什么是可再生能源

什么是可再生能源(什么是不同类型的可再生能源)燃料不足?快去加油站,把油箱加满。呵呵,唯一的问题是,你不可能永远这么做,因为地球本身的燃料就越来越少。我们使用的大部分能源来自…

什么是可再生能源(什么是不同类型的可再生能源)燃料不足?快去加油站,把油箱加满。呵呵,唯一的问题是,你不可能永远这么做,因为地球本身的燃料就越来越少。我们使用的大部分能源来自石油、天然气和煤炭等化石燃料,这些燃料正逐渐耗尽。不仅如此,使用这些燃料会产生空气污染和二氧化碳,而二氧化碳是导致全球变暖的最主要的气体。如果我们想以同样的方式继续我们的生活,我们需要转向更清洁,更环保的燃料供应可再生能源。

什么是可再生能源?

从广义上讲,我们可利用的所有能源分为两类,即化石燃料和可再生能源:

化石燃料是石油、天然气、煤和泥炭等物质,是几亿年来植物和海洋生物腐烂、石化、埋在地下,然后被地球内部的压力和热量挤压和煮熟而形成的。化石燃料提供了全世界80%-90%的能源。

可再生能源是指由风能、海浪、太阳能、生物量(特别是为获取能源而种植的植物)等制成的能源。它被称为可再生能源,因为从理论上讲,它永远不会用完。目前,可再生能源约占世界能源的10%-20%。

从理论上讲,化石燃料的数量是有限的,可再生能源是无限的。然而,这并不是绝对的。

一个好消息是化石燃料正在不断形成。每天都有新的石油从老植物和死去的生物中提炼出来。但坏消息是,我们使用化石燃料的速度远远快于它们被创造出来的速度。大约花了4亿年的时间才形成了一个地球上价值相当的化石燃料。但是在1960年到2020年的60年间,人类使用了大约地球上80%的化石燃料。实际上我们所说的石油等化石燃料将“耗尽”时,我们的意思是,需求将超过供应,以至于石油的使用成本将远高于替代性可再生燃料。

正如化石燃料的供应并不完全有限,可再生能源也不是完全无限的。不管怎样,几乎所有形式的可再生能源最终都来自太阳,而这种巨大的能源总有一天会自行耗尽。但幸运的是,这种情况在几十亿年内不会发生,所以说可再生能源是无限的其实是合理的。

什么是不同类型的可再生能源?

几乎所有不是化石燃料的能源都是一种可再生能源。以下是可再生能源的主要类型:

太阳能

只要太阳一直照耀(大约再过40-50亿年),我们就可以利用它向我们的方向发光并加热。我们可以用两种完全不同的方式使用太阳能:电能和热能。太阳能发电(有时称为主动太阳能)是指利用太阳能并将其转化为电能的太阳能电池。这种技术有时也被称为我们常在新闻听到的“光伏发电”(光=光,伏=电,所以光伏发电只是指从光中发电)。太阳能热发电(有时称为被动式太阳能或被动式太阳能增益)是指将太阳的热量吸收到太阳能热水系统中,或用它来加热建筑物。

风力发电

在我们北方特别多见那种“大风车”。

相对较小的风力涡轮机发电量高达225千瓦,足以同时为100个电热水壶或烤面包机提供电力。世界上最强大的风力涡轮机的最大发电量约为8-10兆瓦(8000-10000千瓦)。

涡轮是从流动的液体(液体或气体)中除去动能并将其转换成另一种形式的机器。基于这一理念的风车已经被广泛应用了数百年。在现代风力涡轮机中,一个巨大的旋转叶片(类似于飞机螺旋桨)在风中旋转,并转动安装在机舱(金属外壳)后面的发电机。大约需要几千个风力涡轮机才能产生和一个大型化石燃料发电厂一样多的电力。风能实际上是一种太阳能,因为围绕地球“吹口哨”的风是由太阳对地球不同部分加热不同的量而产生的,从而在地球表面造成巨大的空气运动。

水力发电

水力发电意味着不是利用水本身,而是利用流动河流或溪流中的动能来发电。河流从高地开始它们的生命,然后逐渐下山流向大海。通过筑坝,我们可以使巨大的湖泊慢慢地流过水轮机,在它们前进的过程中产生能量。中世纪用来为磨坊提供动力的水轮机是早期水力发电的一个例子。你可以用流体力学来描述它们,因为铣床所用的水力是由一套复杂的轮子和齿轮系统来传递的。与风力发电一样,水力发电(间接地)是另一种太阳能,因为它是太阳的能量驱动着水循环,在地球表面的海洋和河流与上面的大气之间无休止地交换水。

由此可见太阳是有多么的重要吧!

海洋动力

海洋有着巨大的、尚未开发的潜力,我们可以通过三种主要方式来利用:波浪能、潮汐拦河坝和热能。

波浪能利用机械装置来回摇摆或上下摆动,从移动的波浪中提取动能并将其转化为电能。我们的冲浪者对波浪能的了解已经有几十年了!

潮汐拦河坝是建造在河口上的小型水坝(河流流入大海的海岸点,反之亦然)。当潮汐来回移动时,它们每天至少两次将大量的水从河口推进或推出。内置涡轮的拦河坝可以在潮水来回流动时捕获潮水的能量。

热能包括利用海洋表面的温水和更深的冷水之间的温差。在一种称为海洋热能转换(OTEC)的热能中,温暖的地表水流入一个巨大的柱体(可能450米高)的顶部,垂直安装在离海几公里的地方,而凉爽的水则流入底部。热水在冷却和循环利用之前,驱动涡轮机并发电。据估计,海洋中有足够的热能满足人类的全部需求,尽管目前回收的热能很少。

生物量

生物质能是一个时髦的词,其实只是指植物(或其他曾经有生命的东西)用作燃料(特别是那些专门为此而种植的)。人们收集的木材燃料是生物量;用于制造汽车发动机柴油的乙醇等生物燃料也是生物量;用于火力发电厂的鸡粪也是生物量。生物质能的好处在于它是一种可再生能源:植物利用阳光生长,它们将阳光转化为化学能并储存在根、芽和叶中。燃烧生物质释放的大部分能量都是热能,我们可以用这些热能取暖、发电和为汽车提供燃料。

生物质比煤炭等燃料更环保、更可持续,主要原因有三个。

与煤炭(从植物残骸中形成需要数百万年的时间)不同,生物质能可以很快产生,我们可以很容易地种植新的植物或树木来取代我们砍伐和燃烧的植物或树木(换句话说,生物质能是真正可持续的)。

植物生长时从空气中吸收的二氧化碳和燃烧时释放的二氧化碳一样多,因此理论上不存在二氧化碳净释放,燃烧生物质也不会加剧全球变暖的问题。(这就是为什么生物质有时被称为碳中性形式的能源。),但在实践中,种植、收获和运输生物质可能会使用能源(例如,拖拉机或卡车在石油上行驶很可能会涉及),这会降低整体环境效益。另外,新的幼树吸收的二氧化碳不如被砍伐的老树多。

生物质通常被简单地浪费或送往垃圾填埋场。燃烧木材场的废木屑或家禽工厂的鸡粪,不仅能给我们提供能量,还能减少我们原本需要处理的废物。

地热能

地球有时可能感觉像一个相当寒冷的地方,但在里面,它是一个沸腾的熔岩汤。例如,地球的下地幔温度约为4500C。利用热泵等技术开发地热能源相对容易,这些技术可以将冷水驱动到地下深处,并将热水输送回地下。地球的全部地热供应相当于你从25000个大型发电厂获得的能量!

核聚变

常规核能是不可再生的:它是由一种天然存在的化学元素铀的大而不稳定的原子分裂而成的(我上期介绍过)。由于你必须向大多数核电站注入铀,并在这样做之前将其从地下挖出,传统形式的核裂变不能被描述为可再生能源。未来,科学家们希望开发一种替代形式的核能,称为核聚变(通过加入小原子来制造能量),这种核能将更清洁、更安全,而且真正可再生。

燃料电池

如果你想在汽车上使用可再生能源,你必须用汽油机或柴油机换成电动机。开电动车并不一定能使你对环境友好。如果你在家给电池充电,而你用的电是来自燃煤发电厂呢?另一种方法是将电池换成燃料电池,这种电池有点像永不耗尽的电池,用一罐氢气连续发电。氢很便宜,而且很容易用电解槽从水中制取。燃料电池安静、功率大、无污染。

我们拯救地球最简单的方法就是更明智地利用资源!#科学##科技##能源##生活##我来科普#

好了,本期的了解就到这了,我是痞子,如果你对我的科普感兴趣,可以关注我并且留言哦。

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