二、能源的分类
能源种类繁多,而且经过人类不断的开发与研究,更多的新型能源已经开始能够满足人类需求。根据不同的划分方式,能源可分为不同的类型。
1.按能源的来源划分
1)地球本身蕴藏的能源
地球本身蕴藏的能源通常指与地球内部的热能和原子核反应有关的能源,如原子核能、地热能等。温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。地球可分为地壳、地幔和地核三层,它是一个大热库。地壳就是地球表面的一层,厚度一般为几千米至70千米不等。地壳下面是地幔,它大部分是熔融状的岩浆,厚度为2900千米。火山爆发一般是这部分岩浆喷出。地球内部为地核,地核的中心温度为2000摄氏度。可见,地球的地热资源储量很大。
2)来自地球外部天体的能源(主要是太阳能)
地球外部天体除直接辐射外,还为风能、水能、生物能和矿物能等的产生提供基础。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内储存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代而形成的,它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外,水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。
3)地球和其他天体相互作用而产生的能源
地球和其他天体相互作用而产生的能源有潮汐能等。太阳和月亮等星球对大海的引潮力所产生的涨潮和落潮拥有巨大的潮汐能。
2.按能源的基本形态划分
按能源的基本形态划分,能源可分为一次能源(天然能源)和二次能源(人工能源)。
一次能源是指自然界中以天然形式存在,且没有经过加工或转换的能量资源,包括可再生能源(水能、风能及生物质能)和非再生能源(煤炭、石油、天然气、油页岩等)。其中水能、石油和天然气这三种能源是一次能源的核心,它们成为全球能源的基础。除此以外,太阳能、地热能、海洋能以及核能等可再生能源也属于一次能源。
二次能源是指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源,例如电力、煤气、汽油、柴油、焦炭、洁净煤、激光和沼气等能源都属于二次能源。
3.按能源的性质划分
按能源的性质划分,能源可分为燃料型能源(煤炭、石油、天然气、泥炭、木材)和非燃料型能源(水能、风能、地热能、海洋能)。
人类利用自己体力以外的能源是从用火开始的,最早的燃料是木材,以后用各种化石燃料,如煤炭、石油、天然气、泥炭等。现在人类正研究利用太阳能、地热能、风能、潮汐能等新能源。当前化石燃料的消耗量很大,但地球上这些燃料的储量有限。未来铀和钍将提供世界所需的大部分能量。一旦控制核聚变的技术问题得到解决,人类将获得无尽的能源。(https://www.daowen.com)
4.按能源消耗后是否造成环境污染划分
按能源消耗后是否造成环境污染划分,能源可分为污染型能源和清洁型能源。
污染型能源包括煤炭、石油等,清洁型能源包括水力、电力、太阳能、风能以及核能等。
5.按能源的使用类型划分
按能源的使用类型划分,能源可分为常规能源和新型能源。
利用技术比较成熟、使用比较普遍的能源叫作常规能源。常规能源包括一次能源中的可再生的水力能源和不可再生的煤炭、石油、天然气等能源。新型能源是相对于常规能源而言的,新近利用或正在着手开发的能源叫作新型能源,包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能,以及用于核能发电的核燃料等能源。由于新型能源的能量密度较小,或品位较低,或具有间歇性,按已有的技术条件转换利用的经济性尚差,还处于研究、发展阶段,只能因地制宜地开发和利用,但新型能源大多是可再生能源,资源丰富,分布广阔,是未来的主要能源之一。
6.按能源的形态特征或转换与应用的层次划分
世界能源委员会推荐的能源类型有固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能。其中,前三种能源类型统称为化石燃料或化石能源。已被人类认识的上述能源,在一定条件下可以转换为人们所需的某种形式的能量。比如薪柴和煤炭,把它们加热到一定温度,它们能和空气中的氧气化合并放出大量的热能。我们可以用热来取暖、做饭或制冷;也可以用热来产生蒸汽,用蒸汽推动汽轮机,使热能转变成机械能,还可以用汽轮机带动发电机,使机械能转变成电能。如果把电送到工厂、企业、机关、农牧林区和住户,它又可以转换成机械能、光能或热能。
7.商品能源和非商品能源
凡进入能源市场作为商品销售的,如煤炭、石油、天然气和电等,均为商品能源。国际上的统计数字均限于商品能源。非商品能源主要是指薪柴和农作物残余(秸秆等)。
8.可再生能源和非再生能源
人们对一次能源进一步加以分类。凡是可以不断得到补充或能在较短周期内再产生的能源称为可再生能源,反之则称为非再生能源。风能、水能、海洋能、潮汐能、太阳能和生物质能等是可再生能源;煤炭、石油和天然气等是非再生能源。地热能基本上是非再生能源,但从地球内部巨大的蕴藏量来看,它又具有再生的性质。核能的新发展将使核燃料循环而具有增值的性质。核聚变能比核裂变能高出5~10倍,核聚变最合适的燃料重氢(氘)又大量地存在于海水中,可谓“取之不尽,用之不竭”。核能是未来能源系统的支柱之一。
随着全球各国经济发展对能源需求的日益增加,现在许多发达国家都更加重视对可再生能源、环保能源以及新型能源的开发与研究;同时我们也相信,随着人类科学技术的不断进步,专家们会不断开发、研究出更多的新能源来代替现有能源,以满足全球经济发展与人类生存对能源的高度需求,而且我们能够预计地球上还有很多尚未被人类发现的新能源正等待我们去探寻与研究。