公共基礎知識（綜合知識）

 

 

    新能源技術是高技術的支柱，包括核能技術、太陽能技術、燃煤、磁流體發電技術、地熱能技術、海洋能技術等。其中核能技術與太陽能技術是新能源技術的主要標志，通過對核能、太陽能的開發利用，打破了以石油、煤炭為主體的傳統能源觀念，開創了能源的新時代。

 

 

 

    采用先進的燃燒和污染處理技術和高效清潔的煤炭利用途徑（如煤的氣化與液化），減少燃煤的污染物排放，提高煤炭利用率，已成為我國乃至全世界的一項重要的戰略性任務。

 

 

    太陽向宇宙空間輻射能量極大，而地球所接受的只是其中極其微小的一部分。因地理位置以及季節和氣候條件的不同，不同地點和在不同時間里所接受到的太陽能有所差異，地面所接受到的太陽能平均值大致是：北歐地區約為每天每一平方米2千瓦/小時，大部分沙漠地帶和大部分熱帶地區以及陽光充足的干旱地區約為每平方米6千瓦/小時。目前人類所利用的太陽能尚不及能源總消耗量的1%。

 

 

    據測算，在地球的大部分地區，從地表向下每深人100米溫度就約升高3℃，地面下35公里處的溫度約為1100℃一1300℃，地核的溫度則更高達2000℃以上。估計每年從地球內部傳到地球表面的熱量，約相當于燃燒370億噸煤所釋放的熱量。如果只計算地下熱水和地下蒸汽的總熱量，就是地球上全部煤炭所儲藏的熱量的1700萬倍。

 

    現在地熱能主要用來發電，不過非電應用的途徑也十分廣闊。世界_L第一座利用地熱發電的試驗電站于1904年在意大利運行。地熱資源受到普遍重視是本世紀60年代以后的事。目前世界上許多國家都在積極地研究地熱資源的開發和利用。地熱能主要用來發電，地熱發電的裝機總容量已達數百萬千瓦。

 

    我國地熱資源也比較豐富，高溫地熱資源主要分布在西藏、云南西部和臺灣等地。

 

 

    核能與傳統能源相比，其優越性極為明顯。1公斤鈾235裂變所產生的能量大約相當于2500噸標準煤燃燒所釋放的熱量。現代一座裝機容量為100萬千瓦的火力發電站每年約需200一300萬噸原煤，大約是每天8列火車的運量。同樣規模的核電站每年僅需含鈾235百分之三的濃縮鈾28噸或天然鈾燃料150噸。所以，即使不計算把節省下來的煤用作化工原料所帶來的經濟效益，只是從燃料的運輸、儲存上來考慮就便利得多和節省得多。據測算，地殼里有經濟開采價值的鈾礦不超過400萬噸，所能釋放的能量與石油資源的能量大致相當。如按目前速度消耗，充其量也只能用幾十年。不過，在鈾235裂變時除產生熱能之外還產生多余的中子，這些中子的一部分可與鈾238發生核反應，經過一系列變化之后能夠得到懷239，而懷239也可以作為核燃料。運用這些方法就能大大擴展寶貴的鈾235資源。

 

    目前，核反應堆還只是利用核的裂變反應，如果可控熱核反應發電的設想得以實現，其效益必將極其可觀。核能利用的一大問題是安全問題。核電站正常運行時不可避免地會有少量放射性物質隨廢氣、廢水排放到周圍環境，必須加以嚴格的控制。現在有不少人擔心核電站的放射物會造成危害，其實在人類生活的環境中自古以來就存在著放射性。數據表明，即使人們居住在核電站附近，它所增加的放射性照射劑量也是微不足道的。事實證明，只要認真對待，措施周密，核電站的危害遠小于火電站。據專家估計，相對于同等發電量的電站來說，燃煤電站所引起的癌癥致死人數比核電站高出50一1000倍，遺傳效應也要高出100倍。

 

 

    海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能和海水溫差能等，這些都是可再生能源。

 

    海水的潮汐運動是月球和太陽的引力所造成的，經計算可知，在日月的共同作用下，潮汐的最大漲落為0.8米左右。由于近岸地帶地形等因素的影響，某些海岸的實際潮汐漲落還會大大超過一般數值，例如我國杭州灣的最大潮差為8一9米。潮汐的漲落蘊藏著很可觀的能量，據測算全世界可利用的潮汐能約109千瓦，大部集中在比較淺窄的海面上。潮汐能發電是從上世紀50年代才開始的，現已建成的最大的潮汐發電站是法國朗斯河口發電站，它的總裝機容量為24萬千瓦，年發電量5億度。我國從50年代末開始興建了一批潮汐發電站，目前規模最大的是1974年建成的廣東省順德縣甘竹灘發電站，裝機容量為500。千瓦。浙江和福建沿海是我國建設大型潮汐發電站的比較理想的地區，專家們已經作了大量調研和論證工作，一旦條件成熟便可大規模開發。

 

    大海里有永不停息的波浪，據估算每一平方公里海面上波浪能的功率約為10x104至20x104千瓦。70年代末我國已開始在南海上使用以波浪能作能源的浮標航標燈。1974年日本建成的波浪能發電裝置的功率達到100千瓦。許多國家目前都在積極地進行開發波浪能的研究工作。

 

    海流亦稱洋流，它好比是海洋中的河流，有一定寬度、長度、深度和流速，一般寬度為幾十到幾百海里之間，長度可達數千海里，深度約幾百米，流速通常為1一2海里/小時，最快的可達4？5海里/小時。太平洋上有一條名為“黑潮”的暖流，寬度在100海里左右，平均深度為400米，平均日流速30一80海里，它的流量為陸地上所有河流之總和的20倍。現在一些國家的海流發電的試驗裝置已在運行之中。

 

    水是地球上熱容量最大的物質，到達地球的太陽輻射能大部分都為海水所吸收，它使海水的表層維持著較高的溫度，而深層海水的溫度基本上是恒定的，這就造成海洋表層與深層之間的溫差。依熱力學第二定律，存在著一個高溫熱源和一個低溫熱源就可以構成熱機對外作功，海水溫差能的利用就是根據這個原理。上世紀20年代就已有人作過海水溫差能發電的試驗。1956年在西非海岸建成了一座大型試驗性海水溫差能發電站，它利用20℃的溫差發出了7500千瓦的電能。

 

 

    超導儲能是一種無需經過能量轉換而直接儲存電能的方式，它將電流導入電感線圈，由于線圈由超導體制成，理論上電流可以無損失地不斷循環，直到導出。目前，超導線圈采用的材料主要有鈮鈦（NbTi）和鈮三錫（Nb3Sn）超導材料、鉍系和釔鋇銅氧（YBCO）高溫超導材料等，這些材料的共同特點是需要運行在液氦或液氮的低溫條件下才能保持超導特性。因此，目前一個典型的超導磁儲能裝置包括超導磁體單元、低溫恒溫以及電源轉換系統等。

 

    超導磁儲能具有能量轉換效率高（可達95%）、毫秒級響應速度、大功率和大容量系統、壽命長等特點，但與其它技術相比，超導儲能系統的超導材料及維持低溫的費用較高。未來要實現超導磁儲能的大規模應用，仍需在發展適合液氮溫區運行的MJ級系統的超導體，解決高場磁體繞組力學支撐問題，與柔性輸電技術結合，進一步降低投資和運行成本，分布式超導磁儲能及其有效控制和保護策略等方面開展研究。

 

 

    新能源汽車是指采用非常規的車用燃料作為動力來源（或使用常規的車用燃料、采用新型車載動力裝置），綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術，形成的技術原理先進、具有新技術、新結構的汽車。

 

    新能源汽車包括純電動汽車、增程式電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車、氫發動機汽車、其他新能源汽車等。

 

    新能源汽車可使中國實現從汽車大國到汽車強國的轉變。雖然當前世界各主要發達國家和有關汽車公司均在加緊研發此種新型汽車技術并取得長足進展，但總體而言，中國仍基本上與之處在同一個起跑線上，差距不過只有3-5 年，并不像傳統內燃機技術一樣存在20年的巨大差距。在商用化和產業化方面更是如此，某些方面我們還有一定優勢。

 

    新能源汽車可繼續開辟中國的汽車市場。中國的汽車產業剛剛發展起來，汽車普及率低，因而在汽車動力系統發展戰略選擇上有更大的自由度，在新能源汽車研發和產業化方面具有比較優勢，推廣應用新能源汽車的阻力也會小得多。