第23章 新能源有助於環節全球變暖!(2)(1 / 3)

那麼有機物是什麼?現在人類積極探測外太空,看一個星球有沒有生命跡象,就先看星球上有沒有水和有機物,有機物是生命產生的物質基礎。早期有機化合物指由動植物有機體內取得的物質,因為“有機”一詞表示事物的各部分互相關聯協調而不可分,就像一個生物體那樣。自從1828年人工合成尿素(有機物)後,對有機物結構有了深入了解後,有機物和無機物之間的界線隨之消失,但由於曆史和習慣的原因,“有機”這個名詞仍沿用。

現在有機物通常是指化學結構中含有碳元素(CO、CO2、碳酸鹽、碳化物等除外)的化合物。有機物是相對無機物而言的,顯而易見,無機物就是化學結構中不含碳元素的化合物。自然界中已知的有機物有近600萬種,糖類(澱粉)、脂肪、蛋白質、維生素等都是有機物,生活中一切糧食、衣服、蓋的被子、桌子,椅子、紙、沼氣、塑料、地板、輪胎、陶瓷等都是有機物。有機物大部分都有不溶於水、不耐熱、熔點低、可燃燒、分子大等特點。所以我們一定要注意小心用火,因為一不小心就會燒光你周圍的一切!當然,可燃也有好處,正好可以當燃料,用來發電呀!後麵會講到,生物質這種有機物就可以通過燃燒來利用它的生物質能。

這樣來看,能夠生成有機物的光合作用意義是非常重大的。光合作用為包括人類在內的幾乎所有生物的生存提供了物質來源和能量來源。據估計,地球上的綠色植物每年大約製造四五千億噸有機物,這遠遠超過了地球上每年工業產品的總產量。所以,人們把地球上的綠色植物比作龐大的“綠色工廠”,綠色植物的生存離不開自身通過光合作用製造的有機物。人類和動物的食物也都直接或間接地來自光合作用製造的有機物。從能量的角度,地球上幾乎所有的生物,都是直接或間接利用通過光合作用儲存在有機物中的化學能來作為生命活動的能源的。煤炭、石油、天然氣等化石燃料中所含有的能量,歸根結底都是古代的綠色植物通過光合作用儲存起來的。所以,我們要充分利用各種形式的有機物,講到這裏我們就很容易明白下麵要講的生物質能了。

綠金——生物質能源

我們把由光合作用而產生的各種有機體稱作生物質,它包括各種植物、動物的排泄物、垃圾及有機廢水等。其實,生物質就是直接或間接的有機物組成體,像我們身邊的樹木、草、農作物,以及紙漿廢物、造紙黑液、酒精發酵殘渣等工業有機廢棄物,還有廚房垃圾、紙屑等一般城市垃圾都是蘊涵豐富能量的生物質。

之前,以石油、煤炭為代表的傳統化石能源一直以來占據了主要的能源舞台。由於它極度的重要性和寶貴性,通常把這些黑乎乎的東西稱為“黑金”,但“黑金”將逐漸枯竭。相對“黑金”而言,把生物質能叫做“綠金”,這充分體現了生物質能源在新能源中的重要地位。

據統計,世界上約有250000種生物,而就植物的光合作用來說,每年植物因光合作用而儲存的太陽能達3×1021J,這個數值相當於全世界每年消耗能量的10倍。顯而易見,地球上有十分豐富的生物質能源。

由於生物質中有機物可燃燒的特點,從古至今,燃燒是將生物質能轉換成熱能的主要形式。與化石燃料相比,生物質燃料有燃燒清潔,汙染小、可再生等優點。另外,生物質也可經工藝把有機物提取出來製作成有機燃料,如甲醇、生物柴油等。這些有機燃料是優質便攜的清潔燃料,也是目前緩解燃油危機的研究方向。

生物質能轉化利用途徑主要包括燃燒、熱化學法、生化法、化學法和物理化學法等。

五、風能

風是一種能源

風是什麼,風從哪兒來?風可以為我們做什麼?

由於地麵各處受太陽照射後氣溫變化不同和空氣中水蒸氣的含量不同,引起了各地氣壓的差異,使得高壓空氣向低壓地區流動,就形成了風,簡而言之,風就是流動著的空氣。如同常常把流動著的水叫“水流”,流動著的電荷叫“電流”一樣,我們也可以給風另外取個名字,叫“氣流”。隻是通常把地球表麵這些小規模小強度的氣流叫風而已。

就像把一片靜止的樹葉放到水流中,我們看到樹葉會隨著水流動起來一樣,風也可以把它流動方向上的物體吹動,我們利用這樣的原理來使風箏升上天。從能量的角度來講,無論是流動的空氣也好,流動的水也好,它們就具有了動能,這種動能就可以轉換成其他的能量,如風箏的重力勢能,風車的動能,水車的動能等等,所以風是一種能源。

從風的形成來看,隻要有太陽,風就可以不斷再生,風能屬於可再生資源。風能資源很豐富,不會隨著其本身的轉化和人類的利用而日趨減少。與天然氣、石油相比,風能不受價格的影響,也不存在枯竭的威脅;與煤相比,風能沒有汙染,是清潔的能源;最重要的是風能發電可以減少二氧化碳等有害排放物。

但是,風是一種動態形式,不能直接儲存起來,隻能轉化成其他可以儲存的能量才能儲存或是轉換成能直接為我們所用的能源。風能可以被轉化成機械能、電能、熱能等,以實現泵水灌溉、發電、供熱、風帆助航等功能。而目前風能的主要利用是以風能作動力和風力發電兩種形式,其中又以風力發電為主。