能源的分类及优劣分析 - 海底地热能资源

4 }' S1 v8 a3 v; H3 k' J/ {

一、能源的分类方式

# D% C1 ~6 c& P& Z

（1）按性质分

可再生能源∶水能、风能、生物能、潮汐能、太阳能等；

* k+ H. j+ f$ d& H/ O

不可再生能源∶煤炭、石油、天然气等矿物能源；

! v9 r) U+ B( j' @ R1 C5 n6 l

（2）按形成和来源分

- j, W: X/ _8 O& \ R5 \ h

来自太阳辐射---生物能、煤、石油、天然气、水能、风能等；

来自地球内部----地热能、核能；

2 @: _; w4 E0 _

来自天体引力---潮汐能；

（3）按转换加工分

& [- I1 r$ m% @5 C

一次能源----从自然界直接获取∶煤、石油、天然气、太阳能、生物能、地热能；

二次能源---通过加工转换∶电能、汽油、柴油、沼气能、焦碳、蒸汽；

$ R( I8 _+ ]* j3 ~( p) W2 V

（4）按利用状况

5 F0 ~8 U8 P! p' N4 w) L$ N8 }

常规能源----已被利用，目前仍大规模利用∶水能、生物能、煤、石油；

6 Y4 b7 Y6 y/ A9 k& K

新能源----最近才被利用且未能大规模利用∶太阳能、风能、地热能、核能、沼气；

二、各种能源的优劣情况分析

# L, I7 N& Z2 ?# o0 G W+ `

（1）太阳能——太阳能即地球接收自太阳之辐射能，其直接或间接地提供地球上绝大部份的能量来源。

6 r4 Z; V" Z4 ]. ^

优势∶

A.全面性∶在地球的所有地方都能得到阳光的照射，而且实用性高、用途多；

5 B) i& u+ T7 X* H: z; f! o" S2 i

B·现代的太阳能系统，在每天日照时间相当短的国家.也能有效地提供大量电能；

: J- b4 Q7 d8 O: U

C太阳能科技应用广泛。例如太阳能的计算机、手表，在市面上很普遍。另外，利用太阳能来驱动的热水器和太阳能屋顶，在国内外亦屡见不鲜；

8 a1 p9 ~% r# {$ x6 e; P& c+ u

D·太阳能交通工具，不论是国内或国外都投入大量研发中；

8 h" A z- Q8 F& Q, t' g3 e* V

缺点∶

A.稀薄性：需要广阔面积才能收集到足够人类使用的能量；

B.间歇性：无法连续不断地供应例如阳光仅出现在白天，而且时常受到云层遮蔽；

太阳能开发：世界各国在先前能源危机中，就已发现到发展替代能源的重要性; 太阳能的发展也是重点之一， 虽然现在已经有很多应用产品出现在人类生活中， 但要真正高效率的使用太阳能，确实还有一段路要走。

（2）海洋能——海洋具有产生庞大的能源效力，潮汐的变化、温差的不同、海浪与洋流都是能用以产生能量的自然现象。

海洋能包括：

& n+ Z6 Q+ ]6 F+ n! N8 O

A温度差能;利用海水上层表面与深水处所产生的温差为动力;

B波浪能∶为利用波浪起伏的位能及运动的动能为动力;

( X/ E' | o2 V

C潮汐与潮流能∶是利用潮水的升落位能转换为动力;

$ [( n% L. p/ n4 N1 G3 m3 o1 p

D海流能 ∶利用旋转的车叶和发电机组成的海底水车装置，便可利用海流产生有用的能源；

7 A- m6 n* W- r$ o' B+ Q# j( o7 w

E：盐度差能;F：岸外风能;G：海洋生物能;I：海洋地热能。

优势∶ 海洋能属绿色资源的一种，没有消耗的问题，且可以重复使用。

缺点∶

A.所需要占地颇大；

5 f& V6 K; D( I- {1 F$ i6 }

B·所需要资金庞大；

3 B. a$ Q1 r3 p! {

C.成本较高、能源转换效率相对偏低；

0 Q9 |6 L% I% K! o: K

D.环境伤害；

海洋能开发——蕴藏于海水中的海洋能是十分巨大的， 其理论储量是目前全世界各国每年耗能量的几百倍甚至几千倍。

（3）地热能——主要为地球内部放射性元素衰变所释放出的能量，为原本储存于地核熔岩中的大量热能。

- |8 f& P1 b5 l6 ~

地热能应用∶

A.医疗和娱乐应用∶温泉浴和泉疗；

B.农业应用∶温室加热、渔场、畜牧业、农作物烘干；

2 V* X3 S" A2 L' `& }# n/ }( w% T* ^

C. 家庭或工业应用∶热水或供暖；

地热的发电应用：将热水或蒸汽从地热源提取出来，运用于推动涡轮发电。目前已有不少地热能发电的转换技术，包括干蒸气技术、双循环技术、干热岩技术。

优势∶

A、不会制造污染或温室气体；

B.不会制造噪音，可靠性高；

C地热能电站的全年利用率可达65-75%，相比起化石燃料电站最多只有90%；

缺点∶

A.开凿地底越深，成本便越高。

0 [* L: V6 o, P

B.地热井会释出硫化氢和二氧化硫等有毒的气体。

C.自地热井喷出的水可能含有毒的物质，故须妥善处置地热能发电站排出的废水。

% G Z: w8 t* @ q4 ^& g

（4）风能 ——风能是现有能源中最便宜的可更新的能源。

( Y C" ?0 b6 O

优势∶

9 d7 b, i# x4 G- N

A.风取之不尽，用之不竭；

B.风力发电不需要燃料，没有废弃物问题；

C.风能不会产生辐射或二氧化碳公害；

3 T* D0 M$ n3 I, Y; \: o) X; y

缺点∶

A.风车叶片无法承受太大压力；

B.风能发电质量较不稳定；

C.风能产生的电力有限；

0 c; e* P/ x- L5 u, d" `

风能的发展——虽然风能产生的电量经济实惠，但风力所产生的电力不大，无法满足人类需求，加上风能的利用有许多环境条件上的限制（地形与地区），因此风能在未来能源发电上，只能扮演辅助及缓和传统石化燃料需要的角色。

, I" R8 |( c1 \5 J

（5）水能 ——水力发电是被人类大量开发利用的再生能源。

优势∶

" f/ a! v" p! C

A.水力发电技术简单且完备；

2 \5 R8 X. `' u q

B.水力开发对环境之冲击较小，提供廉价电力；

C.管制洪水泛滥、提供灌溉用水、利于河流航运、提供尖峰时段电力调度；

& t% X) M( P2 Q% ^3 F

缺点∶

3 f- J( r4 S" Q! w. J4 ^

A.有地形限制；

{# r4 _; U4 F

B.少雨干旱的地区不利开发；

C.水库开发影响原河域下游生态环境；

# @1 |* w$ u( r, o

（6）生物质——指所有的有机物，如水生植物、农作物的残渣、动物牲畜的排泄物等，经由各式自然或人为化学处理合成为液体、气体或固体燃料，这种能量即为生物质能。

优势∶

A. 可提供低硫燃料，降低空气污染；

$ ^! Z$ S' j9 V

B. 使用废物、家畜粪便生产能量，可减轻废物处理，减少环境公害；

C利用设于农村附近的残渣来制造燃料，除能减少能源原料的运输费用，且残渣 又可充当农田肥料；

D.将工业废料与城市垃圾转换成热能或电力，可维护环境品质，同时可减少堆置 掩埋所需之土地；

( M% ?8 p3 O9 S; S6 I* \

E. 与其它新能源相较，技术难题较少；

3 G& T/ Y4 _) `: ]( T2 U* [

缺点∶

A.植物仅能将极少量之太阳能转化成生质能来利用;

" t6 W1 }% c& ?1 j( C' J- n

B. 生质能原料之含水量偏高（50%一95%），故转换效率偏低；

+ S& _& E0 W6 N* D* v

C. 单位土地面积之生质能密度偏低；

D.缺乏适合栽种植物之土地；

+ o5 z0 v- {/ Q) A: R% w6 A

（7）石油——石油是动、植物残骸经长年高压高温才转化而成的。

' Z+ M2 `7 G9 X. D

优点∶

4 U# W8 [2 U: j9 z9 ]/ A n

A.价格便宜;

B.容易运输且其净有用能源产率很高;

$ T$ e1 r6 ~/ {/ `

C.是一种辅助燃料，可燃烧推动汽车、加热建筑物和水，并提供高温度与热量作 为工业制造和发电之用；

缺点∶

9 L$ b0 G+ t; L; t* e0 n* V

A.燃烧时释放出的二氧化碳、硫氧化物和氮氧化物对全球气候影响甚深;

B.石油和毒性污泥的渗漏会引起水污染，而且以盐水倾注油井也会污染地下水;

C.以现有石油消耗速度来看，50年之内石油的供应就会耗尽；

* l h) Z; t; J* u

（8）核能——核能是经由质量的转化而从原子核释放出来的能量，主要通过核分裂与核融合反应释放能量。

9 p+ N F: v0 B8 W# {

5 i* c& a9 ~4 [, Y1 o

核分裂——核分裂是指由重的原子（主要是铀或铈）分裂成较轻的原子因而产生能量 的一种核反应形式。原子弹以及核能发电厂的能量来源都是核分裂。

核融合——核融合是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。太阳本身的发光发热便是来自核融合反应。

5 T: K% m4 _6 i( L9 u) w0 T4 r

核能的发展——由于现阶段人类只能控制核分裂，所以核能暂时未能得到大规模的利用。但若能顺利发展控制核融合之技术，除可免除大量危险放射线之外，其原料还可直接取自海水中的氘，来源几乎取之不尽，可说是很理想的能源之一。

' [5 G4 J$ d( X5 W

（9）煤炭 ——由有机物（生长在沼泽或河流三角洲之植物残骸）分解而成的能源种类。是近代工业最重要燃料之一，主要成分有碳、氢、氧及少量的氮、硫或其它元素。

优势∶

2 P) w" u9 ^- o0 ?

A.用途广泛;

, k( H' b9 j1 g( _! S. |( c9 a' P

B.具高热值的特性，是非常优良的燃料;

- |5 W' Z, I% u# s j7 h. x0 ?7 z

C.储量最大，分布广泛；

U8 S5 Z6 F1 s9 j

缺点∶

A.为固态，不利运输;

& ~) A$ x4 R8 M# s. ?) E7 o

B.煤矿挖掘地常有意外发生;

C.煤矿开采造成周边生态破坏;

D.燃烧煤炭会易造成空气污染；

/ z) ]( Q( \6 J8 j5 j& }/ G0 \

（10）天然气——是一种伴随石油、煤产生的气体。

# E; F7 S; {# u' C @1 y! e

优势∶

A.是干净的物质，多含碳、氢、甲烷等成分，成分较纯净，是一种优良的燃料;

( G- S( x4 v3 s' E0 W

B.天然气为气态，燃烧较为完全，可有效减低一氧化碳产量。

4 k$ ~# ^. S6 x* B! |8 C) U

缺点∶

A.天然气是一种易燃性物质，若遭受外力撞击破坏容易产生爆炸现象;

3 z# r& i: e9 K4 X

B.若以人工建筑设施存放天然气，在遭到外力破坏如地震、火灾等，极易产生 危险。

（11）电能——公元 1752 年，科学家富兰克林冒险实验，证实了「雷就是自然界所生的电」。

电能的产生：A.摩擦生电；B.化学生电； C.热生电；D.光生电；E.压力生电；F.磁生电；

6 W; S/ O1 ^4 G# T. `

5 I, }% @, O' x* A7 H9 N

优势：

4 e6 L" q% ?, w" ?% ~

A.输送方面，安全、经济；

B.生产、使用方便。

# c2 s6 E& E" A* H8 W; G2 d$ I _

C.应用广泛，极大的促进了生产的发展，科学技术的进步；

! ^. ^/ v1 H& t; k; V* h1 {

D.空前的改善了人类的生存环境；

8 X2 |/ w0 Z; E5 A" A/ o

缺点：

6 r5 R/ g5 q. T( H

A.容易发生触电事故，电线老化会发生火灾；

B.电压过大可能会引起断路；

. d$ M* F S, E

（12）汽油——自原油炼制来的，由于从地底下开采出来的原油都是带有杂质与恶臭的，除了燃烧之外不具有实用价值。原油经过炼制的过程，会产生不同的成品，例如∶燃料气、汽油、煤油、柴油、重油等油料。从用途来区分汽油，又可分为车用汽油、航空汽油两种。

原油炼制的目的∶

A.分离∶将混合在原油中的多种石油产品，一一析分出来；

8 I: }- b3 A! v7 |( s

B.去除杂质∶将原本存在原油中的杂质去除，有利于原油的利用；

C.改善性能∶将石油产品改进，使其能被更广泛运用。原油炼制的方法∶蒸馏法、原油脱盐法、溶剂萃取法、裂炼法、重组、异构化、烷化、加氢脱硫；

（13）汽化燃料——一般而言，瓦斯是对气体燃料的统称，分为液化石油与天然气两种。

: K7 G% I$ r0 b$ q

/ K3 |0 y: ^5 n4 v3 ?

优缺点∶ 液化石油与天然气两种，两者都是极为方便与干净的能源，完全燃烧时产生二氧化碳，不完全燃烧时则会产生有毒的一氧化碳，造成人体中毒的现象。

* P. S2 F& e/ ]: N- [

特性为无色、无味、无毒、易燃、易爆，瓦斯公司也依照政府的规定，必须加入定量的臭剂，以警惕与保护消费者的安全。由于天然气比空气轻，因此漏气时容易往上飘，若空气中的天然气含量超过5%（液化石油气为1.8%），那么遇到火源就极有可能造成爆炸或燃烧。

（14）氢——氢气燃料电池之电力效率，比内燃机高出一倍，其排放的废气却只有水，没有污染问题。故全球二氧化碳产生的温室效应将从此避免。

( p) S" ?* i$ x6 `0 W: ?' X

（15）微生物电池 ——透过微生物有效率地转换有机废料、可再生微生物产生电力及无害的副产物质，意味着以低成本工序，利用工业、家居和农业废物产生电力。

3 }0 Z( C d: F! L# M% Y

（16）可燃冰——学名"天然气水合物"，因主要成分是甲烷，因此也常称为 “甲烷水合物”，1立方米可释放出相当于天然气164 倍的能量。

" i8 O8 }7 c8 q: U7 Y# n1 Z8 d & e5 A/ t; Y2 p8 C9 e- ~. j