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题组六 第11-12题:清洁能源基地
〖真题回顾〗
(2023年1月浙江高考真题)建设大型清洁能源基地是我国“十四五”规划的重要目标之一,下图为部分清洁能源基地分布示意图。完成下面小题。
11. 图中三大能源基地共同的主要清洁能源是( )
A. 核能水能 B. 风能火电 C. 水能地热 D. 风能太阳能
12. 我国建设大型清洁能源基地可以( )
A. 促进低碳能源发展 B. 改变能源资源分布 C. 控制能源消费总量 D. 缩短能源输送距离
〖基础知识〗
一、清洁能源:即绿色能源,是指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源,它包括核能和“可再生能源”。
二、清洁能源的类型与特点
1、太阳能:太阳能清洁能源是将太阳的光能转换成为其他形式的热能、电能、化学能,能源转换过程中不产生其他有害的气体或固体废料,是一种环保、安全、无污染的新型能源。
(1)光与热的转换。如太阳能热水器、太阳能灶、太阳能热发电系统等。
(2)光与电的转换,如太阳能电池板、太阳能车、船等。
2、风能:风能的利用主要是以风能作动力和风力发电两种形式,其中又以风力发电为主。以风能作动力,就是利用风来直接带动各种机械装置,如带动水泵提水等这种风力发动机的优点是:投资少、工效高、经济耐用。
3、氢能:
(1)所有气体中,氢气的导热性最好,比大多数气体的导热系数高出10倍,因此在能源工业中氢是极好的传热载体。
(2)氢是自然界存在最普遍的元素,据估计它构成了宇宙质量的75%,除空气中含有氢气外,它主要以化合物的形态贮存于水中,而水是地球上最广泛的物质。据推算,如把海水中的氢全部提取出来,它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍。
(3)除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的,为142,351kJ/kg,是汽油发热值的3倍。
(4)氢燃烧性能好,点燃快,与空气混合时有广泛的可燃范围,而且燃点高,燃烧速度快。
(5)氢本身无毒,与其他燃料相比氢燃烧时最清洁,除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质,少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境,而且燃烧生成的水还可继续制氢,反复循环使用。
4、生物能:生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式,一种以生物质为载体的能量,它直接或间接地来源于植物的光合作用,在各种可再生能源中,生物质是独特的,它是贮存的太阳能,更是一种唯一可再生的碳源,可转化成常规的固态、液态和气态燃料。
生物能具备下列优点:
(1)、提供低硫燃料。
(2)、提供廉价能源(于某些条件下)。
(3)、将有机物转化成燃料可减少环境公害(例如,垃圾燃料)。
(4)、与其他非传统性能源相比较,技术上的难题较少。
至于其缺点有:
(1)、植物仅能将极少量的太阳能转化成有机物,
(2)、单位土地面的有机物能量偏低,
(3)、缺乏适合栽种植物的土地,
(4)、有机物的水分偏多(50%~95%)
5、地热能:地热能是由地壳抽取的天然热能,这种能量来自地球内部的熔岩,并以热力形式存在,是引致火山爆发及地震的能量。地球内部的温度高达摄氏7000度,而在80至100公英里的深度处,温度会降至摄氏650度至1200度。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1至5公里的地壳,热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热,这些加热了的水最终会渗出地面。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法,就是直接取用这些热源,并抽取其能量。地热能是可再生资源。
6、核能(或称原子能)是通过转化其质量从原子核释放的能量,符合阿尔伯特·爱因斯坦的方程E=mc²,其中E=能量,m=质量,c=光速常量。核能通过三种核反应之一释放:(1)核裂变,打开原子核的结合力。(2)核聚变,原子的粒子熔合在一起。(3)核衰变,自然的慢得多的裂变形式。
优点:
(1)核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中,因此核能发电不会造成空气污染。
(2)核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。
(3)核能发电所使用的铀燃料,除了发电外,没有其他的用途。
(4)核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍,故核能电厂所使用的燃料体积小,运输与储存都很方便,一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料,一航次的飞机就可以完成运送。
(5)核能发电的成本中,燃料费用所占的比例较低,核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响,故发电成本较其他发电方法为稳定。
缺点:
(1)核能电厂会产生高低阶放射性废料,或者是使用过之核燃料,虽然所占体积不大,但因具有放射
线,故必须慎重处理,且需面对相当大的政治困扰。
(2)核能发电厂热效率较低,因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境裏