浙江大学化学与人类文明论文——化学与能源.doc

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1、浙江大学社科1208班张学智2012年10月化学与人类文明——化学与能源摘要：自从人类诞生以来，就有了对化学的探索，这是因为有了人类，就有了对化学的需求。化学与我们的生活息息相关，特别是在人类能源开发及其利用方面表现得尤为重要。本文主要从人类能源历程、近年来世界能源结构及现状、当今和未来的化学能源发展趋势等几个方面进行论述，最后提出一些倡议。关键词：能源现状绿色可持续新能源人类文明能源离不开化学，人类对能源利用的历史，也就是人类了解和使用化学的历史。随着社会生产力和科学技术的发展，人类利用能源的历史大体经历了五个阶段：1、火的发现和利用（薪火时代）；2、风力、水力

2、和畜力等自然动力的利用；3、化石燃料的开发和利用（蒸汽时代）；4、电力的发现及开发利用（电气时代）；5、原子能、氢能、生物质能等新能源的发现及开发利用（新能源时代）。在能源历程上，就其划时代性革命转折而言，主要有三大转变：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现的多能源结构。而这些转变，无论是火的发现和利用，或煤、石油和天然气的利用，还是新能源的开发，都离不开化学这一门自然学科的参与。如煤的高效、洁净燃烧技术及煤的焦化气化来合成生产烃类及含氧化合物；原油需经过分馏、裂化、重整、精制得到石油及附属产品；天然气转化及

3、C1化学均是对化学重要性的肯定！在世界能源结构上，联合国1994年《能源统计年鉴》的数据表明，世界能源储量的情况是：煤的可开采总量为10633.68亿吨，原油和天然气储量为1407.66亿吨，天然气可开采量为214.203万亿吨，水电理论装机容量为33989264万亿焦耳。据2010年《中国统计年鉴》数据表明，化石燃料占一次能源的86%，仍是目前能源消费的主体，但石油所占比重连续11年下降。2010年，在世界一次能源消费结构中，石油占33.6%，天然气占23.8%，煤炭占29.6%，核能占5.2%，水电占6.5%，可再生能源占1.3%。石油仍是最主要的能源，所占比

4、重近几年连续下降，但天然气的比重显著提高。能源消费结构与各国的资源状况密切相关。2010年世界煤炭探明储量及分布美国俄罗斯中国澳大利亚印度储量/亿吨237315701145第四第五占有率/%27.618.213.3世界总量8609亿吨2010年世界石油探明储量及分布中东亚太非洲欧洲和欧亚大陆中南美北美占有率/%5531010175世界总量13832亿桶——《中国统计年鉴》（2010），有删减虽然看似能源总量很大，但从近几年的发展趋势看，如果消费量按平均每年3%的速度递增，那么可以预计再过100多年它们就将全部消耗殆尽！我们面临的不仅仅是资源的耗竭，还有能源利用带来

5、的一系列问题，诸如环境污染、在能源利用中利用率低的问题等。这些是化学与能源带给我们便捷的同时，而被我们忽视了的浙江大学社科1208班张学智2012年10月后果。这就迫切要求人们开发和使用氢能、核能、风能和太阳能等新能源。这些能源的利用与开发，不但可以解决化石能源面临耗尽的危机，还可以减少对环境的污染。不过还好，令人欣慰的是，人类正在着手研究。人们正在大力开发绿色、可持续的化学新能源，发展低碳经济，并努力提高能源的利用率。下面简单列举几种有前景的化学能源开发案例：1、科学家研究利用尿液和废水发电——绿色能源的一种方向排尿是人体正常新陈代谢所需，无可避免。尽管这些尿液

6、在多数人眼中只是无法利用的废弃物，但在荷兰研究人员看来，尿液不仅是浇农作物的肥料，还可以是供给燃料电池的原料，人们每次排尿之后能得到大约300mL的尿液，这可以使一个灯泡持续2个小时发光。荷兰代尔夫特理工大学的赫里什克希·帕特尔教授日前向记者介绍说，利用尿液发电的原理其实很简单，就是通过搜集尿液中的氨作为生物燃料来提供能源，“利用我们现在研发的设备，能够从尿液或者废水中得到氨，然后设法实现高效的电化学反应来获得能源。”在能源危机日益严重的今天，用尿液发电，确实是一件振奋人心的大事。2、氢能源的应用——环境与能源双丰收氢能源是当今世界最有潜力的新能源之一，它无污染，

7、热值高，可循环制备。目前，氢能源的应用已经逐步开始了。氢是一种优质的能源载体，氢能燃料电池能够保证陆用、水用、航天及铁路交通工具足够的行驶里程外，且比传统汽油、柴油内燃机车更环保。此外，氢能源在智能电网中也可起到重要作用。澳大利亚墨尔本皇家墨尔本理工大学的两位学者对氢能在未来21世纪世界可持续发展能源经济中的位置问题提出：大都市地区应该以电网为依托，根据当地可再生能源和原料及地理位置的实际状况，建造多层次、多样化、且相互支持的制氢、储氢和输氢中心，减轻氢输送管道的工作压力。随着可再生能源制氢利用量的不断增加，各国可通过大量储存氢能保证国家和世界能源安全。到那时，人

8、类就不必要