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1、開發(fā)新能源——核能研究人員:楊煜軒、范佳琳、王一鳴、張雪微一、主題選擇什么是能源?能源亦稱能量資源或能源資源。是指可產(chǎn)生各種能量(如熱量、電能、光能和機(jī)械能等)或可作功的物質(zhì)的統(tǒng)稱。是指能夠直接取得或者通過加工、轉(zhuǎn)換而取得有用能的各種資源,包括煤炭、原油、天然氣、煤層氣、水能、核能、風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮堋⑸镔|(zhì)能等一次能源和電力、熱力、成品油等二次能源,以及其他新能源和可再生能源.能源(EnergySource)能源亦稱能量資源或能源資源,為人類的生產(chǎn)和生活提供各種能力和動力的物質(zhì)資源,是國民經(jīng)濟(jì)的重要物
2、質(zhì)基礎(chǔ),未來國家命運(yùn)取決于能源的掌控。能源的開發(fā)和有效利用程度以及人均消費(fèi)量是生產(chǎn)技術(shù)和生活水平的重要標(biāo)志。(中國大百科全書、機(jī)械工程卷)二、目標(biāo)能源與當(dāng)代的生產(chǎn)生活有什么關(guān)系?能源對人類發(fā)展的巨大貢獻(xiàn)是顯而易見的,但也并不僅僅如此。它也已經(jīng)和正在給人類帶來許多麻煩。這主要是由于能源(主要是占總量80%的化石能源)的利用所造成的日益嚴(yán)重的環(huán)境污染。在人類利用能源的初期,能源的使用量及范圍有限,加上當(dāng)時(shí)科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá),對環(huán)境的損害較小。又由于環(huán)境的惡化是積累性的,只有較長時(shí)間的積累,才能察覺到它的
3、明顯變化。在這個(gè)過程中環(huán)境的改變并沒有引起人類的特別注意,因此環(huán)境保護(hù)意識不強(qiáng)。然而隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展和人民生活水平的提高,能源的消耗量越來越大。由于能源的不合理開發(fā)和利用,致使環(huán)境污染也日趨嚴(yán)重。目前全世界每年向大氣中排放幾十億噸甚至幾百億噸的CO2、SO2、粉塵及其他有害氣體。這些排放物都主要與能源的利用有關(guān)。它給人類帶來的后果是:由于CO2等所產(chǎn)生的“溫室效應(yīng)”使地球變暖,全球性氣候異常,海平面上升,自然災(zāi)害增多;隨著SO2等排放量增加,酸雨越來越嚴(yán)重,使生態(tài)遭破壞,農(nóng)業(yè)減產(chǎn);氯氟烴類化合物的排放使
4、大氣臭氧層遭破壞,加之大量粉塵的排放,使癌癥發(fā)病率增加,嚴(yán)重威脅人類健康。為什么要開發(fā)新能源?第一:新能源是一個(gè)相對意義上的概念,比如上個(gè)世紀(jì)初煤炭是主要利用能源,而石油對于當(dāng)時(shí)來說就是新能源,再比如核能對大部分國家來說是新能源,但對法國來說就是常規(guī)能源(核能利用率很高)第二:在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展同時(shí),能源消耗不斷增加,傳統(tǒng)化石能源無以為繼,經(jīng)濟(jì)發(fā)展越來越受制于能源的開發(fā)利用,新能源作為一種替代能源,未來能極大的緩解我們能源大量需求,保證經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。第三:傳統(tǒng)化石能源利用產(chǎn)生環(huán)境問題越來越嚴(yán)重,危害人類健康
5、和生存環(huán)境,特別是co2的大量排放,導(dǎo)致全球氣候變化,而新能源為我們解決環(huán)境問題提供可選擇的道路,新能源大部分是可再生且無污染的第四:從國家層面上,為占據(jù)未來能源利用競爭的制高點(diǎn),現(xiàn)在開發(fā)新能源技術(shù)、設(shè)備,為以后全球競爭做好準(zhǔn)備。三、研究過程你選擇的這種能源有什么優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)?優(yōu)點(diǎn)1.核能發(fā)電不像化石燃料發(fā)電那樣排放巨量的污染物質(zhì)到大氣中,因此核能發(fā)電不會造成空氣污染。2.核能發(fā)電不會產(chǎn)生加重地球溫室效應(yīng)的二氧化碳。3.核能發(fā)電所使用的鈾燃料,除了發(fā)電外,暫時(shí)沒有其他的用途。4.核燃料能量密度比起化石燃料高
6、上幾百萬倍,故核能電廠所使用的燃料體積小,運(yùn)輸與儲存都很方便,一座1000百萬瓦的核能電廠一年只需30公噸的鈾燃料,一航次的飛機(jī)就可以完成運(yùn)送。5.核能發(fā)電的成本中,燃料費(fèi)用所占的比例較低,核能發(fā)電的成本較不易受到國際經(jīng)濟(jì)情勢影響,故發(fā)電成本較其他發(fā)電方法為穩(wěn)定。缺點(diǎn)1.核能電廠會產(chǎn)生高低階放射性廢料,或者是使用過之核燃料,雖然所占體積不大,但因具有放射線,故必須慎重處理,且需面對相當(dāng)大的政治困擾。2.核能發(fā)電廠熱效率較低,因而比一般化石燃料電廠排放更多廢熱到環(huán)境裏,故核能電廠的熱污染較嚴(yán)重。3.核能電廠
7、投資成本太大,電力公司的財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)較高。4.核能電廠較不適宜做尖峰、離峰之隨載運(yùn)轉(zhuǎn)。5.興建核電廠較易引發(fā)政治歧見紛爭。6.核電廠的反應(yīng)器內(nèi)有大量的放射性物質(zhì),如果在事故中釋放到外界環(huán)境,會對生態(tài)及民眾造成傷害。你認(rèn)為開發(fā)這種新能源的條件有哪些?要用反應(yīng)堆產(chǎn)生核能,需要解決以下4個(gè)問題:核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)提供必要的條件,使之得以進(jìn)行。式反應(yīng)必須能由人通過一定裝置進(jìn)行控制。失去控制的裂變能不僅不能用于發(fā)電,還會釀成災(zāi)害。變反應(yīng)產(chǎn)生的能量要能從反應(yīng)堆中安全取出。裂變反應(yīng)中產(chǎn)生的中子和放射性物質(zhì)對人體危害很大,必須設(shè)
8、法避免它們對核電站工作人員和附近居民的傷害。國內(nèi)外有關(guān)于這種新能源的開發(fā)現(xiàn)狀核電站只需消耗很少的核燃料,就可以產(chǎn)生大量的電能,每千瓦時(shí)電能的成本比火電站要低20%以上。核電站還可以大大減少燃料的運(yùn)輸量。例如,一座100萬千瓦的火電站每年耗煤三四百萬噸,而相同功率的核電站每年僅需鈾燃料三四十噸。核電的另一個(gè)優(yōu)勢是干凈、無污染,幾乎是零排放,對于發(fā)展迅速環(huán)境壓力較大的中國來說,再合適不過。2008年1-11月,中國核力發(fā)電行業(yè)實(shí)現(xiàn)