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其他能源主要包括核能、地热能、生物能、水能、风能、潮汐能和太阳能等。
(一)核能
核能是指核燃料经过核反应所释放出来的能量。铀是目前利用最广的核资源。核能的利用主要是通过铀等放射性元素的裂变来建立核电站。核能已成为除石油、天然气和煤以外最成熟、最重要的能源。核能的优越性表现为:能量巨大,非常集中;资源丰富,取之不尽;运输量小,地区适应性强;运转安全可靠,环境整齐清洁等等。
核能的能量之大,是惊人的。1kg253U在裂变后可以释放出相当于2500t优质煤或1000t石油完全燃烧时释放出的能量;如果把1kg253U的能量转变为电能,则可发出2500×104kW·h的电力。核能资源丰富,广泛分布在陆地和海洋。世界陆地上的铀矿资源量,大约在(900～2410)×104t,北美洲最多,其次是非洲。铀矿具有放射性,开采条件要求较高,在现有经济技术条件下,已被探明并可以开采的铀资源约400×104t。人类已利用的铀资源只占铀总量极小的一部分。
近年来,世界的核能开发和利用日益深入。核电技术上成熟、运行上安全可靠,经济效益高,目前世界上已有近40个国家和地区建立了核电站。核能广泛用作火箭、飞机、汽车、轮船、潜艇等的动力。我国核能利用起步晚,但发展较快,目前已建成江阴、秦山、大亚湾等核电站。
过去数十年,核能给人类带来和平,缓解了能源危机,但如果安全保障措施不当,它就可能给人类带来难以预料的灾难。2011年3月11日,日本受9级特大地震影响,福岛第一核电站的放射性物质发生泄漏。在福岛核电站事故之前,世界上曾发生过两次核电站大事故:第一次是1979年3月美国三里岛核电站2号机组事故;第二次是1986年4月苏联切尔诺贝利核电站4号机组事故。
切尔诺贝利核电站事故发生在乌克兰苏维埃共和国境内,当时核反应堆全部炸毁,大量放射性物质泄漏,成为核电时代以来最大的事故。辐射危害严重,导致事故后前3个月内有31人死亡,之后15年内有6万～8万人死亡,13.4万人遭受各种程度的辐射疾病折磨,方圆30km地区的民众被迫疏散。为消除事故后果,耗费了大量人力物力资源。与此同时,核辐射通过风力、雨水等传播途径,污染了乌克兰、白俄罗斯、俄罗斯等一些堪称世界上最富饶的土壤,至今周边环境中土壤和水所含辐射物仍无法消除。
日本“核电危机”影响了全球对于核电战略的选择,如德国已宣布在2022年关停所有核电站,瑞士也宣布关闭部分核电站,法国、美国仍坚持核电战略,其中法国核电装机所占比例超过70%。西方某些国家宣称不再发展核电,其中一个重要原因是它的核能已在本国全部能源体系中占有较高比重。而我国核能在全部能源中所占比例还很低。通过福岛核电站的事故,我们要把安全放在更重要的位置上,积极稳妥发展核能,进一步加强核安全与核能的研究。
日前,在科技部公布的《国家“十二五”科学和技术发展规划》中提出,未来五年将突破先进压水堆和高温气冷堆技术,完善标准体系,搭建技术平台,提升核电产业国际竞争力;加强压水堆及高温气冷堆安全技术支撑和核电站缺乏燃料后处理科研攻关,保障核电安全。
(二)地热能
地热能是指能够为人类所利用的地球内部的热资源。地热资源比较丰富的地热异常区,称为地热区。地热资源可分为3种基本类型,即热水型、蒸汽型和热岩型。有的地热区储有丰富的地下水,它们从周围储热岩体中获得热量,变成热水,这就是热水型的地热能。地下水是最常见的地热能,也是当前技术条件下最容易利用的地热资源。温泉就是天然出露的地下热水。有的地热区岩石中有较大的空隙度,岩石空隙中的水分在高温作用下呈气体状态,蒸汽温度一般在150℃以上。这种蒸汽型的地热能比较罕见,但利用价值较高,可以直接作为能源,推动汽轮发电机发电。有的地区地下水贫乏,而岩石温度很高(在100℃以上),为热岩型地热能。利用这种地热能,需要凿井注水,使水同灼热岩体接触,形成热水或蒸汽,然后引到地面使用。世界上已经开发的地热资源基本上产自现代和近代火山区及年轻的造山带地区,开采深度小于2～3km。
地热能是一种可再生的能源,也是一种清洁的能源。它的开发利用,对于发展生产、改变能源结构、减少公害等有重要的意义。地热能的开发和利用从世界上第一座地热电厂建成距今已有近1个世纪,但是直到近三四十年,才引起世界各国的广泛关注。据统计,目前世界上已有120多个国家发现和打出地热泉和地热井7300处。地热能的利用领域也在逐步扩大,其中主要有采暖、发电、育种、温室、水产养殖和医疗卫生等方面。我国位于亚洲的东部,与环太平洋地热带和地中海-喜马拉雅地热带都有密切的关系,所以地热资源十分丰富(图5-13),主要分布在云南、西藏、台湾和东南沿海地区。
图5-13 羊八井地热
(三)生物质能、水能、风能、潮汐能和太阳能
生物质能是指用植物或动物的能量作为能源,是人类最早利用的能源,包括燃烧柴草、用牲畜耕地等等。由于世界经济发展和能源生产、消费的不平衡,至今世界上仍有大约1/4以上的人口以生物质能为主要生活能源。对生物质能的利用,一方面必须做到在可再生循环的状态下加以利用,另一方面要尽量做到综合利用,以便使生物质能发挥更大的效益。
水能、风能(图5-14)、潮汐能和太阳能(图5-15)也是重要的能源类型,但它们受到一定的自然地理条件的限制,因而分布有局限性。但是,由于这些能源具有清洁、可再生等优点,因而日益受到人们的关注。对它们的利用,有的已经有较悠久的历史和可靠的技术,有的还需要进一步研究开发。
图5-14 风能的利用
图5-15 全球首架太阳能飞机在瑞士试飞
人类目前所利用的能源主要是不可再生的可燃有机矿产,从长远来看,这些矿产最终将趋于枯竭。因此,应尽可能地开发利用核能以及可再生的能源。要真正做到广泛地利用核能以及用可再生能源代替不可再生能源,还需要解决许多经济技术上的问题,有待于科学技术的进一步发展。
可替代能源（风能 太阳能 地热能）与核能的对比与比较！！
低碳能源主要包括风能、太阳能、海洋能、地热能、生物质能、核能、氢能、可燃冰。
1、风能 ：风能是太阳辐射下空气流动所形成的，分布广泛，永不枯竭，是一种可再生的清洁能源。
2、太阳能 ：太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应所产生的能量，是一种可再生的清洁能源。
3、海洋能 ：海洋能是蕴藏在海水中的可再生能源，包括潮汐能、波浪能、海洋温差能等，是一种清洁的能源。
4、地热能 ：地热能是从地壳抽取的天然热能，是一种可再生的能源。
5、生物质能 ：生物质能是利用有机物质（例如植物、木材、农作物废弃物等）所生产的能源，是一种可再生的清洁能源。
6、核能 ：核能是由原子核释放出的能量，是一种可再生的能源。
7、氢能 ：氢能是利用化学反应产生能量，是一种可再生的能源。
8、可燃冰 ：可燃冰是天然气与水在高压、低温情况下形成的类冰状结晶物质，是一种可再生的清洁能源。
能源多元化
二十一世纪将是一个汽车能源多元化应用世纪，至今还很难有一个科学的定论，由于科技进展不确定因素太多，全球汽车业的燃料应用可能形成下图1所列出的一种状态。
近年，全球汽车产业对汽车CO2排放方面的研究下了很大功夫，取得相当大的进展。一种以标准型轿车为代表，每公里排放多少克CO2的趋向，已经得到各个方面认可，即将成为一种地区性强制标准，准备实施。
加州对各地区，各国车辆CO2排放水平作了测定。从图上看，美国显然处于劣势，这是大型车辆应用太多的效果，每车平均都在250克/公里范围，加州虽然高，但也制定地区标准，加以严格限制。
风能：利用的区域主要在平原的收缩地带，高山顶部，山口，海边，等，可以利用区域有一定的局限性，发电的功率取决于风力的大小，存在很多偶然性因素。属于清洁能源，系统造价目前比太阳能稍高一点。
太阳能：分两块来介绍。太阳能热利用与太阳能光伏发电。太阳能集热产品，目前计划遍布与我国的每一个城市，太阳能热水器就是最好的利用，平均每一天热水器，一年可以节省电加热所消耗的电量约1500KWH，属于比较理想的清洁能源。太阳能光伏发电：基本不受使用场地的限制，只要有太阳能都可以应用，安全，运转无声音，没有污染，寿命长久，便于维护，推广的空间巨大，可以利用的资源无限。只是目前生产光伏产品的环节还处于大量耗能阶段，成本有待降低。
地热能：一种是地球内部的热能在体表的释放，一种是对地下恒温层利用。地球内部的热能在体表的释放受到资源的限制，使用需要在有地热资源的地方开展，如中国的羊八井，咸阳，等，有大量的地热温泉可供开采。对地下恒温层利用主要开发一些水源与地源的热泵系统，可用于采暖制冷等，但是系统的成本非常高，施工的技术水平相对较高，控制不当，会对地表产生破坏。
核能：高效的能源供给方式，不需要占用太大的生产面积，可以实现就地生产释放。原料储量丰富。但因开发过程中存在爆炸与泄漏的可能性，且后果一般比较严重，因此需要谨慎选用，因地制宜。
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