能源世界之窗.docx

1、院 士 科 普 书 系能 源 世 界 之 窗朱 亚 杰 孙 兴 文 著清 华 大 学 出 版 社 暨 南 大 学 出 版 社( 京 ) 新 登 字 158 号图 书 在 版 编 目 (CIP ) 数 据能 源 世 界 之 窗 / 朱 亚 杰 著 ; 孙 兴 文 编 .北 京 : 清 华 大 学 出 版 社 ;广 州 : 暨 南 大 学 出 版 社 , 2000 .12( 院 士 科 普 书 系 / 路 甬 祥 主 编 )ISBN 7-302-04210-1 .能 . 朱 孙 .能 源 普 及 读 物 .TK01-49中 国 版 本 图 书 馆 CIP 数 据 核 字 ( 2000) 第 834

2、58 号出 版 者 : 清 华 大 学 出 版 社 (北 京 清 华 大 学 学 研 大 厦 , 邮 编 100084) h tt p : / / w ww .tup .tsinghua .edu .cn暨 南 大 学 出 版 社 (广 州 天 河 , 邮 编 510630 )h tt p : / / w ww .jnu .edu .c n责 任 编 辑 : 奚 春 雁印 刷 者 : 北 京 市 丰 华 印 刷 厂发 行 者 : 新 华 书 店 总 店 北 京 发 行 所开 本 : 8501168 1/ 32 印 张 : 5 .875 字数 : 117 千 字版 次 : 2001 年 1 月

3、第 1 版 2001 年 1 月 第 1 次 印 刷书 号 : ISBN 7-302-7印 数 : 0000 0000定 价 : 00 .00 元 院 士 科 普 书 系 编 委 会 ( 第 二 届 )编 委 会 名 誉 主 任 周 光 召 宋 健 朱 光 亚编 委 会 主 任 路 甬 祥编 委 会 委 员 ( 两 院 各 学 部 主 任 、 副 主 任 )陈 佳 洱 杨 乐 闵 乃 本 陈 建 生 周 恒王 佛 松 白 春 礼 刘 元 方 朱 道 本 何 鸣 元梁 栋 材 卢 永 根 陈 可 冀 匡 廷 云 朱 作 言孙 枢 安 芷 生 李 廷 栋 汪 品 先 陈 禺 页王 大 中 戴 汝

4、为 周 炳 琨 刘 广 均 杨 叔 子钟 万 勰 关 桥 吴 有 生 刘 大 响 顾 国 彪陆 建 勋 龚 惠 兴 吴 澄 李 大 东 汪 旭 光陆 钟 武 王 思 敬 朱 建 士 郑 健 超 胡 见 义陈 厚 群 陈 肇 元 崔 俊 芝 张 锦 秋 刘 鸿 亮方 智 远 旭 日 干 周 国 泰 王 正 国 赵 铠钟 南 山 桑 国 卫编 委 会 执 行 委 员 郭 传 杰 常 平 钱 文 藻 罗 荣 兴编 委 会 办 公 室 主 任 罗 荣 兴 ( 科 学 时 报 社 )副 主 任 周 先 路 ( 中 国 科 学 院 学 部 联 合 办 公 室 )白 玉 良 ( 中 国 工 程 院 学 部

5、工 作 部 ) 蔡 鸿 程 ( 清 华 大 学 出 版 社 ) 周 继 武 ( 暨 南 大 学 出 版 社 )总 策 划 罗 荣 兴 周 继 武 蔡 鸿 程总 责 任 编 辑 周 继 武 蔡 鸿 程 宋 成 斌提 高 全 民 族 的 科 学 素 质序 院 士 科 普 书 系 人 类 走 到 了 又 一 个 千 年 之 交 。 人 类 的 文 明 进 程 至 少 已 有 6000 余 年 。 地 球 上 各 个 民 族共 同 创 造 了 人 类 文 明 的 灿 烂 之 花 。 中 华 文 明 同 古 埃 及 文 明 、 古 巴 比 伦 文 明 、 古 印 度 文 明 、 古 希 腊 文 明 等

6、一 起 , 是 人 类 文 明 的 发 源 地 。15 世 纪 之 前 , 以 中 华 文 明 为 代 表 的 东 方 文 明 曾 遥 遥 领 先 于 当 时 的 西 方 文 明 。 从 汉 代 到 明 代 初 期 , 中 国 的 科 学 技 术 在 世 界 上 一 直 领 先 长 达 14 个 世 纪 以 上 。 在 那 个 时 期 , 影 响 世 界 文 明 进 程 的 重 要 发 明 中 , 相 当 部 分 是 中 华 民 族 的 贡 献 。 后 来 , 中 国 逐 渐 落 后 了 。 中 国 为 什 么 落 后 ? 近 代 从林 则 徐 以 来 许 多 志 士 仁 人 就 不 断 提

7、出 和 思 索 这 个 历 史 课 题 。 但 都 没 有 找 到 正 确 的 答 案 。 以 毛 泽 东 同 志 、 邓 小 平 同 志 为 代 表 的 中 国 共 产 党 人 作 出 了 唯 一 正 确 的 回 答 : 中 国 落 后 , 是 由 于 生 产 力 的 落 后 和 社 会 政 治 的 腐 朽 。 西 方 列 强 对 中 国 的 欺凌 , 更 加 剧 了 中 国 经 济 的 落 后 和 国 家 的 衰 败 。 而 落 后 就 要 挨 打 。 所 以 要 进 行 革 命 , 通 过 革 命 从 根 本 上 改 变 旧 的 生 产 关 系和 政 治 上 层 建 筑 , 为 解 放

8、和 发 展 生 产 力 开 辟 道 路 。 于 是 , 就 有 了 80 多 年 前 孙 中 山 先 生 领 导 的 辛 亥 革 命 , 就 有 了 50 年 前 我 们 党 领 导 的 新 民 主 主 义 革 命 的 胜 利 , 以 及 随 后 进 行 的 社 会 主 义 革 命 的 成 功 。 无 论 是 革 命 还 是 我 们 正 在 进 行 的 社 会 主义 改 革 , 都 是 为 了 解 放 和 发 展 生 产 力 。邓 小 平 同 志 提 出 的 “科 学 技 术 是 第 一 生 产 力 ”的 著 名 论 断 , 使 我 们 对 科 学 技 术 在 经 济 和 社 会 发 展 中

9、的 地 位 与 作 用 的 认 识 , 有 了 新 的 飞 跃 。 我 们 应 该 运 用 这 一 真 理 性 的 认 识 , 深 刻 总 结 以 往 科 学 技 术 发 展 的 历 史 经 验 , 把 我 国 科 技 事 业 更 好 地 推 向 前 进 。 中 国 古 代 科 技 有 过 辉 煌 的 成 果 , 但 也 有 不 足 ,主 要 是 没 有 形 成 实 验 科 学 传 统 和 完 整 的 学 科 体 系 , 科 学 技 术 没 有 取 得 应 有 的 社 会 地 位 , 更 缺 乏 通 过 科 技 促 进 社 会 生 产 力 发 展 的 动 力 和 机 制 。 为 什 么 近 代

10、 科 学 技 术 首 先 在 文 艺 复 兴 后 的 欧 洲 出 现 , 而 未 能 在 中 国 出 现 , 这 可 能 是 原 因 之 一 吧 。而 且 , 我 国 历 史 上 虽 然 有 着 伟 大 而 丰 富 的 文 明 成 果 和 优 良 的 文 化 传 统 , 但 相 对 说 来 , 全 社 会 的 科 学 精 神 不 足 也 是 一 个 缺陷 。 鉴 往 开 来 , 继 承 以 往 的 优 秀 文 化 , 弥 补 历 史 的 不 足 , 是 当 代 中 国 人 的 社 会 责 任 。在 新 的 世 纪 中 , 中 华 民 族 将 实 现 伟 大 的 复 兴 。 在 一 个 占 世

11、界 人 口 五 分 之 一 的 发 展 中 大 国 里 , 再 用 50 年 的 时 间 基 本实 现 现 代 化 , 这 又 是 一 项 惊 天 动 地 的 伟 业 。 为 实 现 这 个 光 辉的 目 标 , 我 们 应 该 充 分 发 挥 社 会 主 义 制 度 的 优 越 性 , 坚 持 不懈 地 实 施 科 教 兴 国 战 略 。科 教 兴 国 , 全 社 会 都 要 参 与 , 科 学 家 和 教 育 家 更 应 奋 勇当 先 , 在 全 社 会 带 头 弘 扬 科 学 精 神 , 传 播 科 学 思 想 , 倡 导 科 学 方 法 , 普 及 科 学 知 识 。 科 教 兴 国

12、也 要 抓 好 基 本 建 设 。 编 辑 出 版 高 质 量 的 科 普 图 书 , 就 是 一 项 基 本 建 设 , 对 于 提 高 全 民 族的 科 学 素 质 , 是 很 有 意 义 的 。 在 院 士 科 普 书 系 出 版 之 际 , 写 了 上 面 这 些 话 , 是 为 序 。一 九 九 九 年 十 二 月 二 十 三 日人 民 交 给 的 课 题写 在 院 士 科 普 书 系 出 版 之 际世 界 正 在 发 生 深 刻 的 变 化 。 这 一 变 化 是 20 世 纪 以 来 科 学 技 术 革 命 不 断 深 入 的 必 然 结 果 。 从 马 克 思 主 义 的 观

13、点 看来 , 生 产 力 的 发 展 是 人 类 社 会 发 展 与 文 明 进 步 的 根 本 动 力 ; 而 “科 学 技 术 是 第 一 生 产 力 ”, 因 此 , 科 学 技 术 是 推 动 社 会 发 展 与 文 明 进 步 的 革 命 性 力 量 。 从 生 产 力 发 展 的 阶 段 看 , 人 类 走 过 了 农 业 经 济 时 代 、 工 业 经 济 时 代 , 正 在 进 入 知 识 经 济 时 代 。知 识 经 济 时 代 , 知 识 取 代 土 地 或 资 本 成 为 生 产 力 构 成 的 第 一 要 素 。 知 识 不 同 于 土 地 或 资 本 , 不 仅 仅

14、是 一 种 物 质 的 形 态 , 知 识 同 时 还 是 一 种 精 神 的 形 态 。 知 识 , 首 先 是 科 学 技 术知 识 , 将 不 仅 渗 透 到 生 产 过 程 、 流 通 过 程 等 经 济 领 域 , 同 时 还 将 渗 透 到 政 治 、 法 律 、 外 交 、 军 事 、 教 育 、 文 化 和 社 会 生 活 等 一 切 领 域 。 可 以 说 , 在 新 的 历 史 时 期 , 一 个 国 家 、 一 个 民 族 能 否 掌 握 当 代 最 先 进 的 科 技 知 识 以 及 这 些 科 技 知 识 在 国 民 中 普及 的 程 度 将 决 定 其 国 力 的

15、强 弱 与 社 会 文 明 程 度 的 高 低 。 科 技 创 新 与 科 普 工 作 是 关 系 到 一 个 国 家 、 一 个 民 族 兴 衰 的大 事 。对 于 我 们 科 技 工 作 者 来 说 , 我 们 的 工 作 应 当 包 含 两 个 方 面 : 发 展 科 技 与 普 及 科 技 ; 或 者 说 应 当 贯 穿 于 知 识 的 生 产 、 传 播 及 应 用 的 全 过 程 。 我 们 所 说 的 科 普 工 作 , 不 仅 是 普 及 科 学 知 识 , 更 应 包 括 普 及 科 学 精 神 和 科 学 方 法 。我 们 的 党 和 政 府 历 来 都 十 分 重 视 科

16、 普 工 作 。 党 的 十 五大 更 是 把 树 立 科 学 精 神 、 掌 握 科 学 方 法 、 普 及 科 技 知 识 作 为 实 施 科 教 兴 国 战 略 和 社 会 主 义 文 化 建 设 的 一 项 重 要 任 务 提到 了 全 党 、 全 国 人 民 和 全 体 科 学 工 作 者 的 面 前 。正 是 在 这 样 的 背 景 下 , 1998 年 春 由 科 学 时 报 社 ( 当 时 叫 “中 国 科 学 报 社 ”) 提 出 创 意 , 暨 南 大 学 出 版 社 和 清 华 大 学 出版 社 积 极 筹 划 , 会 同 中 国 科 学 院 学 部 联 合 办 公 室

17、和 中 国 工 程 院 学 部 工 作 部 , 共 同 发 起 院 士 科 普 书 系 这 一 重 大 科 普 工 程 。1998 年 6 月 , 中 国 科 学 院 与 中 国 工 程 院 “ 两 院” 院 士 大 会 改 选 各 学 部 领 导 班 子 , 院 士 科 普 书 系 编 委 会 正 式 成 立 , 各 学 部 主 任 均 为 编 委 会 委 员 。 编 委 会 办 公 室 在 广 泛 征 求 意 见的 基 础 上 拟 出 150 个 “ 提 议 书 目 ”, 在 “ 两 院 ”院 士 大 会 上 向1000 多 名 院 士 发 出 题 为 请 科 学 家 为 21 世 纪 写

18、 科 普 书 的 “约 稿 信” , 得 到 了 院 士 们 的 热 烈 响 应 。 在 此 后 的 半 年 多 时 间 里 , 有 176 名 院 士 同 编 委 会 办 公 室 和 出 版 社 签 订 了 175 本 书 的 写 作 出 版 协 议 , 开 始 了 院 士 科 普 书 系 艰 辛 的 创 作 过 程 。 院 士 科 普 书 系 的 定 位 是 结 合 当 代 学 科 前 沿 和 我 国 经 济 建 设 与 社 会 发 展 的 热 点 问 题 , 普 及 科 技 知 识 、 科 学 方 法 。 科 学 性 、 知 识 性 、 实 用 性 和 趣 味 性 是 编 写 的 总 要

19、 求 。编 写 科 普 书 对 我 国 大 多 数 院 士 来 说 是 一 个 新 课 题 。 他 们 惯 于 撰 写 学 术 论 文 。 如 何 把 专 业 的 知 识 和 方 法 写 成 生 动 、 有 趣 、 有 文 采 的 科 普 读 物 , 于 科 技 知 识 中 融 入 人 文 教 育 , 不 是 一 件 容 易 的 事 。 不 少 院 士 反 映 : 写 科 普 书 比 写 学 术 专 著 还 难 。 但 院 士 们 还 是 以 感 人 的 精 神 完 成 自 己 的 书 稿 。 在 此 过程 中 , 科 学 时 报 社 和 中 国 科 学 院 学 部 联 合 办 公 室 、 中

20、 国 工 程 院 学 部 工 作 部 以 及 清 华 大 学 出 版 社 、 暨 南 大 学 出 版 社 也 付 出 了 辛 勤 的 劳 动 。 院 士 科 普 书 系 首 辑 终 于 出 版 了 。 这 是 人 民 交 给 科 学 家 课 题 , 科 学 家 向 人 民 交 出 答 卷 。 江 泽 民 总 书 记 专 门 为 院 士 科 普 书 系 撰 写 了 序 言 , 指 出 科 普 是 科 教 兴 国 的 基 础 工 程 , 勉 励 科 学 家 、 教 育 家 “ 在 全 社 会 带 头 弘 扬 科 学 精 神 , 传 播 科 学 思 想 , 倡 导 科 学 方 法 , 普 及 科 学

21、 知 识” , 充 分 表 达 了 党 的 第 三 代 领 导 集 体 对 科 普 的 重 视 , 对 提 高 全 民 族 科 技 素 质 的 殷 殷 期 望 。 院 士 科 普 书 系 将 采 取 滚 动 出 版 的 模 式 。 一 方 面 随 着 院 士 们 的 创 作 进 程 , 成 熟 一 批 出 版 一 批 ; 另 一 方 面 随 着 科 学技 术 的 进 步 和 创 新 , 不 断 有 新 的 题 材 由 新 的 院 士 作 者 撰 写 。 因 此 , 院 士 科 普 书 系 将 是 一 个 长 期 的 、 系 统 的 科 普 工 程 。这 一 庞 大 的 工 程 , 不 但 需

22、要 院 士 们 积 极 投 入 , 还 需 要 各 界 人士 和 广 大 读 者 的 支 持 对 我 们 的 选 题 和 内 容 提 出 修 订 、 完 善 的 建 议 , 帮 助 我 们 不 断 提 高 院 士 科 普 书 系 的 水 平 与 质 量 , 使 之 成 为 国 民 科 技 素 质 教 育 的 系 统 而 经 典 的 读 本 。 在 科 学 家 群 体 撰 写 科 普 书 方 面 , 我 们 也 要 以 此 为 起 点 为 开 端 , 参 与 国 际 竞 争 与 合 作 , 勇 攀 世 界 科 普 创 作 的 高 峰 。中 国 科 学 院 院 长 院 士 科 普 书 系 编 委

23、会 主 任 路 甬 祥 2000 年 1 月 8 日 目 录1 能 源 世 界 纵 横 谈1 .1 关 于 能 源 的 几 个 概 念 11 .2 人 类 利 用 能 源 的 历 史 41 .3 能 源 社 会 经 济 发 展 的 动 力 71 .4 中 国 能 源 现 状 及 面 临 的 挑 战 101 .5 世 界 能 源 的 发 展 前 景 122 煤 、 油 、 气 , 一 次 能 源 三 大 支 柱2 .1 煤 炭 , 世 界 工 业 革 命 的 动 力 基 础 172 .2 石 油 , 现 代 工 业 的 “血 液” 282 .3 天 然 气 , 天 生 丽 质 的 能 源 新 星

24、 393 电 、 水 、 核 , 能 源 史 上 最 辉 煌 的 成 就3 .1 电 力 , 人 类 迄 今 最 理 想 的 能 源 493 .2 水 能 , 源 远 流 长 的 动 力 之 源 633 .3 核 能 , 造 福 人 类 的 非 凡 英 雄 744 绿 色 能 源 , 人 类 未 来 的 希 望4 .1 太 阳 能 , 永 恒 的 动 力 之 源 924 .2 风 能 , 古 老 动 力 再 现 青 春 1084 .3 生 物 质 能 , 人 类 社 会 进 化 的 里 程 碑 1184 .4 海 洋 能 , 蔚 蓝 色 世 界 的 诱 惑 1314 .5 地 热 能 , 揭

25、开 远 古 的 奥 秘 1424 .6 氢 能 , 未 来 能 源 家 庭 的 骄 子 1535 能 源 未 来 面 面 观5 .1 珍 惜 资 源 , 节 能 新 技 术 1665 .2 智 慧 结 晶 , 能 源 与 科 技 1685 .3 绿 色 世 纪 , 能 源 与 可 持 续 发 展 170后 记 1731 能 源 世 界 纵 横 谈 1 .1 关 于 能 源 的 几 个 概 念世 界 是 美 好 的 , 因 为 大 自 然 为 人 类 提 供 了 新 奇 、 舒 适 、 健 康 的 物 质 享 受 和 极 大 的 便 利 , 而 这 一 切 都 依 赖 于 能 源 。 能 源 是

26、 维 持 人 类 生 存 和 物 质 文 明 发 展 的 动 力 之 源 , 是 能 量 的 来 源 。能 源 可 简 称 为 含 有 能 量 的 资 源 。 能 量 是 物 体 做 功 的 能 力 。 能 源 是 指 提 供 某 种 形 式 能 量 的 物 质 或 物 质 的 运 动 。 大 英 百 科全 书 对 能 源 的 解 释 为 “: 能 源 是 一 个 包 括所 有 燃 料 、 流 水 、 阳 光 和 风 的 术 语 , 人 类 采 用 适 当 的 转 换 手 段 , 给 人 类 自 己 提 供 所 需12院 士 科 普 书 系能 源 是 人 类 取 得 能 量 的 来 源 , 可

27、 分 为 一 次 能 源 、 二 次 能 源 、 绿 色 能 源 等 。的 能 量 。 ”大 家 知 道 , 能 可 分 为 六 大 类 : 机 械 能 、 热 能 、 电 能 、 化 学 能 、 电 磁 能 、 原 子 能 。 机 械 能 是 与 位 置 相 关 的 势 能 和 与 运 动 相 关 的 动 能 ; 热 能 是 与 原 子 及 分 子 振 动 与 运 动 有 关 的 分 子 运 动 能 ; 电 能 是 和 电 子 的 流 动 与 积 累 有 关 的 一 种 能 ; 化 学 能 是一 种 存 在 于 物 质 中 各 组 分 间 连 接 键 内 的 能 量 , 随 着 化 学 反

28、应 而 产 生 ; 电 磁 能 是 和 电 磁 辐 射 相 关 联 的 能 ; 原 子 核 能 是 粒 子相 互 作 用 而 释 放 的 能 , 包 括 放 射 性 衰 变 、 裂 变 和 聚 变 。我 们 歌 颂 “万 物 生 长 靠 太 阳” , 这 是 因 为 地 球 上 的 绝 大 部 分 能 源 最 终 来 源 于 太 阳 热 核 反 应 释 放 的 巨 大 能 量 , 另 外 还 有 地 球 形 成 过 程 中 储 存 下 来 的 能 量 和 太 阳 系 运 行 的 能 量 。能 源 是 人 类 取 得 能 量 的 来 源 , 包 括 已 开 采 出 来 可 供 使 用 的 自 然

29、 资 源 和 经 过 加 工 或 转 换 的 能 量 的 来 源 , 尚 无 开 采 出 来 的 能 量 资 源 只 称 为 资 源 。能 源 按 其 形 态 特 性 或 转 换 和 利 用 的 层 次 可 分 为 以 下 12 类 : 固 体 燃 料 , 液 体 燃 料 , 气 体 燃 料 , 水 能 , 核 能 ( 通 常 指 核 裂变 能 ) , 电 能 , 太 阳 能 , 风 能 , 生 物 质 能 , 地 热 能 , 海 洋 能 , 核 聚 变 能 。能 源 还 可 分 为 : 一 次 能 源 , 二 次 能 源 ; 可 再 生 能 源 和 非 再 生 能 源 ; 新 能 源 和 常

30、 规 能 源 ; 商 品 能 源 和 非 商 品 能 源 ; 终 端 能 源 ; 农 村 能 源 ; 绿 色 能 源 。一 次 能 源 是 直 接 从 自 然 界 取 得 的 能 源 , 如 河 流 中 流 动 的 水 , 开 采 出 的 原 煤 、 原 油 、 天 然 气 、 天 然 铀 矿 等 。 二 次 能 源 是 一 次 能 源 经 过 加 工 、 转 换 得 到 的 能 源 , 如 电 力 、 蒸 汽 等 。 终 端 能 源 是 经 过 输 送 和 分 配 , 在 各 种 用 能 设 备 中 使 用 的 能 源 。 终3能 源 世 界 之 窗可 再 生 能 源 , 包 括 太 阳 能

31、 、 生 物 质 能 、 水 能 、 风 能 、 地 热 能 、 波 浪 能 、 洋 流 能 和 潮 汐 能 , 以 及 海 洋 表 面 与 深 层 之 间 的 热 循 环 等 等 , 是 可 供 人 们 取 之 不 尽 的 一 次 能 源 。端 能 源 所 提 供 的 服 务 , 不 仅 是 一 种 载 体 , 而 且 是 为 了 有 效 地利 用 其 他 资 源 , 诸 如 劳 力 、 资 本 , 尤 其 是 技 术 的 一 种 输 入 。可 再 生 能 源 , 包 括 太 阳 能 、 生 物 质 能 、 水 能 、 风 能 、 地 热 能 、 波 浪 能 、 洋 流 能 和 潮 汐 能

32、, 以 及 海 洋 表 面 与 深 层 之 间 的 热 循 环 等 等 , 是 可 供 人 们 取 之 不 尽 的 一 次 能 源 。 煤 炭 、 石 油 、 天 然 气 、 煤 成 气 等 化 石 能 源 , 是 不 能 再 生 的 , 叫 做 非 再 生 能 源 。 新 能 源 一 般 是 指 在 新 技 术 基 础 上 加 以 开 发 利 用 的 可 再生 能 源 , 除 前 面 已 提 到 的 外 , 还 有 氢 能 、 沼 气 、 酒 精 、 甲 醇 等 。 已 经 广 泛 利 用 的 煤 炭 、 石 油 、 天 然 气 、 水 能 、 核 电 等 能 源 , 称 为 常 规 能 源

33、 。商 品 能 源 是 指 经 流 通 环 节 大 量 消 费 的 能 源 , 主 要 有 煤 炭 、 石 油 、 天 然 气 、 电 力 等 。 非 商 品 能 源 是 指 不 经 流 通 环 节 而 自 产 自 用 的 能 源 , 如 农 户 自 产 自 用 的 薪 柴 、 秸 秆 , 牧 民 自 用 的 牲 畜 粪 便 等 。 非 商 品 能 源 在 发 展 中 国 家 的 能 源 供 应 中 一 般占 有 较 大 比 重 , 农 村 地 区 开 发 以 及 生 产 和 生 活 使 用 的 能 源 叫 做 农 村 能 源 。此 外 , 从 环 境 保 护 的 角 度 , 人 们 根 据

34、能 源 在 使 用 中 所 产生 的 污 染 程 度 , 分 为 清 洁 能 源 和 非 清 洁 能 源 。 有 时 人 们 把 清 洁 能 源 称 为 绿 色 能 源 。 “绿 色 能 源” 有 两 层 含 义 : 一 是 利 用 现 代 技 术 开 发 干 净 、 无 污 染 的 新 能 源 , 如 太 阳 能 、 风 能 、 潮 汐 能 等 ; 二 是 化 害 为 利 , 将 发 展 能 源 同 改 善 环 境 相 结 合 , 充 分 利 用 城 市 垃 圾 、 淤 泥 等 废 物 中 所 蕴 藏 的 能 源 。 与 此 同 时 , 大 量 普 及 自 动 化 控 制 技 术 和 设 备

35、 以 提 高 能 源 的 利 用 率 。能 源 还 可 分 为 含 能 体 能 源 和 过 程 性 能 源 。 各 种 草 木 燃料 、 矿 物 燃 料 、 核 燃 料 、 氢 、 地 下 热 水 及 蒸 汽 、 高 位 水 库 中 的 水4院 士 科 普 书 系有 时 人 们 把 清 洁 能 源 称 为 绿 色 能 源 。能 源 还 可 分 为 含 能 体 能 源 和 过 程 性 能 源 。等 都 是 含 能 体 能 源 , 即 储 存 起 来 的 能 源 。 风 能 、 流 水 的 动 能 、 潮 汐 能 、 太 阳 辐 射 能 、 电 能 等 都 是 过 程 性 能 源 , 它 们 不

36、能 直 接 储 存 , 存 在 于 “ 过 程” 之 中 。具 有 确 切 定 义 和 当 量 值 的 能 源 单 位 主 要 有 焦 ( J ) 、 千 瓦 时 ( k W h ) 、 卡 ( cal ) 和 英 热 单 位 ( Bt u ) , 它 们 之 间 相 互 换 算 关 系 如 下 表 :能 量 单 位 换 算 表GJ( 109 焦 耳 )k Wh(千 瓦 时 )kcal(千 卡 )Btu(英 热 单 位 )GJ 1 277.77 2. 389106 947 .8103kWh 3. 610 - 3 1 860 3412kcal 4. 18310 - 6 1. 1710 - 3 1

37、 3. 968Bt u 1. 05510 - 6 2. 9310 - 4 0. 252 11 .2 人 类 利 用 能 源 的 历 史人 类 自 出 现 之 日 起 , 就 要 靠 食 用 自 然 界 中 的 动 植 物 来 摄 取 维 持 自 己 生 命 的 能 源 。 后 来 , 发 现 了 火 , 学 会 用 火 在 人 类发 展 史 上 是 值 得 大 书 特 书 的 一 件 大 事 。是 谁 为 人 类 取 来 了 火 种 ? 在 古 代 中 国 的 传 说 中 , 燧 人 氏 是 “钻 木 取 火 ”的 发 明 者 。 他 教 人 熟 食 , 人 们 自 此 告 别 “茹 毛 饮

38、血” 。 在 古 希 腊 神 话 中 有 一 位 名 叫 普 罗 米 修 斯 的 神 灵 , 他 为 了 造 福 人 类 , 从 天 上 盗 取 火 种 带 到 人 间 , 从 此 给 人 们 带 来温 暖 和 光 明 , 而 他 却 受 到 众 神 之 王 宙 斯 的 严 厉 惩 罚 , 但 他 宁5能 源 世 界 之 窗人 类 使 用 火 的 历 史 可 以 追 溯 到 旧 石 器 时 代 。 据 史 前 考 古 学 的 发 掘 , 在 5 0 万 年 以 前 , 生 活 在 周 口 店 的 北 京 猿 人 便 开 始 使 用 火 了 。受 折 磨 坚 毅 不 屈 。 因 此“ , 盗 火

39、 者” 普 罗 米 修 斯 一 直 是 个 敢 于抗 拒 强 暴 、 不 惜 为 人 类 幸 福 牺 牲 一 切 的 英 雄 形 象 。其 实 , 为 人 类 取 来 火 种 的 既 不 是 燧 人 氏 , 也 不 是 普 罗 米修 斯 , 而 是 人 类 自 己 。 人 类 使 用 火 的 历 史 可 以 追 溯 到 旧 石 器 时 代 。 据 史 前 考 古 学 的 发 掘 , 在 50 万 年 以 前 , 生 活 在 周 口 店 的 北 京 猿 人 便 开 始 使 用 火 了 。 火 的 使 用 给 人 类 带 来 光 明 , 使 人 类 开 始 吃 熟 的 食 物 ( 如 图 1-1

40、) 。 还 可 以 驱 走 凶 猛 的 野 兽 , 保 护 人 类 , 也 可 用 来 制 造 工 具 。 火 是 人 类 改 变 地 球 面 貌 强 有 力 的 手 段 , 人 类 用 火 焚 烧 掉 树 丛 和 森 林 , 有 助 于 草 原 的 产 生 , 便 于 食 草 类 动 物 的 繁 殖 。 同 时 , 草 原 上 野 草 的 种 子 , 也 是 早期 人 类 的 一 种 食 物 来 源 。 许 多 技 术 的 产 生 和 发 展 都 是 受 火控 制 的 , 陶 器 的 烧 制 、 金 属 的 冶 炼 和 加 工 等 都 与 火 分 不 开 。人 类 自 从 懂 得 了 用 火

41、 , 就 以 树 木 作 为 燃 料 。 森 林 能 源 的 最 大 特 点 是 能 再 生 , 每 公 顷 森 林 每 年 能 生 产 12. 9t 干 物 质 , 被 固 定 的 太 阳 能 相 当 于 5 t 粗 制 石 油 的 能 量 。 森 林 实 际 上 是 个 不 断 “生 产” 能 量 的 “绿 色 宝 库 ”。 一 个 国 家 和 地 区 的 森 林 , 每 年 提 供 的 能 量 非 常 惊 人 。 据 估 计 , 地 球 上 各 种 绿 色 植 物 每 年 所 固 定 的 太 阳 能 可 以 达 到 30 102 0 J , 其 中 森 林 的 份 额 占了 绝 大 部

42、分 , 而 现 在 全 世 界 一 年 中 所 消 耗 的 能 量 总 共 只 为 31020 J 。 光 是 森 林 一 年 生 产 出 来 的 能 量 , 就 够 全 世 界 居 民 使用 10 年 。在 以 往 漫 长 的 人 类 历 史 上 , 人 类 只 限 于 对 风 力 、 水 力 、 畜 力 、 木 材 等 天 然 能 源 的 直 接 利 用 。 尤 其 是 木 材 , 在 世 界 一 次人 取 火 、 用 火6院 士 科 普 书 系据 估 计 , 地 球 上 各 种 绿 色 植 物 每 年 所 固 定 的 太 阳 能 可 以 达 到 3 0 10 20 J , 其 中 森 林

43、 的 份 额 占 了 绝 大 部 分 。能 源 消 费 结 构 中 长 期 占 居 首 位 。 蒸 汽 机 的 出 现 加 速 了 18 世 纪 开 始 的 产 业 革 命 , 促 进 了 煤 炭 的 大 规 模 开 采 。 到 19 世 纪 下 半 叶 , 出 现 了 第 一 次 能 源 转 换 。 1860 年 , 煤 炭 在 世 界 一 次 能 源 消 费 结 构 中 占 24 % , 1920 年 上 升 为 62 % 。 从 此 , 世 界 进 入 了 “煤 炭 时 代” 。19 世 纪 70 年 代 , 电 力 代 替 了 蒸 汽 机 , 电 器 工 业 迅 速 发 展 , 世 界

44、 能 源 消 费 结 构 中 煤 炭 的 比 重 逐 渐 下 降 。 1965 年 , 在 世 界 能 源 消 费 结 构 中 , 石 油 首 次 取 代 煤 炭 占 居 首 位 , 世 界 进入 了 “石 油 时 代” 。 1979 年 , 世 界 能 源 消 费 结 构 的 比 重 是 : 石 油 占 54 % , 天 然 气 和 煤 炭 各 占 18 % , 油 、 气 之 和 高 达 72 % 。石 油 取 代 煤 炭 完 成 了 能 源 的 第 二 次 转 换 。 但 是 地 球 上 石 油的 储 量 有 限 , 石 油 的 大 量 消 费 , 使 能 源 供 应 严 重 短 缺 ,

45、 世 界 能 源 向 石 油 以 外 的 能 源 物 质 转 换 已 势 在 必 行 。世 界 能 源 正 面 临 一 个 新 的 转 折 点 。 能 源 消 费 结 构 , 已 开 始 从 石 油 为 主 要 能 源 逐 步 向 多 元 能 源 结 构 过 渡 。 新 能 源 包括 地 热 、 低 品 位 放 射 性 矿 物 、 地 磁 等 地 下 能 源 ; 还 包 括 潮 汐 、 海 浪 、 海 流 、 海 水 温 差 、 海 水 盐 差 、 海 水 重 氢 等 海 洋 能 和 风 能 、 生 物 能 等 地 面 能 源 , 以 及 太 阳 能 、 宇 宙 射 线 等 太 空 能 源 。

46、 其 中 核 能 是 最 有 希 望 取 代 石 油 的 重 要 能 源 。综 上 所 述 , 人 类 利 用 能 源 的 历 史 , 也 就 是 人 类 认 识 和 征服 自 然 的 历 史 。 人 类 利 用 能 源 的 历 史 可 分 为 五 大 阶 段 :(1 ) 火 的 发 现 和 利 用 ;(2 ) 畜 力 、 风 力 、 水 力 等 自 然 动 力 的 利 用 ; (3 ) 化 石 燃 料 的 开 发 和 热 的 利 用 ;(4 ) 电 的 发 现 及 开 发 利 用 ;7能 源 世 界 之 窗人 利 用 能 源 的 历 史 可 分 为 五 大 阶 段 : ( 1 ) 火 的 发

47、 现 和 利 用 ; ( 2 ) 畜 力 、 风 力 、 水 力 等 自 然 动 力 的 利 用 ; ( 3 ) 化 石 燃 料 的 开 发 和 热 的 利 用 ; ( 4 ) 电 的 发 现 及 开 发 利 用 ; ( 5 ) 原 子 核 能 的 发 现 及 开 发 利 用 。(5 ) 原 子 核 能 的 发 现 及 开 发 利 用 。 人 类 在 能 源 的 利 用 史 上 主 要 有 过 三 次 大 的 转 换 : 第 一 次是 煤 炭 取 代 木 材 等 成 为 主 要 能 源 ; 第 二 次 是 石 油 取 代 煤 炭 而 居 主 导 地 位 ; 第 三 次 是 目 前 正 在 出

48、现 的 向 多 能 源 结 构 的 过 渡 , 这 一 转 换 现 在 还 没 有 完 成 。1 .3 能 源 社 会 经 济 发 展 的 动 力人 们 把 能 源 、 材 料 和 信 息 看 作 是 近 代 社 会 发 展 的 三 大 支 柱 。 其 中 能 源 可 以 说 是 最 基 本 的 物 质 基 础 。 能 源 历 来 是 人类 文 明 的 先 决 条 件 , 人 类 社 会 的 一 切 活 动 都 离 不 开 能 源 , 从 衣 食 住 行 , 到 文 化 娱 乐 , 都 要 直 接 或 间 接 地 消 耗 一 定 数 量 的能 源 。 当 前 , 在 世 界 新 的 技 术 革

49、 命 的 热 潮 中 , 虽 然 信 息 产 业正 以 惊 人 的 速 度 迅 猛 发 展 , 但 能 源 对 世 界 经 济 的 影 响 仍 稳 居 第 一 位 。能 源 的 重 要 性 对 于 经 济 尚 不 发 达 的 国 家 来 说 尤 其 突 出 ,这 些 国 家 纷 纷 把 能 源 确 定 为 经 济 发 展 的 战 略 重 点 。 能 源 与 经 济 发 展 相 互 促 进 而 又 相 互 制 约 , 能 源 发 展 包 括能 源 总 量 的 增 长 , 能 源 品 种 的 增 加 , 能 源 质 量 的 提 高 和 新 能源 的 开 发 。 能 源 开 发 不 仅 为 经 济 发 展 提 供 了 充 足 的 燃 料 和动 力 , 而 且 对 于 推 动 技 术 进 步 、 促 进 新 产 业 的 形 成 和 发 展 、 提 高 劳 动 生