲,太阳能是地球上很多能量的来源,比如风能、化学能、水的势能等等。狭义的太阳能仅限于将太阳辐射能直接转化为光、热、电和光化学。

人类利用太阳能有着悠久的历史。早在2000年前的战国时期,中国就知道用钢制四面镜聚焦阳光点燃。利用太阳能烘干农副产品。随着现代的发展,太阳能的利用日益广泛,包括太阳能的光热利用、太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用。太阳能的利用方式有两种:被动式利用(光热转换)和光电转换。太阳能发电是一种新的可再生能源利用方式。

太阳能电池通过光电转换将阳光中所含的能量转化为电能,太阳能热水器利用阳光的热量加热水,热水用来发电,太阳能用来淡化海水。目前,太阳能的利用还不是很普及,利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题,但太阳能电池已经应用于为人造卫星提供能源。

优点:?

1)普适性:阳光普照大地,无论陆地还是海洋,无论山脉还是岛屿,都可以直接开发利用,无需开采运输。?

2)无害:太阳能的开发利用不会污染环境。它是最清洁的能源之一,在环境污染越来越严重的今天,这一点极其宝贵。?

3)巨大:每年到达地球表面的太阳辐射能量约相当于130万亿吨标准煤,是当今世界可开发的最大能源。?

4)长期:按照目前太阳产生核能的速度,氢的储存量足够维持几十亿年,地球的寿命大约是几十亿年。从这个意义上说,可以说太阳的能量是取之不尽的。?

缺点:?

1)色散:到达地球表面的太阳辐射总量虽大,但能流密度很低。平均而言,在北回归线附近,夏季天气晴朗时,太阳辐射的辐照度在中午最高,为1m?该地区接收的平均太阳能约为1000 w;如果全年昼夜平均,只有200W W左右,冬季只有一半左右,阴天只有1/5左右,所以能流密度很低。因此,在利用太阳能时,为了得到一定的转换功率,往往需要一套面积相当大的收集转换设备,成本较高。?

2)不稳定:由于昼夜、季节、地理纬度、海拔等自然条件的限制,以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响,到达某一地面的太阳辐照度既有间歇性,又极不稳定,增加了太阳能大规模应用的难度。为了使太阳能成为持续稳定的能源,最终成为可以与常规能源相抗衡的替代能源,需要解决储能问题,即尽可能地将晴天的太阳辐射能量储存起来,以备夜间或雨天使用,但目前储能也是太阳能利用的薄弱环节之一。?

3)效率低,成本高:目前太阳能利用的发展水平理论上可行,技术上成熟。然而,一些太阳能利用装置由于效率低、成本高,在经济上无法与常规能源竞争。未来,太阳能利用的进一步发展主要受到经济的制约。