能源的分类及优劣分析 - 海底地热能资源

+ ?# ?4 @' Q& v. e9 ` }

一、能源的分类方式

! O" q8 j1 m4 Q& \+ x9 i1 T: M

（1）按性质分

+ I& _" _: ^* i1 r u" \& m

可再生能源∶水能、风能、生物能、潮汐能、太阳能等；

( v2 P" H1 f) i# v5 |9 t M

不可再生能源∶煤炭、石油、天然气等矿物能源；

4 o* q6 c6 Y+ j* ?0 D5 H

（2）按形成和来源分

% C3 m7 u8 W: e' `; e

来自太阳辐射---生物能、煤、石油、天然气、水能、风能等；

9 c$ v" C% @7 e. Y

来自地球内部----地热能、核能；

来自天体引力---潮汐能；

, H$ C; n$ U: u2 \

（3）按转换加工分

一次能源----从自然界直接获取∶煤、石油、天然气、太阳能、生物能、地热能；

( c( }, V$ r+ w+ q6 V

二次能源---通过加工转换∶电能、汽油、柴油、沼气能、焦碳、蒸汽；

% J( {4 a$ m& [' T- T8 v

（4）按利用状况

常规能源----已被利用，目前仍大规模利用∶水能、生物能、煤、石油；

新能源----最近才被利用且未能大规模利用∶太阳能、风能、地热能、核能、沼气；

6 l6 G. r& X* E# m4 V( n

二、各种能源的优劣情况分析

（1）太阳能——太阳能即地球接收自太阳之辐射能，其直接或间接地提供地球上绝大部份的能量来源。

0 I: X6 S; @0 i4 Q1 I( d

优势∶

A.全面性∶在地球的所有地方都能得到阳光的照射，而且实用性高、用途多；

B·现代的太阳能系统，在每天日照时间相当短的国家.也能有效地提供大量电能；

C太阳能科技应用广泛。例如太阳能的计算机、手表，在市面上很普遍。另外，利用太阳能来驱动的热水器和太阳能屋顶，在国内外亦屡见不鲜；

2 d% w/ x; G+ S4 x' p' C

D·太阳能交通工具，不论是国内或国外都投入大量研发中；

缺点∶

A.稀薄性：需要广阔面积才能收集到足够人类使用的能量；

' Q" w# w/ b' m+ t

B.间歇性：无法连续不断地供应例如阳光仅出现在白天，而且时常受到云层遮蔽；

, j; |! q% ?1 l

太阳能开发：世界各国在先前能源危机中，就已发现到发展替代能源的重要性; 太阳能的发展也是重点之一， 虽然现在已经有很多应用产品出现在人类生活中， 但要真正高效率的使用太阳能，确实还有一段路要走。

（2）海洋能——海洋具有产生庞大的能源效力，潮汐的变化、温差的不同、海浪与洋流都是能用以产生能量的自然现象。

7 w$ o0 b" d' j* Q2 T

海洋能包括：

A温度差能;利用海水上层表面与深水处所产生的温差为动力;

! Z+ y5 m' {- n/ P' C

B波浪能∶为利用波浪起伏的位能及运动的动能为动力;

; A- K% P) E: S" j9 |/ B7 _

C潮汐与潮流能∶是利用潮水的升落位能转换为动力;

D海流能 ∶利用旋转的车叶和发电机组成的海底水车装置，便可利用海流产生有用的能源；

7 v, z6 V' k C& s6 g

E：盐度差能;F：岸外风能;G：海洋生物能;I：海洋地热能。

优势∶ 海洋能属绿色资源的一种，没有消耗的问题，且可以重复使用。

5 ]2 ?" I5 f5 U) N, ]' f. i9 D" r

缺点∶

p, S5 k J) q! {& d

A.所需要占地颇大；

B·所需要资金庞大；

C.成本较高、能源转换效率相对偏低；

1 P, @- _$ V7 g

D.环境伤害；

海洋能开发——蕴藏于海水中的海洋能是十分巨大的， 其理论储量是目前全世界各国每年耗能量的几百倍甚至几千倍。

（3）地热能——主要为地球内部放射性元素衰变所释放出的能量，为原本储存于地核熔岩中的大量热能。

* _7 S) f* G$ D7 M

7 c; Z2 l. S$ `& Z9 S! Q

地热能应用∶

+ ?4 I0 z$ h: E8 E' U

A.医疗和娱乐应用∶温泉浴和泉疗；

B.农业应用∶温室加热、渔场、畜牧业、农作物烘干；

. ?3 O8 o2 W4 K- n

C. 家庭或工业应用∶热水或供暖；

地热的发电应用：将热水或蒸汽从地热源提取出来，运用于推动涡轮发电。目前已有不少地热能发电的转换技术，包括干蒸气技术、双循环技术、干热岩技术。

# Y8 f- h2 k) ~7 q. B) ]

优势∶

4 E2 W( p- |* b! z

A、不会制造污染或温室气体；

B.不会制造噪音，可靠性高；

% L5 W) c3 q8 f/ r2 T

C地热能电站的全年利用率可达65-75%，相比起化石燃料电站最多只有90%；

. e* l# k4 B- l+ G( a( v

缺点∶

A.开凿地底越深，成本便越高。

- e! Y( N, b" O

B.地热井会释出硫化氢和二氧化硫等有毒的气体。

C.自地热井喷出的水可能含有毒的物质，故须妥善处置地热能发电站排出的废水。

! ~6 f3 [, y! }& G0 E1 w! M

（4）风能 ——风能是现有能源中最便宜的可更新的能源。

优势∶

% j# a# S$ V( |

A.风取之不尽，用之不竭；

B.风力发电不需要燃料，没有废弃物问题；

C.风能不会产生辐射或二氧化碳公害；

5 x9 K5 P* g0 S' N% N, T

缺点∶

+ A7 ~4 M: p8 O

A.风车叶片无法承受太大压力；

B.风能发电质量较不稳定；

6 U* m/ G0 B* a. {; |: U

C.风能产生的电力有限；

- m! [1 j2 Y5 g

风能的发展——虽然风能产生的电量经济实惠，但风力所产生的电力不大，无法满足人类需求，加上风能的利用有许多环境条件上的限制（地形与地区），因此风能在未来能源发电上，只能扮演辅助及缓和传统石化燃料需要的角色。

1 ]# Z& _8 f4 w8 _; `1 M- b

（5）水能 ——水力发电是被人类大量开发利用的再生能源。

1 C$ b; `1 Y# ]2 L& [

/ N9 T7 A. _$ w9 D7 y: N

优势∶

A.水力发电技术简单且完备；

B.水力开发对环境之冲击较小，提供廉价电力；

' \$ A: }' ~. E B3 z

C.管制洪水泛滥、提供灌溉用水、利于河流航运、提供尖峰时段电力调度；

; P2 U, Z( _6 w! y1 N

缺点∶

A.有地形限制；

# Q1 U) Y) `2 Q8 k* Y- W

B.少雨干旱的地区不利开发；

: |# ]. ]) ^, E0 v- _4 x$ S# E

C.水库开发影响原河域下游生态环境；

; B8 O, E( \* q* K

（6）生物质——指所有的有机物，如水生植物、农作物的残渣、动物牲畜的排泄物等，经由各式自然或人为化学处理合成为液体、气体或固体燃料，这种能量即为生物质能。

优势∶

6 F! j3 M( t) T8 g. P5 q3 B, I2 x( ~

A. 可提供低硫燃料，降低空气污染；

B. 使用废物、家畜粪便生产能量，可减轻废物处理，减少环境公害；

C利用设于农村附近的残渣来制造燃料，除能减少能源原料的运输费用，且残渣 又可充当农田肥料；

D.将工业废料与城市垃圾转换成热能或电力，可维护环境品质，同时可减少堆置 掩埋所需之土地；

. u* i3 i8 F5 P7 x

E. 与其它新能源相较，技术难题较少；

缺点∶

1 G8 S& n2 z3 }3 @, \

A.植物仅能将极少量之太阳能转化成生质能来利用;

9 Y6 {8 b: ]) p* D& b

B. 生质能原料之含水量偏高（50%一95%），故转换效率偏低；

C. 单位土地面积之生质能密度偏低；

3 C0 |- |4 b# C

D.缺乏适合栽种植物之土地；

（7）石油——石油是动、植物残骸经长年高压高温才转化而成的。

3 a. t5 I5 a y9 r' i" n( A& S

优点∶

! u- f- I; D9 T) y7 Y9 S) L6 ~

A.价格便宜;

B.容易运输且其净有用能源产率很高;

, D! n2 d8 L7 B, _! S1 `3 g

C.是一种辅助燃料，可燃烧推动汽车、加热建筑物和水，并提供高温度与热量作 为工业制造和发电之用；

缺点∶

A.燃烧时释放出的二氧化碳、硫氧化物和氮氧化物对全球气候影响甚深;

" A# x, Y9 v0 A2 M/ ^2 R$ |( ]5 A5 u

B.石油和毒性污泥的渗漏会引起水污染，而且以盐水倾注油井也会污染地下水;

# H6 f# A, V! i4 F1 ?5 l' S

C.以现有石油消耗速度来看，50年之内石油的供应就会耗尽；

（8）核能——核能是经由质量的转化而从原子核释放出来的能量，主要通过核分裂与核融合反应释放能量。

; f: \* Z4 B- R1 f2 D7 y7 h

. {" y6 H" C0 X4 i0 w

核分裂——核分裂是指由重的原子（主要是铀或铈）分裂成较轻的原子因而产生能量 的一种核反应形式。原子弹以及核能发电厂的能量来源都是核分裂。

" B+ x/ j- d5 n% P6 S

核融合——核融合是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。太阳本身的发光发热便是来自核融合反应。

核能的发展——由于现阶段人类只能控制核分裂，所以核能暂时未能得到大规模的利用。但若能顺利发展控制核融合之技术，除可免除大量危险放射线之外，其原料还可直接取自海水中的氘，来源几乎取之不尽，可说是很理想的能源之一。

* w+ U7 d) m( s7 b

（9）煤炭 ——由有机物（生长在沼泽或河流三角洲之植物残骸）分解而成的能源种类。是近代工业最重要燃料之一，主要成分有碳、氢、氧及少量的氮、硫或其它元素。

优势∶

7 ?0 E- U6 K. ` u$ Y. J2 X3 @& e

A.用途广泛;

; g0 p9 A4 G* D8 q2 m; `, c

B.具高热值的特性，是非常优良的燃料;

C.储量最大，分布广泛；

缺点∶

) J- s; @' K. V0 K& h

A.为固态，不利运输;

$ P+ {( K6 @, }7 H3 Y( T0 p

B.煤矿挖掘地常有意外发生;

C.煤矿开采造成周边生态破坏;

- i% x) H' A% X, o# D. @

D.燃烧煤炭会易造成空气污染；

（10）天然气——是一种伴随石油、煤产生的气体。

# G q" [9 |- u( l; r l- W

优势∶

5 ^1 U6 A, L1 h% j

A.是干净的物质，多含碳、氢、甲烷等成分，成分较纯净，是一种优良的燃料;

B.天然气为气态，燃烧较为完全，可有效减低一氧化碳产量。

$ A* |5 ]* z9 }5 f% Y8 U

缺点∶

A.天然气是一种易燃性物质，若遭受外力撞击破坏容易产生爆炸现象;

B.若以人工建筑设施存放天然气，在遭到外力破坏如地震、火灾等，极易产生 危险。

（11）电能——公元 1752 年，科学家富兰克林冒险实验，证实了「雷就是自然界所生的电」。

* H- q% g9 d* J

电能的产生：A.摩擦生电；B.化学生电； C.热生电；D.光生电；E.压力生电；F.磁生电；

& I1 W8 Z% U" p2 M

优势：

# F9 ]1 B( H% x6 `, ?

A.输送方面，安全、经济；

7 u! f7 k- F7 n- A

B.生产、使用方便。

) g8 J% }7 H5 ^* a% a

C.应用广泛，极大的促进了生产的发展，科学技术的进步；

# \! r8 a6 U3 B0 o. \

D.空前的改善了人类的生存环境；

缺点：

A.容易发生触电事故，电线老化会发生火灾；

, d- r) X' [$ R/ e; y4 Q* y

B.电压过大可能会引起断路；

（12）汽油——自原油炼制来的，由于从地底下开采出来的原油都是带有杂质与恶臭的，除了燃烧之外不具有实用价值。原油经过炼制的过程，会产生不同的成品，例如∶燃料气、汽油、煤油、柴油、重油等油料。从用途来区分汽油，又可分为车用汽油、航空汽油两种。

4 F9 X* u: Q: i/ Q% d$ r

. P0 y; V% n$ {5 n1 w3 M4 u

原油炼制的目的∶

6 a+ G9 n% o0 z9 J5 K# m

A.分离∶将混合在原油中的多种石油产品，一一析分出来；

; ]0 k8 H4 M2 H

B.去除杂质∶将原本存在原油中的杂质去除，有利于原油的利用；

C.改善性能∶将石油产品改进，使其能被更广泛运用。原油炼制的方法∶蒸馏法、原油脱盐法、溶剂萃取法、裂炼法、重组、异构化、烷化、加氢脱硫；

% S2 D' J! M+ L9 j0 [! y

（13）汽化燃料——一般而言，瓦斯是对气体燃料的统称，分为液化石油与天然气两种。

优缺点∶ 液化石油与天然气两种，两者都是极为方便与干净的能源，完全燃烧时产生二氧化碳，不完全燃烧时则会产生有毒的一氧化碳，造成人体中毒的现象。

特性为无色、无味、无毒、易燃、易爆，瓦斯公司也依照政府的规定，必须加入定量的臭剂，以警惕与保护消费者的安全。由于天然气比空气轻，因此漏气时容易往上飘，若空气中的天然气含量超过5%（液化石油气为1.8%），那么遇到火源就极有可能造成爆炸或燃烧。

) o$ \ ~7 r: Z1 O

（14）氢——氢气燃料电池之电力效率，比内燃机高出一倍，其排放的废气却只有水，没有污染问题。故全球二氧化碳产生的温室效应将从此避免。

（15）微生物电池 ——透过微生物有效率地转换有机废料、可再生微生物产生电力及无害的副产物质，意味着以低成本工序，利用工业、家居和农业废物产生电力。

, H) ]% R# X; i5 k

（16）可燃冰——学名"天然气水合物"，因主要成分是甲烷，因此也常称为 “甲烷水合物”，1立方米可释放出相当于天然气164 倍的能量。