一、能源

金属的冶炼、机器的运转、汽车火车等交通工具的行驶，都需要能量．日

常生活中烧饭、取暖、照明等，也需要能量，凡是能提供能量的物质资源， 都可以叫做能源．煤、石油、天然气在燃烧时可以提供能量，它们是能源．水流和风可以提供能量，它们也是能源．

我们从前面的学习中已经看到，各种能源的广泛利用，给人类的物质文明和精神文明带来了巨大进步．而伴随着这种进步，能源的消耗量越来越大．特别是近三四十年来，能耗增长趋势十分明显（图 14—1）．如果把全世界的能源消耗量折合成燃烧值为 2.93×107 焦／千克的标准煤来计

算，1950 年为 26 亿吨，1987 年为 110 多亿吨，估计到 2000 年要超过 200 亿吨．

■图 14—1 世界能源消耗增长和发展趋势

我国能源消耗量也在逐年增长．1953 年为 0.54 亿吨标准煤，1992 年为 10.89 亿吨标准煤，预计到 2000 年将达到 14～17 亿吨标准煤．

能源消耗量这样迅速增长，会不会出现“能源危机”？人类能够解决能源消耗迅速增长这个问题吗？

煤、石油和天然气是由古代的动植物在长期地质变迁中形成的，有时统称为化石燃料．化石燃料是当今人类利用的主要能源．我国目前利用的能源中 90％以上是煤和石油．煤和石油的开采（见彩图 10、11）在我国国民经济中占有举足轻重的地位．我国化石燃料的储量尽管丰富．但终究有限，而且开发利用后不能再生，长期大规模开采，终有开采完毕之日．水能是可以再生的，但可供开发的水能资源有限，全世界每年可以开发的水能只占现在能源总需求量的百分之十几．一旦化石燃料用完，只靠水能显然不能满足需要．同学们可能说我们可以用电能．要知道电能是由自然界提供的能源转化而来的，是二次能源．化石燃料、水能、风能等由自然界提供的能源，是一次能源．作为一次能源的化石燃料如果用完，又怎样取得更多的二次能源的电能呢？

■图 14—2 太阳能的转化．太阳把地面和空气晒热，太阳能转化为内能．晒热的空气上升，空气流动形成风，又转化为风能．太阳把水面和地面晒热，并使一部分水蒸发，蒸发的水汽升到空中形成云，以雨雪的形式落下来，流入江河，太阳能转化为水能．植物吸收太阳能，发生光合作用， 太阳能转化为植物的化学能．植物作为食物被动物吃掉，又转化成动物的化学能．古代的动植物在地质变迁中变为煤、石油、天然气，转化为这些燃料的化学能．

实际上，自然界提供的能源我们还没有充分利用．化石燃料、水能、风能都是来源于太阳的辐射能即太阳能（图 14—2）．化石燃料可以用完， 但太阳能可以说是取之不尽的．自然界存在的潮汐能、地热能（图 14—3） 也还没有充分利用．随着人类日益深入地认识自然，本世纪还发现了核能．煤、石油、天然气以及水能等能源，人类已经利用多年，叫做常规能源．核能、太阳能、潮汐能、地热能等能源，新近才开始利用，叫做新能源．开发和利用新能源，特别是核能和太阳能，是解决能源问题的主要出

路．

■图 14—3 地热发电，它同火力发电的原理是一样的，所不同的是， 它不需要消耗煤，而用地球内部的热蒸汽作能源．