能源

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能源(energy)

目錄

什麼是能源

  能源是指能夠提供某種形式能量的物質,或是物質的運動。

能源的特點

  1.廣泛性、必要性和一次性

  人類的一切活動——物質生產,衣食住行,都必須消耗能源,而且,能源一經使用,原來的實體即行消失,不能反覆使用。“一切”——說明瞭廣泛性;“必須”——說明瞭必要性;“不能反覆使用”——說明瞭一次性。因此,對能源一定要倍加珍惜,高度重視。

  2.替代性和多用性

  能源都具有“能”這一共性,在一定條件下可以互相轉換。完成同一目的所使用的能源不是唯一的,例如火力發電,可以用煤作燃料,也可以用石油天然氣作燃料,這就存在合理選擇的問題,應當作必要的技術經濟分析。另一方面,能源除具有能量、可用作動力源之外,還可用作其他用途,如許多能源可以用作化工原料或輔助原料等。究竟將某種能源作何用途更為合理,也應當作必要的技術經濟分析。總之,應當重視技術經濟分析,以求優化能源的利用。

  3.有污染

  能源在開采、提煉或加工、使用以及廢料處理等過程中存在著不同程度的污染,即使是有零污染之稱的電動汽車所用的電能,其生產(由其他能源轉化為電能)、電池的製造和報廢處理等環節也都存在不可忽視的污染。其他能源尤其是當今世界燃料主體化石燃料,在使用過程中的污染可以說觸目驚心。由於能源的用量巨大,污染的總量相當可觀,已經成為令人頭疼的的環境公害。所以,能源對環境的污染程度是選擇能源時必須考慮的重要因素。

  4.儲存困難化

  石燃料類能源如汽油、柴油機和天然氣等在儲存過程中存在泄漏和危及安全等問題,其中天然氣因能量密度低(按容積),儲存的難度更大。有些二次能源如電能,其生產過程與使用過程幾乎不能分開,在當前技術條件下,基本上不能儲存。蒸汽等能源也有類似的性質,這就對加強生產、輸送和使用各個環節的協調提出了更高的要求。

  5.連續性

  能源是生產活動的基礎,必須不斷地、連續地供應。停供能源,就意味著停產。在許多領域,如醫療、冶金及化工等,停電還會釀成事故。所以,應當高度重視採購預測工作,以確保供應。

  6.輔助性

  能源雖然是保證生產的必要條件,但一般不構成產品實體,其重要性很容易被忽視,而被置於從屬地位。在不十分規範或缺乏正常競爭市場條件下,能源消耗在產品成本中的比例甚至產品成本本身與產品的存亡並不一定相關,能源更容易被忽視。例如,在我國,許多地區的運輸企業,只要有貨源,就有經濟效益,多燒些油無所謂。能源的輔助性特性,要求對節約能源的重要意義進行經常地堅持不懈的宣傳

能源的分類

  (1)按能源的來源可以分為三大類。第一類是從地球以外天體來的能量,其中最重要的是太陽輻射能,簡稱太陽能。一般認為,煤炭、石油、天然氣是古代生物沉積形成的,它們所含有的能量是通過植物的光合作用從太陽能轉化來的,總稱為化石能源。風、流水、海流中所含的能量也是來自太陽能,它們和草木燃料、沼氣以及其他由光合作用而形成的能源都屬於第一類能源。第二類能源是地球本身蘊藏的能量,如海洋和地殼中儲存的各種核燃料原子能以及地球內部的熱能(地震、火山活動、地下熱水以及熱岩層等)。第三類能源是由於地球在其他天體影響下產生的能量,例如潮汐能

  (2)按能源的形成可分為一次能源二次能源。一次能源指自然界存在的可直接使用的能源,如煤、石油、天然氣、太陽能等,也稱天然能源(以上三類均為一次能源)。二次能源是指依靠一次能源製造或生產出的更適合人類生產活動的能量形式,是經過加工轉化而形成的能源,如電能、蒸汽、煤氣、氫氣、火藥、合成燃料等,又稱人工能源。

  (3)按能源能否再生可分為再生能源非再生能源。再生能源是指不隨人類的使用而減少的能源,如太陽能、生物質能等。非再生能源是指隨人類的使用而逐漸減少的能源,如煤、石油、天然氣等。

  (4)按能源性質可分為含能體能源過程性能源。含能體能源指能夠提供能量的物質資源,如煤、石油、天然氣等,這種能源若暫不使用可以保存也可以直接儲存運輸。過程性能源指能夠提供能量的物質運動形式,如太陽能、風能等,這種能源不能保存而且很難直接儲存運輸

  (5)按能源使用的成熟程度可分為常規能源(傳統能源)和新能源。常規能源指人類已經長期廣泛使用,技術上比較成熟的能源,如煤、石油、天然氣等。新能源指雖已開發並少量使用,但技術上還不成熟,尚未普遍使用,卻極具潛在應用價值的能源,如太陽能電池、氫能源等。新能源並不是新發現的能源,而是以新技術和新材料為基礎,經過現代化的開發和利用,可以取代資源有限、對環境有污染的化石能源的那些取之不盡、周而複始的可再生能源。“常規”與“新”是一個相對的概念,隨著科學技術的進步,它們的內涵將不斷發生變化。

  (6)按能源消費後是否造成環境污染可分為污染型能源和潔凈型能源。煤炭、石油等是污染型能源,而水力能、風能、氫能和太陽能等是潔凈型能源。

  (7)按能源的實物形態劃分,可分為固體能源液體能源氣體能源

能源的作用

  (1)能源與經濟能源是人類社會進步和經濟發展的重要物質基礎。我國自1978年實行改革開放政策以來,以較高的經濟增長速度備受世界矚目。在經濟高速增長的同時,我國的能源消費也在大幅度的攀升。隨著原油的普遍提價、各省市相繼的拉閘限電,能源危機論也隨之出現了。

  經濟理論認為,發展中國家要獲得較快的經濟增長併在經濟全球化中獲得更多的利益,必須加快工業化進程。發展工業是以能源消耗為代價的,工業發展所帶來能源消費變化的一般趨勢是:從工業初期階段向中期階段發展的過程中,能源消耗密度增強,能源需求增長超過經濟增長;在工業化的後期發展階段,能源消耗密度下降,經濟增長對能源的依賴也在下降。能源彈性繫數是表徵經濟增長和能源消耗的一個重要指標,能源彈性繫數是在假定其他影響因素不變的情況下,某一時期能源消費增長與經濟增長的比例關係。在不同的經濟發展時期,能源消費增長與經濟增長應保持什麼樣的比例關係在理論上仍無定論。

  但是,發達國家經濟發展經驗表明,隨著經濟發展,能源彈性繫數變化的軌跡呈明顯的倒U字形狀。在經濟發展的初級階段,能源彈性繫數大於1,能源消費增長大於經濟增長;在經濟發展水平較高階段,能源彈性繫數小於1,即能源消費增長低於經濟增長。在這個規律背後,實際上是經濟結構變化在起作用;三次產業比例關係是由農業為主轉向以第二產業為主,再由以第二產業為主轉向以第三產業為主。工業內部產業結構的變動順序是由輕工業向重化工業轉變,由重化工業向高技術高附加值產業轉變。由於第二產業的發展比第一產業、第三產業需要更多能源的支撐,同時重化工業也比輕工業和高技術高附加值產業消費更多的能源,因而發展中國家在發展的初級階段,經濟增長的同時,經濟結構在變化,能源消費量也在上升。換句話說經濟結構的變化會影響能源彈性繫數。

  能源彈性繫數的高低除了與經濟發展水平有關外,還受經濟結構變動的影響。我國處於向工業化中期發展階段,經濟的發展仍然主要靠工業帶動,經濟增長速度以年均9%左右的速度遞增的同時,能源需求增長速度也很快。能源消費過於向工業集中,工業的比重有小幅度的變動,都會引起能源消費有較大幅度增減,使得經濟結構變動對能源消費的影響作用大大增加。在經濟增長高潮期,由於能源項目建設周期長,不能很快地提高生產能力,能源供給滯後,就會出現能源短缺的問題;在經濟蕭條時期,生產部門首先受到衝擊,由於大部分能源消費集中在工業生產部門,工業增長速度的減緩,會使能源消費大幅度下降,乃至能源出現供大於求。

  因此,持續的經濟高增長必然伴隨著高能耗,能源的短缺在短期內也就成為了必然的現象。同時,波幅較大的經濟結構變動對我國的能源消費結構也產生著非常重要的影響;第一產業比重的下降使煤炭消費需求大幅度下降,工業比重的上升帶動了石油消費需求電力將因結構的變動和經濟總水平的提高而成為中國的主要消費能源。能源短缺對經濟發展肯定會產生一定的影響,但經濟結構的優化和調整與廣泛運用節能技術,以資本與技術替代能源要素,不僅可以實現經濟增長,而且可以降低單位GDP的能源消耗,使經濟增長對能源要素投入的依賴性大大降低。可見,能源系統中能源消費增長將隨著經濟對能源資源依賴的逐漸飽和而下降是一個合理假設。因此,根據經濟發展的一般規律,合理地調整經濟結構,使得經濟增長朝著低能耗的方向發展是可以解決能源短缺現狀的,換句話說,在理論上從長期的和發展的角度來看,能源不會成為經濟發展的瓶頸

  (2)能源與環境能源的利用是引起環境變化的重要原因。人類是環境的產物,又是環境的改造者。人類在同自然界的鬥爭中不斷地改造自然。但是由於人類認識能力和科學技術水平的限制,在改造環境的過程中,會造成對環境的污染和破壞。任何一種能源的開發利用都會對環境造成一定的影響。例如水能的開發和利用可能會造成地面沉降、地震、生態系統變化;地熱能的開發利用導致地下水污染和地面下沉。在諸多能源中,不可再生能源對環境的影響最為嚴重。20世紀是社會生產力和科學技術發展最快的一百年,全球人口與經濟在迅猛增長。然而,由於人類大多數成就以破壞和污染自然環境為代價,或者以少數人的利益損害多數人的利益為代價,因此人類文明的勝利是局部的,伴隨人類成就達到頂峰所帶來的負面影響,也達到了普遍化和嚴重化的程度。世界第一次出現資源全面緊缺的現象,人口老齡化現象開始出現,世界環境污染和生態破壞成為全球性問題,環境問題第一次成為社會的中心問題,等等。生態危機和環境污染對人類生存提出的挑戰是嚴峻的和全球性的,它再一次告誡我們:人類必須依賴自然界生活。人類發展給自然界造成了創傷,但是不能為了彌補創傷就停滯乃至倒退。環境問題引發了人們對人類與環境的關係的哲學思考,人類不能只看到現實的利益,更應看到行為可能帶來的長遠後果。自然環境是個複雜動態的開放性系統,人們在任何區域的活動及其後果,都可能帶來全球性的影響,因而要由全球來承擔其行為所造成的後果。其實,在20世紀60年代,美國生物學家蕾切爾·卡遜就曾在其出版的《寂靜的春天》一書中向世人展示了未來地球上的生命走向滅絕的暗淡圖景,從而拉開了現代環境運動的序幕。環境哲學就是人類在慘遭工業文明非生態的發展模式之苦,全面地反思和糾偏傳統的發展理念,進而追求和建構科學技術、經濟、社會、環境和人類協調及可持續發展理念的產物。

  (3)能源與社會社會生產力的發展歷史伴隨著能源不斷發展的過程。人類社會的發展史,從火的利用開始就一直是能源利用的發展史。無論是人類社會的生產發展過程,還是當今世界各國的經濟發展,都充分說明能源是社會和經濟發展的必要條件。人類社會的一切生活和生產活動都要消費能源,人類社會的發展引起了能源消費的增長。近百年來,隨著人口的增長和人均能源消費量的增加,人類對能源的消費總量急劇增加。

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