能源

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能源(Energy)

目录

什么是能源

  能源是指能够提供某种形式能量的物质,或是物质的运动。

能源的特点

  1.广泛性、必要性和一次性

  人类的一切活动——物质生产,衣食住行,都必须消耗能源,而且,能源一经使用,原来的实体即行消失,不能反复使用。“一切”——说明了广泛性;“必须”——说明了必要性;“不能反复使用”——说明了一次性。因此,对能源一定要倍加珍惜,高度重视。

  2.替代性和多用性

  能源都具有“能”这一共性,在一定条件下可以互相转换。完成同一目的所使用的能源不是唯一的,例如火力发电,可以用煤作燃料,也可以用石油天然气作燃料,这就存在合理选择的问题,应当作必要的技术经济分析。另一方面,能源除具有能量、可用作动力源之外,还可用作其他用途,如许多能源可以用作化工原料或辅助原料等。究竟将某种能源作何用途更为合理,也应当作必要的技术经济分析。总之,应当重视技术经济分析,以求优化能源的利用。

  3.有污染

  能源在开采、提炼或加工、使用以及废料处理等过程中存在着不同程度的污染,即使是有零污染之称的电动汽车所用的电能,其生产(由其他能源转化为电能)、电池的制造和报废处理等环节也都存在不可忽视的污染。其他能源尤其是当今世界燃料主体化石燃料,在使用过程中的污染可以说触目惊心。由于能源的用量巨大,污染的总量相当可观,已经成为令人头疼的的环境公害。所以,能源对环境的污染程度是选择能源时必须考虑的重要因素。

  4.储存困难化

  石燃料类能源如汽油、柴油机和天然气等在储存过程中存在泄漏和危及安全等问题,其中天然气因能量密度低(按容积),储存的难度更大。有些二次能源如电能,其生产过程与使用过程几乎不能分开,在当前技术条件下,基本上不能储存。蒸汽等能源也有类似的性质,这就对加强生产、输送和使用各个环节的协调提出了更高的要求。

  5.连续性

  能源是生产活动的基础,必须不断地、连续地供应。停供能源,就意味着停产。在许多领域,如医疗、冶金及化工等,停电还会酿成事故。所以,应当高度重视采购预测工作,以确保供应。

  6.辅助性

  能源虽然是保证生产的必要条件,但一般不构成产品实体,其重要性很容易被忽视,而被置于从属地位。在不十分规范或缺乏正常竞争市场条件下,能源消耗在产品成本中的比例甚至产品成本本身与产品的存亡并不一定相关,能源更容易被忽视。例如,在我国,许多地区的运输企业,只要有货源,就有经济效益,多烧些油无所谓。能源的辅助性特性,要求对节约能源的重要意义进行经常地坚持不懈的宣传

能源的分类

  (1)按能源的来源可以分为三大类。第一类是从地球以外天体来的能量,其中最重要的是太阳辐射能,简称太阳能。一般认为,煤炭、石油、天然气是古代生物沉积形成的,它们所含有的能量是通过植物的光合作用从太阳能转化来的,总称为化石能源。风、流水、海流中所含的能量也是来自太阳能,它们和草木燃料、沼气以及其他由光合作用而形成的能源都属于第一类能源。第二类能源是地球本身蕴藏的能量,如海洋和地壳中储存的各种核燃料原子能以及地球内部的热能(地震、火山活动、地下热水以及热岩层等)。第三类能源是由于地球在其他天体影响下产生的能量,例如潮汐能

  (2)按能源的形成可分为一次能源二次能源。一次能源指自然界存在的可直接使用的能源,如煤、石油、天然气、太阳能等,也称天然能源(以上三类均为一次能源)。二次能源是指依靠一次能源制造或生产出的更适合人类生产活动的能量形式,是经过加工转化而形成的能源,如电能、蒸汽、煤气、氢气、火药、合成燃料等,又称人工能源。

  (3)按能源能否再生可分为再生能源非再生能源。再生能源是指不随人类的使用而减少的能源,如太阳能、生物质能等。非再生能源是指随人类的使用而逐渐减少的能源,如煤、石油、天然气等。

  (4)按能源性质可分为含能体能源过程性能源。含能体能源指能够提供能量的物质资源,如煤、石油、天然气等,这种能源若暂不使用可以保存也可以直接储存运输。过程性能源指能够提供能量的物质运动形式,如太阳能、风能等,这种能源不能保存而且很难直接储存运输

  (5)按能源使用的成熟程度可分为常规能源(传统能源)和新能源。常规能源指人类已经长期广泛使用,技术上比较成熟的能源,如煤、石油、天然气等。新能源指虽已开发并少量使用,但技术上还不成熟,尚未普遍使用,却极具潜在应用价值的能源,如太阳能电池、氢能源等。新能源并不是新发现的能源,而是以新技术和新材料为基础,经过现代化的开发和利用,可以取代资源有限、对环境有污染的化石能源的那些取之不尽、周而复始的可再生能源。“常规”与“新”是一个相对的概念,随着科学技术的进步,它们的内涵将不断发生变化。

  (6)按能源消费后是否造成环境污染可分为污染型能源和洁净型能源。煤炭、石油等是污染型能源,而水力能、风能、氢能和太阳能等是洁净型能源。

  (7)按能源的实物形态划分,可分为固体能源液体能源气体能源

能源的作用

  (1)能源与经济能源是人类社会进步和经济发展的重要物质基础。我国自1978年实行改革开放政策以来,以较高的经济增长速度备受世界瞩目。在经济高速增长的同时,我国的能源消费也在大幅度的攀升。随着原油的普遍提价、各省市相继的拉闸限电,能源危机论也随之出现了。

  经济理论认为,发展中国家要获得较快的经济增长并在经济全球化中获得更多的利益,必须加快工业化进程。发展工业是以能源消耗为代价的,工业发展所带来能源消费变化的一般趋势是:从工业初期阶段向中期阶段发展的过程中,能源消耗密度增强,能源需求增长超过经济增长;在工业化的后期发展阶段,能源消耗密度下降,经济增长对能源的依赖也在下降。能源弹性系数是表征经济增长和能源消耗的一个重要指标,能源弹性系数是在假定其他影响因素不变的情况下,某一时期能源消费增长与经济增长的比例关系。在不同的经济发展时期,能源消费增长与经济增长应保持什么样的比例关系在理论上仍无定论。

  但是,发达国家经济发展经验表明,随着经济发展,能源弹性系数变化的轨迹呈明显的倒U字形状。在经济发展的初级阶段,能源弹性系数大于1,能源消费增长大于经济增长;在经济发展水平较高阶段,能源弹性系数小于1,即能源消费增长低于经济增长。在这个规律背后,实际上是经济结构变化在起作用;三次产业比例关系是由农业为主转向以第二产业为主,再由以第二产业为主转向以第三产业为主。工业内部产业结构的变动顺序是由轻工业向重化工业转变,由重化工业向高技术高附加值产业转变。由于第二产业的发展比第一产业、第三产业需要更多能源的支撑,同时重化工业也比轻工业和高技术高附加值产业消费更多的能源,因而发展中国家在发展的初级阶段,经济增长的同时,经济结构在变化,能源消费量也在上升。换句话说经济结构的变化会影响能源弹性系数。

  能源弹性系数的高低除了与经济发展水平有关外,还受经济结构变动的影响。我国处于向工业化中期发展阶段,经济的发展仍然主要靠工业带动,经济增长速度以年均9%左右的速度递增的同时,能源需求增长速度也很快。能源消费过于向工业集中,工业的比重有小幅度的变动,都会引起能源消费有较大幅度增减,使得经济结构变动对能源消费的影响作用大大增加。在经济增长高潮期,由于能源项目建设周期长,不能很快地提高生产能力,能源供给滞后,就会出现能源短缺的问题;在经济萧条时期,生产部门首先受到冲击,由于大部分能源消费集中在工业生产部门,工业增长速度的减缓,会使能源消费大幅度下降,乃至能源出现供大于求。

  因此,持续的经济高增长必然伴随着高能耗,能源的短缺在短期内也就成为了必然的现象。同时,波幅较大的经济结构变动对我国的能源消费结构也产生着非常重要的影响;第一产业比重的下降使煤炭消费需求大幅度下降,工业比重的上升带动了石油消费需求电力将因结构的变动和经济总水平的提高而成为中国的主要消费能源。能源短缺对经济发展肯定会产生一定的影响,但经济结构的优化和调整与广泛运用节能技术,以资本与技术替代能源要素,不仅可以实现经济增长,而且可以降低单位GDP的能源消耗,使经济增长对能源要素投入的依赖性大大降低。可见,能源系统中能源消费增长将随着经济对能源资源依赖的逐渐饱和而下降是一个合理假设。因此,根据经济发展的一般规律,合理地调整经济结构,使得经济增长朝着低能耗的方向发展是可以解决能源短缺现状的,换句话说,在理论上从长期的和发展的角度来看,能源不会成为经济发展的瓶颈

  (2)能源与环境能源的利用是引起环境变化的重要原因。人类是环境的产物,又是环境的改造者。人类在同自然界的斗争中不断地改造自然。但是由于人类认识能力和科学技术水平的限制,在改造环境的过程中,会造成对环境的污染和破坏。任何一种能源的开发利用都会对环境造成一定的影响。例如水能的开发和利用可能会造成地面沉降、地震、生态系统变化;地热能的开发利用导致地下水污染和地面下沉。在诸多能源中,不可再生能源对环境的影响最为严重。20世纪是社会生产力和科学技术发展最快的一百年,全球人口与经济在迅猛增长。然而,由于人类大多数成就以破坏和污染自然环境为代价,或者以少数人的利益损害多数人的利益为代价,因此人类文明的胜利是局部的,伴随人类成就达到顶峰所带来的负面影响,也达到了普遍化和严重化的程度。世界第一次出现资源全面紧缺的现象,人口老龄化现象开始出现,世界环境污染和生态破坏成为全球性问题,环境问题第一次成为社会的中心问题,等等。生态危机和环境污染对人类生存提出的挑战是严峻的和全球性的,它再一次告诫我们:人类必须依赖自然界生活。人类发展给自然界造成了创伤,但是不能为了弥补创伤就停滞乃至倒退。环境问题引发了人们对人类与环境的关系的哲学思考,人类不能只看到现实的利益,更应看到行为可能带来的长远后果。自然环境是个复杂动态的开放性系统,人们在任何区域的活动及其后果,都可能带来全球性的影响,因而要由全球来承担其行为所造成的后果。其实,在20世纪60年代,美国生物学家蕾切尔·卡逊就曾在其出版的《寂静的春天》一书中向世人展示了未来地球上的生命走向灭绝的暗淡图景,从而拉开了现代环境运动的序幕。环境哲学就是人类在惨遭工业文明非生态的发展模式之苦,全面地反思和纠偏传统的发展理念,进而追求和建构科学技术、经济、社会、环境和人类协调及可持续发展理念的产物。

  (3)能源与社会社会生产力的发展历史伴随着能源不断发展的过程。人类社会的发展史,从火的利用开始就一直是能源利用的发展史。无论是人类社会的生产发展过程,还是当今世界各国的经济发展,都充分说明能源是社会和经济发展的必要条件。人类社会的一切生活和生产活动都要消费能源,人类社会的发展引起了能源消费的增长。近百年来,随着人口的增长和人均能源消费量的增加,人类对能源的消费总量急剧增加。

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