能源與社會發(fā)展

1、<p><b>　　能源與社會發(fā)展</b></p><p>　　自從有了人類，化學便與人類結下了不解之緣。鉆木取火，用火燒煮食物，燒制陶器，冶煉青銅器和鐵器，都是化學技術的應用。正是這些應用，極大地促進了當時社會生產力的發(fā)展，成為人類進步的標志。今天，化學作為一門基礎學科，在科學技術和社會生活的方方面面正起著越來越大的作用。人類社會的發(fā)展始終離不開化學，可以說每一次社會進程的實現都

2、是建立在化學的進步之上的。早在舊石器時代，原始人就已認識并學會了利用火——這是人類最早利用的一種自然力，也是人類廣泛進行化學反應的第一個發(fā)現，它標志著化學史的發(fā)端，構成了化學發(fā)展的基礎。此后實用化學的發(fā)展，包括燒制陶瓷、冶煉金屬、利用能源等無不建筑在火的使用基礎上。由此可知，化學作為一門學問是和人類歷史一樣悠久的，并從此始終伴隨和影響著人類社會歷史的發(fā)展。</p><p>　　從古至今，伴隨著人類社會的進步，化學

3、歷史的發(fā)展經歷了三個時期：遠古的工藝化學時期，這時人類的制陶、冶金、釀酒、染色等工藝，主要是在實踐經驗的直接啟發(fā)下經過多少萬年摸索而來的，化學知識還沒有形成。這是化學的萌芽時期； 煉丹術和醫(yī)藥化學時期，從公元前1500年到公元1650年，煉丹術士和煉金術士們，在皇宮、在教堂、在自己的家里、在深山老林的煙熏火燎中，為求得長生不老的仙丹，為求得榮華富貴的黃金，開始了最早的化學實驗。記載、總結煉丹術的書籍，在中國、阿拉伯、埃及、希臘都有不少。

4、這一時期積累了許多物質間的化學變化，為化學的進一步發(fā)展準備了豐富的素材。這是化學史上令我們驚嘆的雄渾的一幕。后來，煉丹術、煉金術幾經盛衰，使人們更多地看到了它荒唐的一面?；瘜W方法轉而在醫(yī)藥和冶金方面得到了正當發(fā)揮。在歐洲文藝復興時期，出版了一些有關化學的書籍，第一次有了“化學”這個名詞；燃素化學時期，從1650年到1775年，隨著冶金工業(yè)和實驗室經驗的積累，人們總結感性知識，認為可燃物能夠燃燒是因為它含有燃素，燃燒的過程是可燃物中燃素放

5、出的過程，可燃物放出燃素后成為灰燼；定量化學時期，即近代化學時期。1775年前后，拉</p><p>　　化學對人類社會有重大的貢獻作用。 人類生活的各個方面，社會發(fā)展的各種需要都與化學息息相關，化學使我們的生活變得五彩繽紛?；瘜W是一門是實用的學科，是創(chuàng)造自然，改造自然的強大力量的重要支柱?；瘜W在保證人類的生存并不斷提高人類的生活質量。利用化學改善人類的生存條件，利用化學綜合應用自然資源和保護環(huán)境以使人

6、類生活得更加美好。</p><p>　　無論是由棉麻織成的布，還是由絲織成的綢，或是由羊毛織成的呢絨，無非都是由棉纖維、絲纖維、羊毛纖維組成,它們都是天然高分子材料。20世紀30年代以后,人們身上穿的服裝發(fā)生了質的變化，人工合成的高分子材料滌綸(的確良)開始大量代替棉、麻、絲、毛紡織品；尼龍制品大量出現；用腈綸紡成的人造毛線的產量大增。滌綸、尼龍、腈綸等都是合成纖維，它們都是以石油、天然氣和煤等為原料，利用人工方

7、法合成的高分子材料。由聚丙烯腈制成的人造羊毛和噴鍍鋁鈦金屬反射膜制成的絮片，俗稱太空棉，具有高于鴨絨的保暖性；棉布在使用之前，也要經過化學處理和印染，使其具有好的手感!一定彈性和鮮艷的色澤。要裝滿糧袋子!豐富菜籃子，關鍵之一是化肥和農藥的生產。加工制造出色香味俱佳的食品，離不開各種食品添加劑，它們大多是用化學合成方法或用化學分離方法從天然產物中提取出來的。現代建筑所用的水泥、石灰、油漆、玻璃和塑料等都是化工產品。用以代步的各種現代交通工

8、具，不僅需要汽油，柴油作動力，還需要各種汽油添加劑、防凍劑以及潤滑油，這些無一不是石油化工產品。此外，人們需要的藥品、洗滌劑、美容品和化妝品等也都是化學制劑。可見我們生活在化學世界里！</p><p>　　化學從一開始就是一種社會生活和生產活動，是人類生活生產知識的組成部分。因此，化學教育一開始就融會于整個社會教育之中，屬于社會教育的一部分，并且基本以家庭教育的形式出現。 </p><p>

9、;　　化學沒有什么科學傳統而言，它只能從工匠傳統或傳統哲學家（早期的祭司）中去追尋自己的歷史根源。這兩種傳統大部分時候是各自獨立的。通過工匠將實用化學的經驗和技能一代代傳下來，使之不斷發(fā)展；通過哲學家把人類化學理想和思想流傳下來并發(fā)揚光大。當這兩種傳統合二為一，理論和實踐結合為一體時，就產生了古代化學發(fā)展的最高形式——煉金術。亦即，古代化學教育一分為二為工匠的實用化學教育和哲學家的“理論化學教育”，并最終在煉金術那里統一起來</p

10、><p>　　在現在的社會中，化學已經滲透到衣、食、住、行等方面，豐富多彩的合成纖維更是化學的一大貢獻。要裝滿糧袋子，豐富菜籃子，關鍵之一是發(fā)展化肥和農藥的生產。加工制造色香味俱佳的食品，離不開各種食品添加劑，如甜味劑、防腐劑、香料、調味劑和色素等等，它們大多是用化學合成方法或用化學分離方法從天然產物中提取出來的?，F代建筑所用的水泥、石灰、油漆、玻璃和塑料等材料都是化工產品。用以代步的各種現代交通工具，不僅需要汽油、

11、柴油作動力，還需要各種汽油添加劑、防凍劑，以及機械部分的潤滑劑，這些無一不是石油化工產品。此外，人們需要的藥品，洗滌劑、美容品和化妝品等日常生活必不可少的用品也都是化學制劑。</p><p>　　社會發(fā)展來看，化學對于實現農業(yè)、工業(yè)、國防和科學技術現代化具有重要的作用。農業(yè)要大幅度的增產，農、林、牧、副、漁各業(yè)要全面發(fā)展，在很大程度上依賴于化學科學的成就?；省⑥r藥、植物生長激素和除草劑等化學產品，不僅可以提高產

12、量，而且也改進了耕作方法。高效、低污染的新農藥的研制，長效、復合化肥的生產，農、副業(yè)產品的綜合利用和合理貯運，也都需要應用化學知識。在工業(yè)現代化和國防現代化方面，急需研制各種性能迥異的金屬材料、非金屬材料和高分子材料。在煤、石油和天然氣的開發(fā)、煉制和綜合利用中包含著極為豐富的化學知識，并已形成煤化學、石油化學等專門領域。導彈的生產、人造衛(wèi)星的發(fā)射，需要很多種具有特殊性能的化學產品，如高能燃料、高能電池、高敏膠片及耐高溫、耐輻射的材料等。

13、</p><p>　　能源資源匱乏、環(huán)境污染三大挑戰(zhàn)時，化學仍將擔當重任。為彰顯化學對于知識進步、環(huán)境保護和經濟發(fā)展的重要貢獻，提高公眾對化學的認知度，聯合國第63屆大會通過議案，將2011年確立為聯合國國際化學年，中國是國際化學年的提案國之一。化學已經成為社會可持續(xù)發(fā)展的重要支撐。未來，在應對人口增長、2011年正值國際純粹與應用化學聯合會的前身國際化學會聯盟成立100周年，也適逢女科學家居里夫人獲得諾貝爾化學

14、獎100周年。聯合國教科文組織及國際純粹與應用化學聯合會負責主導這一年的紀念活動。</p><p>　　作為化學領域的大國，中國積極響應聯合國的決議，4月9日，“國際化學年在中國”系列活動在人民大會堂正式啟動，主題為“化學——我們的生活，我們的未來”。據悉，“國際化學年在中國”將通過報告會、論壇、工業(yè)、科普等方面的系列活動，提升公眾對化學的認識和了解，激發(fā)更多年輕人對化學學科的興趣與熱情，“愛化學、學化學、用化學

15、”，推動化學學科及相關產業(yè)的進一步發(fā)展。</p><p>　　是研究物質的結構、性能和轉化過程的科學，更是創(chuàng)造新物質、探索新應用的學科，是打開物質世界的鑰匙。100年來，化學家合成、分離了近2300萬種物質?；瘜W在百年的發(fā)展中，對推動人類社會的可持續(xù)發(fā)展起到了核心作用，為新能源、新材料的研究，以及資源、環(huán)境、醫(yī)藥等方面的發(fā)展提供了物質基礎和技術保障。</p><p>　　毋庸置疑，自人類文

16、明開始以來，能源在人類文明歷史中一直充當著無可比擬的角色。在進入二十世紀之后，隨著工業(yè)化進程的加快，能源作為經濟發(fā)展中的重要角色，開始被越來越多的國家和人們重視。在二十一世紀的今天，能源的地位已經上升到關乎一個國家經濟發(fā)展穩(wěn)定的高度，能源的可持續(xù)供應的能力在現今社會顯得尤為重要。能源是人類用來維持生存活動的能量來源。隨著社會經濟的發(fā)展，人們對于能源的需求越來越大。傳統使用的能源有太陽和柴火提供的熱力，以及江河流水的動力。現在我們常用的能

17、源主要來自化石燃料，但這種資源在地球上的存量是有限的，并正日漸枯竭。因此，我們有需要開發(fā)其它種類的能源，包括可再生能源等。正如大家可以從不同的媒體信息了解到，如果我們不改變目前使用能源的某些習慣，各類有限的主要化石能源都會很快用盡。</p><p>　　然而，自上個世紀中期以來，人類開始迅速加快對能源的開發(fā)和使用。沒有節(jié)制和計劃性的能源開采以及低利用率的能源開采使用能源資源大幅度減少。在人類步入二十一世紀之后，能

18、源短暫趨勢開始在全球范圍內顯露出來。能源短缺還引起了包括人口增長與資源匱乏在內的一系列全球問題。能源短缺還進一步加大了全球范圍內的貧富差距。人們?yōu)榱藸帄Z資源，甚至還發(fā)動了戰(zhàn)爭，引發(fā)了國家和民族間的矛盾，造成了巨大的損失。這些事實說明了，傳統的能源發(fā)展模式有著其自身不可克服的弊端，我們要一邊提高一次能源的利用率，節(jié)約資源，一邊在開發(fā)和利用新的能源形式上尋找新的節(jié)能環(huán)保資源這樣發(fā)展下去，在缺乏能源的情況下，社會經濟和我們的生活都會受到極大的

19、影響。因此，我們必須要更加珍惜和充份地利用現有的能源資源。既然目前我們主要依賴的能源是有限的，就要對能源的使用進行有效的管理。只有在能源的供應和需求的管理兩方面雙管齊下，社會的可持續(xù)發(fā)展才可以達致。</p><p>　　當前，面對能源與資源短缺的現狀，需要開發(fā)煤炭的潔凈利用與多聯產技術，提高現有原油的采收率和利用率，掌握天然氣資源的優(yōu)化利用技術，同時發(fā)展清潔可再生的新型能源。而這在很大程度上依賴化學研究的突破。在

20、材料領域，化學則像一位神奇的魔術師，將一百多種元素巧妙結合，建構起神奇瑰麗的材料世界，成為支持經濟、社會可持續(xù)發(fā)展的基石。鄭素萍博士舉了納米科技的例子，的確，納米技術是一門交叉性很強的綜合學科，科技創(chuàng)新在納米范疇的匯聚，是化學、生物學、信息技術等不同學科研究達到一定層面后，必然發(fā)生的相互交匯與知識整合。</p><p>　　人類社會的發(fā)展與能源利用密不可分，人類正是通過對能源的利用才一步步不斷向前發(fā)展，在某種程度

21、上可以說，人類社會的發(fā)展史就是一部人類如何開發(fā)利用能源的歷史。談到化學與能源的關系，郭玉國研究員說：“化學是新材料發(fā)展的源泉，在科學發(fā)展史上，利用化學開發(fā)新能源、新材料，取得過很大的成就。其實，能源利用過程就是能量的轉化過程，比如煤炭、石油、天然氣、柴草等常用能源所提供的能量都是隨化學變化而產生的，多種新能源的利用也與化學變化有關。能源工業(yè)在很大程度上依賴于化學過程，能源消費的90％以上都依靠化學技術?！?lt;/p><

22、p>　　能源是整個世界發(fā)展和經濟增長的最基本的驅動力，是人類賴以生存的基礎。自工業(yè)革命以來，能源安全問題就開始出現。在全球經濟高速發(fā)展的今天，國際能源安全已上升到了國家的高度，各國都制定了以能源供應安全為核心的能源政策。在此后的二十多年里，在穩(wěn)定能源供應的支持下，世界經濟規(guī)模取得了較大增長。但是，人類在享受能源帶來的經濟發(fā)展、科技進步等利益的同時，也遇到一系列無法避免的能源安全挑戰(zhàn)，能源短缺、資源爭奪以及過度使用能源造成的環(huán)境污染

23、等問題威脅著人類的生存與發(fā)展。</p><p>　　那么，究竟什么是“能源”呢？關于能源的定義，目前約有20種。例如：《科學技術百科全書》說：“能源是可從其獲得熱、光和動力之類能量的資源”；《大英百科全書》說：“能源是一個包括著所有燃料、流水、陽光和風的術語，人類用適當的轉換手段便可讓它為自己提供所需的能量”；《日本大百科全書》說：“在各種生產活動中，我們利用熱能、機械能、光能、電能等來做功，可利用來作為這些能量

24、源泉的自然界中的各種載體，稱為能源”；我國的《能源百科全書》說：“能源是可以直接或經轉換提供人類所需的光、熱、動力等任一形式能量的載能體資源。”可見，能源是一種呈多種形式的，且可以相互轉換的能量的源泉。 </p><p>　　確切而簡單地說，能源是自然界中能為人類提供某種形式能量的物質資源。 通常凡是能被人類加以利用以獲得有用能量的各種來源都可以稱為能源。能源亦稱能量資源或能源資源。是指可產生各種能量（如熱量、電

25、能、光能和機械能等）或可做功的物質的統稱。是指能夠直接取得或者通過加工、轉換而取得有用能的各種資源，包括煤炭、原油、天然氣、煤層氣、水能、核能、風能、太陽能、地熱能、生物質能等一次能源和電力、熱力、成品油等二次能源，以及其他新能源和可再生能源.可似的可第十六道路.</p><p>　　隨著社會的發(fā)展，人類可利用的能源種類越來越多。人類社會發(fā)展的初期，人類對于能源的利用可以說是少而又少，當時主要靠采摘野果、狩獵野獸

26、為生，人類主要靠自身的體力；社會不斷向前發(fā)展，人類學會了生火、學會了馴化動物，生物能的利用大大的改變著人類的生存條件，人類自身獲得發(fā)展的同時社會也逐步得到發(fā)展，能源利用的條件得到改善，可利用的能源的種類越來越多。</p><p>　　現在，人類可利用的能源從來源上看可以包括三大類：太陽能、地球內能和天體引力能。人類利用最多的主要是廣義的太陽能，它主要包括當前的和過去的，像風能、水能、生物能以及太陽光都是當前的太陽

27、能；像煤炭、石油和天然氣等有機礦物燃料都是地質時期的太陽能由生物固定下來后經地質作用而成，其實質是過去的太陽能。當前人類利用的核能主要是通過地球內部放射性化學元素發(fā)生核裂變反應而產生的能量，其實質是地球內能；天體引力能主要是指海水定時漲落而形成的潮汐能。</p><p>　　像煤炭、石油這種能源屬于不可再生能源，說其不可再生是因為這類生物燃料的產生周期太長。石油的生成也是一個復雜的化學變化，這個過程至少需要200

28、萬年的時間，在現今已發(fā)現的油藏中，時間最老的可達到5億年之久。在地球不斷演化的漫長歷史過程中，有一些“特殊”時期，如古生代和中生代，大量的植物和動物死亡后，構成其身體的有機成分不斷分解，與泥沙或碳酸質 沉淀物等物質混合組成沉積層。大多數地質學家認為石油像煤和天然氣一樣，是古代有機物通過漫長的壓縮和加熱后逐漸形成的。按照這個理論石油是由史前的海洋動物和藻類尸體變化形成的。（陸上的植物則一般形成煤。）經過漫長的地質年代這些有機物與淤泥混合，

29、被埋在厚厚的沉積巖下。在地下的高溫和高壓下它們逐漸轉化，首先形成臘狀的油頁巖，后來退化成液態(tài)和氣態(tài)的碳氫化合物。由于這些碳氫化合物比附近的巖石輕，它們向上滲透到附近的巖層中，直到滲透到上面緊密無法滲透的、本身則多空的巖層中。這樣聚集到一起的石油形成油田。通過鉆井和泵取人們可以從油田中獲得石油。地質學家將石油形成的溫度范圍稱為“油窗”。溫度太低石油無法形成，溫度太高則會形成天然氣。雖然石油形成的深度在世界各地不同，但是</p>

30、<p>　　從能源利用的技術狀況可以把能源分為兩類：常規(guī)能源和新能源。所謂常規(guī)能源是指在當前的科學技術水平和社會經濟條件下，被人類廣泛大規(guī)模利用的能源，例如煤炭、石油、天然氣、水能、生物能等。而新能源是指開發(fā)利用時間短，技術還不太成熟，沒有大規(guī)模利用的能源，也包括過去就被利用，但現在利用方式發(fā)生變化的能源，例如太陽能、風能，現在用于發(fā)電就屬于新能源，而風車、熱水器利用太陽能就屬于常規(guī)能源。常規(guī)能源和新能源又是相對的，會隨著

31、科技水平的發(fā)展而變化，核能對于發(fā)展中國家來說還是新能源，但對于發(fā)達國家來說就是常規(guī)能源了，例如法國核電比重已經占到能源總量的70%左右，早已是常規(guī)能源了。我們相信隨著社會和科學技術的發(fā)展，會有更多的新能源不斷涌現，以滿足人類不斷增長的能源需求，進而促進社會持續(xù)發(fā)展和繁榮。</p><p>　　縱觀能源利用與社會發(fā)展，我們就會發(fā)現，歷史上每一種新能源的推廣使用都極大的推動著社會向前發(fā)展?；鸬氖褂酶淖兞巳祟惖氖澄锝Y構

32、，從而改善了人類的體質；蒸汽機的發(fā)明和推廣使用才有資本主義的工業(yè)革命，才創(chuàng)造了前所未有的財富；石油的使用才會有汽車飛奔、飛機上天。隨著礦物燃料的數量日益減少，人類必須開發(fā)更多更新的能源才會促進社會不斷的持續(xù)發(fā)展。</p><p>　　地球上的能源數量畢竟是有限的，但是人類社會的發(fā)展腳步永不停息，要想維持社會可持續(xù)發(fā)展，人類必需提高能源的利用技術，人類也正是在不斷提高能源利用技術的基礎上才擴大了能源利用的范圍，增加

33、了能源利用的種類，促進了社會不斷向前發(fā)展。當今世界，能源利用技術水平的高低正成為衡量一個國家是否發(fā)達的重要標志。今后看一個國家能否持續(xù)發(fā)展就要看其新能源利用技術水平的高低。只有那些技術水平高的國家在國際競爭的舞臺上才能立于不敗之地，綜合國力的競爭首先是科技水平的競爭。</p><p>　　然而由于現在對能源的需求與現實能源儲量和開采能力的對比，使得能源的來源越來越緊張，世界能源危機是人為造成的能源短缺世界能源危機

34、是人為造成的能源短缺。石油資源將會在一代人的時間內枯竭。它的蘊藏量不是無限的，容易開采和利用的儲量已經不多，剩余儲量的開發(fā)難度越來越大，到一定限度就會失去繼續(xù)開采的價值。在世界能源消費以石油為主導的條件下，如果能源消費結構不改變，就會發(fā)生能源危機。煤炭資源雖比石油多，但也不是取之不盡的。代替石油的其他能源資源，除了煤炭之外，能夠大規(guī)模利用的還很少。太陽能雖然用之不竭，但代價太高，并且在一代人的時間里不可能迅速發(fā)展和廣泛使用。其他新能源也

35、如是。因此，人類必須估計到，非再生礦物能源資源枯竭可能帶來的危機，從而將注意力轉移到新的能源結構上，盡早探索、研究開發(fā)利用新能源資源。否則，就可能因為向大自然索取過多而造成嚴重的后果，以至使人類自身的生存受到威脅。太陽能雖然用之不竭，但代價太高，并且在一代人的時間里不可能迅速發(fā)展和廣泛使用。</p><p>　　據美國石油業(yè)協會估計，地球上尚未開采的原油儲藏量已不足兩萬億桶，可供人類開采時間不超過95年。在205

36、0年到來之前，世界經濟的發(fā)展將越來越多地依賴煤炭。其后在2250到2500年之間，煤炭也將消耗殆盡，礦物燃料供應枯竭。面對即將到來的能源危機，全世界認識到必須采取開源節(jié)流的戰(zhàn)略，即一方面節(jié)約能源，另一方面開發(fā)新能源。解決方法有：</p><p>　　一、節(jié)約能源，提高能源利用率。目前世界一些工業(yè)化國家都在采取節(jié)能措施，聯合熱電(又稱“同時發(fā)熱發(fā)電”)就是比較熱門的話題之一。普通發(fā)電廠的能源效率只有35％，而多達6

37、5％的能源都作為熱白白浪費掉了。聯合熱電就要將這部分熱用來發(fā)電或者為工業(yè)和家庭供熱，因此可使能源利用率提高到85％以上，大大節(jié)約了初級能源。原煤氣化發(fā)電”是領先于世界的清潔能源技術，世界上第一套大型煤炭氣化發(fā)電設施已于1994年在荷蘭投入試運行。這套設施將原煤經氣化和除硫后用來發(fā)電，可使效率達到43％~ 50％，而且基本上不污染環(huán)境。據專家們估計，原煤氣化技術可作為火力發(fā)電廠的發(fā)展方向，目前的電廠到2030年幾乎將全部改成煤炭氣化發(fā)電，

38、到那時可使同樣數量的煤發(fā)的電量增加一倍。歐洲能源委員會已經決定設立專項基金用于這一新技術的推廣。 </p><p>　　二、開發(fā)“綠色能源”是解決能源危機的重要途徑。太陽能、地熱能、風能、海洋能、核能以及生物能等存在于自然界中的能源被稱作“可再生能源”，由于這些能源對環(huán)境危害較少因此又叫做“綠色能源”。開發(fā)“綠色能源”是解決能源危機的重要途徑。近年來，面對能源危機，許多國家都在下大力氣研究和開發(fā)利用“綠色能源”

39、的新技術新工藝，并且取得了相當可觀的成就。目前“綠色能源”在全球能源結構中的比重已達到15％～20％，今后由石油、煤炭和天然氣“老三樣”能源唱主角的局面將得到改善。</p><p>　　三、開發(fā)核能，從根本上解決能源危機。目前科學家正在研究開發(fā)的替代能源有核能、風能、太陽能、地熱、生物能和水力發(fā)電等。據今年7～8月份的美國《未來科學家》雜志報道，科學家預計，到2010年，風能、太陽能、地熱、生物能和水力發(fā)電將占到

40、全部能源需求的30％。目前，最有希望的新能源是核能。核能有兩種：裂變核能和聚變核能?？砷_發(fā)的核裂變燃料資源可使用上千年，核聚變資源可使用幾億年，這能根本上解決能源危機。</p><p>　　而有效也是最讓科學家們看重的就是開發(fā)新能源。新能源，指的是傳統能源之外的、剛開始開發(fā)利用或正在積極研究、有待推廣的各種能源形式，如太陽能、風能、核能、地熱能、海洋能、生物質能等。大力發(fā)展新能源，能夠相對減少中國能源需求中化石能

41、源的比例，也能降低對進口能源的依賴程度，從而提高能源利用效率，保障經濟安全。此外，新能源還具有清潔程度高、環(huán)境污染少的特質。因此，大力發(fā)展新能源，促進其推廣應用，是應對能源危機與環(huán)境問題、培育經濟增長點的重大戰(zhàn)略選擇?！?lt;/p><p>　　新能源具有可再生性、環(huán)境友好等優(yōu)點，開發(fā)利用新能源是人類解決能源危機、環(huán)境危機的最優(yōu)途徑。在戰(zhàn)后，各種新能源得以開發(fā)和應用，特別是在近幾年，風能、太陽能和氫能的開發(fā)得到快速發(fā)

42、展。為未來降低對石化能源的依賴帶來了美好的預期，使得人們相信，在21世紀末某些國家的能源系統將建立在連續(xù)、再生、永續(xù)利用、高效、清潔的能源系統之上，將不是一個遙不可及的夢想。然而，從現實與理想的差距來看，世界新能源發(fā)展普遍存在著數量和質量兩方面的問題。在數量上，新能源的生產量、交易量與消費量擴張不足，至2005年新能源（不包括水電能）生產仍然僅占全球總能源生產量的6%左右。在質量上，新能源產品的質量參差不齊、總體水平有待提高，并且質量標

43、準與認證體系、質保與技術服務體系等尚不健全，突出地反映了新能源發(fā)展中的技術滯后現象。分析問題產生的原因，可以發(fā)現它們與新能源產業(yè)自身特點是相關的。首先，新能源技術一般屬于高新技術，一次性投入較大，研發(fā)風險和市場風險較大。在信息不對稱情況下，以利潤最大化為目標的企業(yè)對新能源研發(fā)的投資決策難以做出，從而延宕了新能源技術的進步；而技術的緩慢進步以及產品質量不如人意影響新能源產品的消費市場，</p><p>　　“在當前

44、形勢下，如何控制低品位燃料的化學反應，使我們既能保護環(huán)境又能降低能源成本，這是化學面臨的重大課題。新能源的開發(fā)利用離不開以化學為核心的技術的發(fā)展，在研制功能轉換材料，提高轉換效率，降低成本等方面，都需要化學研究的突破?！惫駠芯繂T這樣說。</p><p>　　一段時間以來，在能源危機的大背景之下，核電作為一種成熟、高效的清潔能源，受到了極大的關注。中國的核電產業(yè)起步較晚，錯過了上世紀六七十年代世界核電發(fā)展的“黃

45、金時代”，不過，這在一定程度上也使得我國核能利用的安全性更有保障。由于切爾諾貝利核泄漏事件帶來的災難影響，在這之后建成的中國第一座核電站——秦山核電站便采取了較高的安全標準。</p><p>　　利用核反應堆中核裂變所釋放出的熱能進行發(fā)電的方式。它與火力發(fā)電極其相似。只是以核反應堆及蒸汽發(fā)生器來代替火力發(fā)電的鍋爐，以核裂變能代替礦物燃料的化學能。除沸水堆外（見輕水堆），其他類型的動力堆都是一回路的冷卻劑通過堆心加

46、熱，在蒸汽發(fā)生器中將熱量傳給二回路或三回路的水，然后形成蒸汽推動汽輪發(fā)電機。沸水堆則是一回路的冷卻劑通過堆心加熱變成70個大氣壓左右的飽和蒸汽，經汽水分離并干燥后直接推動汽輪發(fā)電機。</p><p>　　核能發(fā)電利用鈾燃料進行核分裂連鎖反應所產生的熱，將水加熱成高溫高壓，核反應所放出的熱量較燃燒化石燃料所放出的能量要高很多（相差約百萬倍），比較起來所以需要的燃料體積比火力電廠少相當多。核能發(fā)電所使用的的鈾235純

47、度只約占3%－4%，其馀皆為無法產生核分裂的鈾238。</p><p>　　舉例而言，核四廠每年要用掉80噸的核燃料，只要2支標準貨柜就可以運載。如果換成燃煤，需要515萬噸，每天要用20噸的大卡車運705車才夠。如果使用天然氣，需要143萬噸，相當于每天燒掉20萬桶家用瓦斯。換算起來，剛好接近全臺灣692萬戶的瓦斯用量。</p><p>　　簡史 核能發(fā)電的歷史與動力堆的發(fā)展歷史密切相關

48、。動力堆的發(fā)展最初是出于軍事需要。1954年，蘇聯建成世界上第一座裝機容量為 5兆瓦(電)的核電站。英、美等國也相繼建成各種類型的核電站。到1960年,有5個國家建成20座核電站，裝機容量1279兆瓦（電）。由于核濃縮技術的發(fā)展，到1966年，核能發(fā)電的成本已低于火力發(fā)電的成本。核能發(fā)電真正邁入實用階段。1978年全世界22個國家和地區(qū)正在運行的30兆瓦（電）以上的核電站反應堆已達200多座,總裝機容量已達107776兆瓦（電）。80年

49、代因化石能源短缺日益突出，核能發(fā)電的進展更快。到1991年，全世界近30個國家和地區(qū)建成的核電機組為423套，總容量為3.275億千瓦，其發(fā)電量占全世界總發(fā)電量的約16％。世界上第一座核電站—蘇聯奧布寧斯克核電站. </p><p>　　中國大陸的核電起步較晚，80年代才動工興建核電站。中國自行設計建造的30萬千瓦（電）秦山核電站在1991年底投入運行。大亞灣核電站正加緊施工。 </p><

50、;p>　　核能發(fā)電原理 核能發(fā)電的能量來自核反應堆中可裂變材料(核燃料)進行裂變反應所釋放的裂變能。裂變反應指鈾-235、钚-239、鈾-233等重元素在中子</p><p>　　作用下分裂為兩個碎片，同時放出中子和大量能量的過程。反應中，可裂變物的原子核吸收一個中子后發(fā)生裂變并放出兩三個中子。若這些中子除去消耗，至少有一個中子能引起另一個原子核裂變，使裂變自持地進行，則這種反應稱為鏈式裂變反應。實現鏈式反

51、應是核能發(fā)電的前提。 </p><p>　　用反應堆產生核能,需要解決以下4個問題：①為核裂變鏈式反應提供必要的條件，使之得以進行。②鏈式反應必須能由人通過一定裝置進行控制。失去控制的裂變能不僅不能用于發(fā)電，還會釀成災害。③裂變反應產生的能量要能從反應堆中安全取出。④裂變反應中產生的中子和放射性物質對人體危害很大，必須設法避免它們對核電站工作人員和附近居民的傷害。</p><p>　　

52、世界上有比豐富的核資源，核燃料有鈾、釷氘、鋰、硼等等，世界上鈾的儲量約為417萬噸。地球上可供開發(fā)的核燃料資源，可提供的能量是礦石燃料的十多萬倍。核能應用作為緩和世界能源危機的一種經濟有效的措施有許多的優(yōu)點，其一核燃料具有許多優(yōu)點，如體積小而能量大，核能比化學能大幾百萬倍；1000克鈾釋放的能量相當于2400噸標準煤釋放的能量；一座100萬千瓦的大型燒煤電站，每年需原煤300～400萬噸，運這些煤需要2760列火車，相當于每天8列火車，

53、還要運走4000萬噸灰渣。同功率的壓水堆核電站，一年僅耗鈾含量為3％的低濃縮鈾燃料28噸；每一磅鈾的成本，約為20美元，換算成1千瓦發(fā)電經費是0．001美元左右，這和目前的傳統發(fā)電成本比較，便宜許多；而且，由于核燃料的運輸量小，所以核電站就可建在最需要的工業(yè)區(qū)附近。核電站的基本建設投資一般是同等火電站的一倍半到兩倍，不過它的核燃料費用卻要比煤便宜得多，運行維修費用也比火電站少，如果掌握了核聚變反應技術，使用海水作燃料，則更是取之不盡，用

54、之方便。其二是污染少?；痣娬静粩嗟叵虼髿饫锱欧哦趸蚝脱趸扔泻ξ镔|，同時煤里的少量鈾、鈦和鐳等放射性物質，也會隨著</p><p>　　優(yōu)點： 1.核能發(fā)電不像化石燃料發(fā)電那樣排放巨量的污染物質到大氣中，因此核能發(fā)電不會造成空氣污染。 2.核能發(fā)電不會產生加重地球溫室效應的二氧化碳。 3.核能發(fā)電所使用的鈾燃料，除了發(fā)電外，沒有其他的用途。 4.核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬倍，故核能電廠所使

55、用的燃料體積小，運輸與儲存都很方便，一座1000百萬瓦的核能電廠一年只需30公噸的鈾燃料，一航次的飛機就可以完成運送。 5.核能發(fā)電的成本中，燃料費用所占的比例較低，核能發(fā)電的成本較不易受到國際經濟情勢影響，故發(fā)電成本較其他發(fā)電方法為穩(wěn)定。 </p><p>　　缺點： 1.核能電廠會產生高低階放射性廢料，或者是使用過之核燃料，雖然所占體積不大，但因具有放射線，故必須慎重處理，且需面對相當大的政治困擾。

56、2.核能發(fā)電廠熱效率較低，因而比一般化石燃料電廠排放更多廢熱到環(huán)境裏，故核能電廠的熱污染較嚴重。 3.核能電廠投資成本太大，電力公司的財務風險較高。 4.核能電廠較不適宜做尖峰、離峰之隨載運轉。 5.興建核電廠較易引發(fā)政治歧見紛爭。 6.核電廠的反應器內有大量的放射性物質，如果在事故中釋放到外界環(huán)境，會對生態(tài)及民眾造成傷害。</p><p>　　日本福島核泄露危機發(fā)生之后，全球范圍的核電發(fā)展都受到不同程度

57、的沖擊，人們不得不再次思索“核能利用，何去何從”這個問題?！　霸诤穗姲l(fā)展上，因噎廢食是不可取的”，郭玉國研究員表示，“中國還是要繼續(xù)發(fā)展核電，不過前提當然是要‘確保安全’。我們要吸取前蘇聯、日本核泄漏事故的教訓，充實論證核電發(fā)展規(guī)劃與核安全規(guī)劃，在核電站的設計、選址、建造、運行等方面都要保證安全性。中國的核電還是有很大的發(fā)展空間的。統計數據顯示，去年，我國核電發(fā)電量僅768億度，只占全國總發(fā)電量的1.82%。從世界能源發(fā)展的長遠趨勢來看

58、，核能意義深遠?！?lt;/p><p>　　目前，新能源在一次能源中所占的比例總體上偏低，這一方面與不同國家的重視程度與能源政策有關；另一方面則與新能源技術的成本偏高有關，尤其是技術含量較高的太陽能、生物質能、風能等，往往耗資巨大。不過，據國際能源機構研究預測，在未來30年，新能源發(fā)電的成本將大幅度下降。這在一定程度上更加增強了新能源的競爭力。</p><p>　　郭玉國研究員表示，“發(fā)展新能

59、源重在‘因地制宜’。面對全球能源緊缺，我國應從自身能源供應戰(zhàn)略角度出發(fā)，結合我國地理情況大力發(fā)展風能、太陽能、生物能、地熱能等。關鍵是考慮地域性與針對性，而不是‘全民總動員’，一刀切、一風吹。此外，還應該大力發(fā)展與新能源相關的儲能材料與器件，比如新能源發(fā)電，只有有效存儲且并入電網，能夠穩(wěn)定輸出之后，才能得到大面積利用?！?lt;/p><p>　　而對于我國，隨著我國經濟持續(xù)高速發(fā)展，缺煤、缺電、缺油幾乎同時出現。能源

60、問題不僅僅是供需缺口問題，我國能源工業(yè)除了要滿足不斷增長的能源需求外，還面臨兩大挑戰(zhàn)：能源發(fā)展和環(huán)境保護的矛盾更加突出；能源效率低成為制約能源和經濟社會可持續(xù)發(fā)展的關鍵。能源生產和消費所帶來的環(huán)境問題不容忽視。多年來，我國在保護環(huán)境、實施能源可持續(xù)發(fā)展方面采取了一系列行動，但與發(fā)達國家相比，能源生產和利用技術落后仍是環(huán)境污染的重要因素。隨著人民生活水平不斷提高，社會對環(huán)境保護的要求越來越高。未來能源發(fā)展如何兼顧經濟性和清潔性的雙重要求，

61、是擺在我們面前的重大課題。</p><p>　　20世紀八十年代以來，面對改革開放帶來的經濟高速發(fā)展態(tài)勢，能源供應難以滿足迅速增長的需求，節(jié)能受到必要的重視，節(jié)能取得了顯著的成績。市場經濟初步建立以來，能源供需關系出現了重大的變化。能源價格經過改革調整，已基本反應了市場的能源邊際成本。能源相對價格水平已經不低，有效的引導了市場條件下的能源消費，盲目性生產基本消除。企業(yè)競爭促使成本下降，降低能源成本成為許多產品增強

62、市場競爭力的重要內容，節(jié)能的微觀經濟性成為關鍵驅動力；產業(yè)結構的調整和變化，以及市場對企業(yè)生產的硬約束，帶來了明顯的節(jié)能效果。</p><p>　　在新的市場條件下，解決能源短缺已不是節(jié)能和提高能效的驅動力。一些能源供應部門反而出現了由于供應能力過剩而要開辟新的消費市場，以刺激能源消費的動機和做法，力圖爭取更大的市場份額和經濟利益。</p><p>　　中國長期以來能源結構以煤為主，是造成

63、能源效率低下、環(huán)境污染嚴重的重要原因。近年來終端能源需求的結構和總量變化，以及以中心城市為開端的環(huán)保要求，使優(yōu)化一次能源結構成為能源發(fā)展的重要趨勢。但是，石油進口的快速增長，加之國際油價在去年在大幅上揚，使能源供應保障問題受到多方關注。天然氣的開發(fā)利用，需要重新大規(guī)模建設天然氣的長距離輸運基礎設施。對天然氣成本和價格的估計引起了對未來相關能源成本的激烈討論和擔心。優(yōu)化能源結構能否實現仍然有著不確定性。當前和今后幾十年內，石油和天然氣仍將

64、是世界范圍的主要能源。特別是天然氣的發(fā)展方興未艾。天然氣的利用不僅有很好的環(huán)境效果，建立在天然氣基礎上的能源技術，也是當前和今后長時期內能源效率最高的技術。我國的天然氣基礎比較薄弱，在形成天然氣基礎設施網絡的時期，需要大量的投入和政策支持。十五期間正在實施的西氣東送工程意義重大，天然氣基礎管網一旦建成，將帶動天然氣開發(fā)的進程，可望使天然氣的實際成本明顯降低。在天然氣的發(fā)展問題上，需要國家的支持和協調。</p><p&

65、gt;　　中國的石油和天然氣資源相對人口而言十分有限。在未來的終端能源消費結構中，電力的比例將不斷擴大。和石油和天然氣相對便宜的國家相比，中國有可能必須使電力在終端能源的中的比例高于這些國家。對發(fā)電能源結構要有長期的規(guī)劃，避免臨時和缺乏系統規(guī)劃的選擇。首先要盡量利用水力資源。中國水力資源豐富，目前利用率很低，發(fā)展?jié)摿薮?。水電項目可以很好的和防洪、抗旱、農業(yè)灌溉結合起來，取得更大的綜合社會經濟效益。當然，水電大壩的建設可能存在對流域生態(tài)

66、環(huán)境的影響，需要在大壩設計和建設時給予充分和恰當地考慮。采取必要措施，使這些不利影響減到最小。和煤炭生產、運輸、發(fā)電過程中產生的種種環(huán)境問題比較起來，水電是一種對環(huán)境和生態(tài)影響小得多的清潔能源。如果把水電的巨大綜合社會經濟效益考慮在內，發(fā)展水電的優(yōu)越性就更加突出。十五規(guī)劃提出的西電東送，為開發(fā)水電提供了更好的機遇，應當加強實施，消除各種體制上的障礙，使我國的水電發(fā)展能夠長期、穩(wěn)定地得到較快的發(fā)展，避免出現新的反復。</p>

67、<p>　　核電是一種可靠的清潔的能源，核電的安全性已經達到很高的水平。在現有技術條件下，核廢料的處理也可以得到妥善的解決。和燃煤電廠實際帶來的環(huán)境和人身安全問題相比，核電的優(yōu)越性是十分明顯的。發(fā)展核電符合我國實現可持續(xù)發(fā)展能源戰(zhàn)略方向。應把重點放到經濟性以及安全性的選擇上來，通過引進和國產化，使核電產業(yè)盡快達到經濟規(guī)模，使核電的成本降下來。以實現核電發(fā)展的長期目標。</p><p>　　對于我國來說

68、，做好能源發(fā)展工作，事關經濟社會發(fā)展全局，也與廣大人民群眾的切身利益密切相關，既是一個經濟問題，也是一個政治問題，責任重大，任務艱巨。我們要進一步增強全局意識、責任意識和憂患意識，齊心協力，扎實工作，努力為全面建設小康社會提供穩(wěn)定、經濟、清潔、安全的能源保障。</p><p>　　社會的發(fā)展依賴能源的開發(fā)利用，但是能源的開發(fā)利用會受到很多因素的限制，提高能源的利用效率是實現社會可持續(xù)發(fā)展的必由之路。只有用最少的能

69、源，生產出最多的產品，滿足社會最大的需求，才是真正的可持續(xù)發(fā)展之路?？v觀世界各國，不論能源是豐富還是貧乏不論是發(fā)達還是發(fā)展中國家，沒有不重視去積極提高能源利用效率的。</p><p>　　展望未來，化學將向更廣、更深層次方向延伸，比如原子、分子層次的認識、多層次分子間相互作用、復雜化學體系的研究等方面，需要進一步深入。此外，綠色化學必將引起化學、化工生產方式的變革，綠色化學的目標是以無毒無害的原料、催化劑、溶劑等

70、，生產出環(huán)境友好的產品。綠色化學已然成為國際聚焦的化學前沿領域之一。</p><p>　　化學是一門發(fā)現的科學，創(chuàng)造的科學，也是支撐國家安全和國民經濟發(fā)展的科學?；瘜W的未來也現在人們所關心的，對于現代社會中所存在的問題，大部分都被寄托在依靠未來化學的發(fā)展來解決。而它的能力也不只是在于解決能源問題上?；瘜W在解決糧食問題、戰(zhàn)勝疾病、解決能源問題、改善環(huán)境問題、發(fā)展國家防御與安全所用的新材料和新技術等方面起著不可或缺的

71、關鍵作用?；瘜W將面對能源、環(huán)境以及資源的挑戰(zhàn)，不斷為人類的可持續(xù)發(fā)展、創(chuàng)造美好生活提供有力的支撐?；瘜W學科的發(fā)展有以下三方面趨勢：</p><p>　　一是化學將向更廣、更深層次的方向延伸。</p><p>　?。?）原子/分子層次的認識將更為深入。由于技術能力和儀器設備研發(fā)能力的不斷進步，使得科學家不僅能在原子、分子甚至電子層次觀察并研究微觀世界的性質，而且能夠對其物質結構和能量過程進行

72、操控。如掃描隧道顯微鏡用于觀察和移動單個原子、分子；飛秒激光能描繪與控制分子內部的動力學過程；分子束技術可逐層、逐列地將原子、分子構筑成晶體等。</p><p>　?。?）多層次分子間相互作用、復雜化學體系的研究更為系統。超分子體系是分子結構與宏觀性能的關鍵紐帶，是產生更高級結構的基礎?；瘜W研究將更注重探索和認識大分子、超分子、分子聚集體及其高級結構的形成、構筑、性能以及分子間相互作用的本質，同時更注重對復雜化學

73、體系中的尺度效應和多尺度化學過程，更加注重對復雜生命體系的理解、模擬及調控的研究。</p><p>　?。?）在創(chuàng)造新分子、新材料的基礎上，將更加注重功能性。未來化學不僅可以設計和合成分子，而且能將這些分子組裝、構筑成有特定功能的材料。</p><p>　　二是綠色化學將引起化學化工生產方式的變革，讓我們邁向清潔和可持續(xù)發(fā)展。</p><p>　　從科學角度看，綠色

74、化學是對傳統化學思維方式的更新和發(fā)展；從環(huán)境角度看，它是從源頭上消除污染、與生態(tài)環(huán)境協調發(fā)展的更高層次的化學；從經濟角度看，它要求合理地利用資源和能源、降低生產成本，符合經濟可持續(xù)發(fā)展的要求。</p><p>　　綠色化學不僅涉及對現有化學過程的改進，更涉及新概念、新理論、新反應途徑、新過程的研究。未來化學將會更加注重綠色產品設計的理念，將更加注重通過經濟、高效、環(huán)境友好的途徑來制備與人類生活息息相關的物質，合成

75、我們可持續(xù)的未來。同時，還需要變廢為寶，將今天的廢棄物變?yōu)槊魈斓挠杏觅Y源。</p><p>　　三是社會發(fā)展不斷對化學學科提出新的需求。</p><p>　?。?）能源問題是世界各國面臨的重大挑戰(zhàn)。新能源將為世界經濟可持續(xù)發(fā)展提供不竭動力。如在太陽能的發(fā)展中，未來化學有望通過對納米結構和量子效應的研究，為解決太陽能電池發(fā)展中的核心問題提供新的途徑。</p><p>

76、　?。?）環(huán)境問題已成為全球的共性問題。未來化學應更加注重開發(fā)經濟、高效的污染控制及修復技術，應更加注重從源頭上消除污染的設計理念。</p><p>　?。?）資源問題是可持續(xù)發(fā)展的保障。未來化學在開發(fā)稀缺資源的替代利用研究，如后石油時代的資源綜合利用等方面，必定會發(fā)揮更為重要的作用。</p><p>　?。?）材料創(chuàng)新是衡量科技進步的重要標志。隨著化學研究水平的提升，理論與實驗的結合將更

77、為密切，使得化學家預測、裁剪、設計分子的能力更為突出，揭示組成-結構-功能之間的關系更為有效，這為材料進一步發(fā)展提供了堅實基礎。材料的發(fā)展將更加注重由結構材料向功能材料、多功能材料并重的方向發(fā)展，更加注重向智能材料方向發(fā)展。而通過“師法自然”并揭開其奧秘，將為開發(fā)新材料提供一條廣闊的途徑。</p><p>　?。?）探索生命奧秘是人類永恒的主題。未來化學將在分子和細胞水平上認識和研究生命過程中生物活性物質的結構和

78、功能，以及動態(tài)相互作用的機制。</p><p>　?。?）社會公共安全問題呼喚化學。不確定性和應急性是公共安全突發(fā)事件的重要特征?；瘜W將會在食品安全檢測、化學事故處理救援、炸藥與毒品等危險品的檢測及處置、建筑阻燃與消防安全、人身防護材料等方面發(fā)揮至關重要的作用。</p><p>　　放眼世界與中國，化學鑄就了幾多輝煌，而這條榮譽之路仍在繼續(xù)鋪陳，化學仍將在發(fā)現與創(chuàng)造的征程上不斷前進，化學的