燃汽轮机

能源超限战连载十二缘起能源开发与文明

发布时间:2023/12/9 17:02:59   
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(思进注:近日,因俄乌冲突,能源问题几乎每天刷屏,各类分析更是众说纷纭,注意到有些分析是事实的陈述、逻辑自洽;不过,好些判断则可能失之偏颇。恰好在近10年前由我策划,和庞忠甲先生合著的《能源超限战》(年06月01日出版)分析了能源问题的方方面面,特别是结论点出:“人与动物的差别不在于对工具的利用,更在于对能源的利用。一直以来,能源危机之说虚虚实实。石油和矿物燃料告罄有日,而新能源尤其是非常规油气资源的发展,却使得当代能源危机成为一个伪命题”……现在看来毫不过时,那就从07月06日开始,特选摘其中部分内容,和大家分享……)

(接上)火力发电是现在电力发展的主力军。火力发电厂简称火电厂,是利用煤、石油、天然气等燃料生产电能的工厂。它的基本生产过程是:燃料在锅炉中燃烧加热水,将燃料的化学能转变成了蒸汽的热能,产生具有很高压力和温度的蒸汽;蒸汽推动汽轮机旋转,将热能转换成机械能;然后汽轮机带动发电机旋转,将机械能转变成电能。由于汽轮机较之往复式蒸汽机的不同特性,可以建成单机功率高达百万千瓦级的高效率火力发电装置,极大地促进了电气化事业的顺利发展。

后来兴起的大功率核电站,从原理上说,相当于一种利用核燃料在反应堆中“燃烧”产生热力的另类火电厂,也是通过汽轮机实现热功转换,达到发电的目的。

美国人莫尔斯年制成一台电磁式的电报机。年美国费城世界博览会上,从苏格兰移居美国的贝尔展示了当时被称为“远听器”的电话。年意大利人马可尼利用赫兹的发现,制成无线电报通讯设备。

在这前后,电影、电视、电梯、电扇、冰箱等也相继被发明出来。在工业技术上,电解、电焊、电镀等新工艺开始广泛运用,电气化的威力无所不至,无远弗届。

年以后,科学技术的突出发展主要表现在三个方面,即电力的广泛应用、内燃机和新交通工具的创制、新通讯手段的发明;被称为第二次工业革命。

早在年,马克思和恩格斯在《资本论》中就写道:“资产阶级在它的不到一百年的统治中所创造的生产力,比过去一切时代所创造的全部生产力还要多,还要大。自然力的征服、机器的采用、化学在工业和农业中的应用、轮船的行驶、铁路的通行、电报的使用、整个整个大陆的开垦、河川的通航,过去哪个世纪能够料想到有这样的生产力潜伏在劳动中呢?”

时至20世纪五六十年代,以集成电路、个人电脑、互联网等为标志,开始了一场信息技术革命为核心的第三次工业革命。

信息技术的发展则使得地球变小,掀起了新一轮经济贸易全球化的巨大浪潮,把世界带进了信息化新时代。

能源改变了人类的命运。能源的高效率大规模使用为人类享受高水平的精神和物质生活提供了重要基础。

显然,能源供应的可持续性,是现代文明社会存在与发展的必要条件;而能源科技的进步是整个人类社会可持续发展的重要驱动力。

2.能源未来与可持续发展

随着现代科技发展进步,人口不断增加,世界能源消耗加速递增。按标准油当量计,年工业革命初期,全球一次能源总耗量估计不到1亿吨,人均不足0.1吨;年增至.8亿吨,人均达1.8吨,其中87%来自地球母亲蕴藏的矿物燃料,其余为水能、核能和少量可再生能源。

预期到年,全球一次能源总耗量将增至亿吨标准油或更多。

---标准油当量:1吨油当量的热值,约相当于亿焦耳,1千万大卡,4千万英热单位,或千瓦小时电力。

1吨油当量(toe)=1.吨标准煤。

这些年来,我们可以看到世界各地关于开发可再生的新能源成功的大量报导,包括太阳能、风力、地热、潮汐、垃圾、生物能发电等等方面的佳绩。它们尽管较十年前激增了三倍以上,但在现代世界巨大的能源供应体系中,占有份额仍然微不足道,不到2%。

---根据BP公司《StatisticalReviewofWorldEnergy》的数据推算,年全球一次能源消费量为.8亿吨标准油;其组成百分比(%)为:原油33.1,天然气23.8,原煤30.0,核能4.5,水电6.7,可再生能源1.9;其中不可再生的矿物燃料(石油、天然气和煤)合计86.9%。

矿物燃料是地球母亲在大自然演化长程中为我们储存下来的有限宝藏,它们不仅是提供热能的燃料,而且是宝贵的化工原料,不可再生,用一点少一点。自从工业革命以来,化石燃料消费量剧增,短短两百多年,几将亿万年积攒下来的宝藏消耗殆尽,正在趋于枯竭。

按今天的消耗速度计,常规的矿物燃料资源仅够不到年,其中弥足珍贵的石油,仅敷40余年之用。人们必须在弹指一挥的紧迫时间里,刻不容缓地找到足够的替代能源,特别是取之不尽用之不竭的可再生能源,在合乎环境安全要求的条件下,满足未来可持续发展的需要。

所谓可持续发展,是指在开发自然、利用自然资源时,既满足当代人生存、发展的需求,同时又不损害后代人满足其需求的能力;既要保证今天经济的适度增长和结构优化,又要保持资源永久利用和环境优化,为此要求做到环境与经济的有机协调,实现持续共进、有序发展。(待续)

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