环境学 - 能源资源



物理学家将能量定义为做功的能力。地球上的能量以多种形式存在,有些可以直接用于做功,而另一些则需要转化过程。太阳是我们生活中主要的能源。此外,水、化石燃料(如煤炭、石油产品)、水、核电站都是能源。

不断增长的能源需求

能源始终与人类的经济增长和发展密切相关。目前以快速经济增长为重点的发展战略,将能源利用作为经济发展的指标。然而,这一指标并未考虑过度能源利用对社会长远的不良影响。

近200年来,煤炭是19世纪工业革命的主要能源。20世纪末,石油占世界商业能源消费的39%,其次是煤炭(24%)和天然气(24%),核能(7%)和水力/可再生能源(6%)占其余部分。

工业化、城市化和人类住区数量的惊人增长使能源需求增加了数倍。现代生活方式和人类对其个人和职业工作日益依赖机器和设备,进一步增加了能源需求。根据国际能源署发布的《2016年世界能源展望》(WEO-2016),由于在公路货运、航空和石化产品方面缺乏容易替代石油的替代品,全球石油需求将持续增长到2040年。

可再生能源资源

可再生能源系统利用不断补充的资源,通常污染较少。例如水力、太阳能、风能和地热能(来自地球内部的热能)。我们还可以通过燃烧树木甚至垃圾作为燃料以及将其他植物加工成生物燃料来获得可再生能源。

风能

流动的空气或风具有大量的动能,可以使用风力涡轮机将其转化为电能。风推动叶片旋转,叶片进一步连接到发电机,从而发电。将风能转化为电能需要平均每小时14英里的风速。2015年,风力发电满足了全球电力需求的近4%,新增风力发电装机容量近63吉瓦。

太阳能

太阳能是太阳提供的能量。利用不断发展的技术来加以利用。2014年,全球太阳能发电量为186太瓦时,略低于世界总电网电力的1%。意大利的太阳能发电比例位居世界前列。国际能源署认为,开发经济适用、取之不尽、用之不竭的清洁太阳能技术将带来长期的益处。

生物质能

燃烧木头时,我们正在使用生物质能。由于植物和树木依赖阳光生长,生物质能是储存的太阳能的一种形式。虽然木材是生物质能的最大来源,但农业废弃物、甘蔗废弃物和其他农业副产品也用于发电。

水力发电

由水产生的能量称为水力发电。世界许多地方都建立了大小不等的水力发电站来发电。150个国家生产水力发电,亚太地区在2010年贡献了全球水力发电的32%。2015年,水力发电占全球总发电量的16.6%,占所有可再生能源发电量的70%。

潮汐能和波浪能

地球表面70%是水。太阳通过加热水来产生洋流和产生波浪的风。据估计,热带海洋在一周内吸收的太阳能可能相当于全世界的石油储量——1万亿桶石油。

地热能

它是储存在地球内部的能量(“geo”代表地球,“thermal”代表热量)。地热能始于地球深处炽热的熔岩(称为岩浆),岩浆在地球地壳的某些部分出现。从岩浆上升的热量使被称为地热储层的地下水池变暖。如果有开口,地下热水就会涌到地表,形成温泉,或者沸腾形成间歇泉。利用现代技术,在深层地下钻井以开发地热储层。这被称为地热能的直接利用,它提供源源不断的热水被泵送到地表。

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