2023公共基礎(chǔ)知識(shí)科技常識(shí)之新能源技術(shù)
一、考情分析
在考試當(dāng)中，新能源相關(guān)知識(shí)既有理解型也有識(shí)記型，理解型主要考區(qū)分，新能源與常規(guī)能源的區(qū)分、一次能源和二次能源的區(qū)分、可再生能源和不可再生能源的區(qū)分。識(shí)記型主要考察常見新能源的特征。重點(diǎn)：新能源和常規(guī)能源、常見新能源、能源的分類。難點(diǎn)：新能源與常規(guī)能源的區(qū)分、能源的分類。
二、知識(shí)介紹
人類社會(huì)之所以不斷繁衍和發(fā)展，最基本的一個(gè)因素就是要維持生存，如何維持生存呢?很重要的一個(gè)因素就是能源。隨著社會(huì)的發(fā)展，技術(shù)越來越先進(jìn)，對(duì)于能源的開發(fā)和利用都有了重大的飛躍，下面我們就來了解一下新能源技術(shù)。既然是新能源，有新就會(huì)有舊，所以首先我們要先來區(qū)分一下哪些是新能源，哪些又是舊能源(常規(guī)能源)。
考點(diǎn)考法：要學(xué)會(huì)區(qū)分，一般考查理解型的題目：以下屬于新能源/常規(guī)的有?
(一)新能源(NE)：又稱非常規(guī)能源，是指?jìng)鹘y(tǒng)能源之外的各種能源形式，新能源的各種形式都是直接或者間接地來自太陽(yáng)或地球內(nèi)部深處所產(chǎn)生的熱能，具有污染小、儲(chǔ)量大、開發(fā)利用成本高的特點(diǎn)，因此低碳經(jīng)濟(jì)的核心是新能源技術(shù)。新能源包括太陽(yáng)能、地?zé)崮堋L(fēng)能、海洋能、生物質(zhì)能、氫能和核能。
太陽(yáng)能：一種可再生能源，利用太陽(yáng)熱輻射能轉(zhuǎn)化成能給我們提供能量的物質(zhì)資源，其實(shí)古代我們就發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)能的作用，比如會(huì)在太陽(yáng)下曬書、制鹽等等，但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，太陽(yáng)能利用的途徑更多了。比如太陽(yáng)能發(fā)電、太陽(yáng)能熱水器、地?zé)崮堋５厍騼?nèi)部的能量，火山噴發(fā)也就是由于地球內(nèi)部能量運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)代我們可以利用這種能源供電供暖，我國(guó)利用地?zé)峁┡凸崴l(fā)展也非常迅速，在京津地區(qū)已成為地?zé)崂弥凶钇毡榈姆绞健?/span>
風(fēng)能：地球表面大量空氣流動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能，我國(guó)是利用風(fēng)能最早的國(guó)家之一，早在二千多年以前，古代勞動(dòng)人民就利用風(fēng)能碾磨糧食、驅(qū)動(dòng)帆船和提水灌溉等。
海洋能：依附在海水中的可再生能源，這些能量以潮汐能、波浪能、溫差能等形式存在于海洋之中。
生物質(zhì)能是：自然界中有生命的植物提供的能量，利用城鄉(xiāng)有機(jī)垃圾、秸稈、水、人畜糞便，通過厭氧消化產(chǎn)生可燃?xì)怏w甲烷，供生活、生產(chǎn)之用。是唯一一種可再生的碳源。
氫能：氫在地球上主要以化合態(tài)的形式出現(xiàn)，是宇宙中分布最廣泛的物質(zhì)，它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%，是二次能源。氫能在21世紀(jì)有可能在世界能源舞臺(tái)上成為一種舉足輕重的能源。
核能：也叫原子能，核能運(yùn)用于軍事、能源、工業(yè)、航天等領(lǐng)域，是人類最具希望的未來能源之一。Eg：核電站發(fā)電、核武器(國(guó)際上禁止使用，破壞力特別大)、載人航天技術(shù)也需要核能推動(dòng)。問：新能源都是可再生能源?新能源都是取之不盡用之不竭的?錯(cuò)誤。Eg：核能屬于新能源，但是不屬于可再生能源.
(二)常規(guī)能源：又被稱為傳統(tǒng)能源，是指技術(shù)上比較成熟，已被人類廣泛利用并在生產(chǎn)和生活中起著重要作用的能源，如石油、天然氣eg：天然氣汽車，以天然氣代替汽車用油，具有價(jià)格低、污染少、安全等優(yōu)點(diǎn)，全世界共有大約1270萬輛使用天然氣的車輛，2020年總量將達(dá)7000萬輛、煤(煤炭是世界上儲(chǔ)量最多、分布最廣的常規(guī)能源，也是重要的戰(zhàn)略資源。他廣泛應(yīng)用于鋼鐵、電力、化工等工業(yè)生產(chǎn)及居民生活領(lǐng)域)和水能等。問：常規(guī)能源都是不可再生能源?錯(cuò)誤。Eg：水能電能。
下面來了解一下一些常見的新能源，要能知道他們的原理，理解型的題目，給案例問體現(xiàn)了什么能源的利用。
1.核能
(1)概念：核能(又稱原子能)是原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)所釋放出的能量。核能是目前唯一現(xiàn)實(shí)的、可大規(guī)模代替化石燃料的能源。(唯一能大規(guī)模廣泛使用的有?核能對(duì)自然條件依賴比較輕)
(2)分類：核能包括裂變能和聚變能。
①核裂變：目前，核裂變能主要用于核電站發(fā)電。核電站是先把核能轉(zhuǎn)換成內(nèi)能，最后轉(zhuǎn)換成電能。(核能-熱能-機(jī)械能-電能)Eg：蘇聯(lián)世界上第一個(gè)核電站：奧布靈斯克核電站(標(biāo)志著和平利用核能的開始)日本福島核電站是世界上最大的核電站，我國(guó)最大的核電基地是浙江秦山核電站，廣東大亞灣核電站是中國(guó)最早的核電站。
②核聚變：核聚變安全、無污染、高效。目前人類已實(shí)現(xiàn)不受控制的核聚變，如氫彈(氫彈比原子彈威力大)，但尚未可以將能量控制和有效利用。
2.太陽(yáng)能
太陽(yáng)輻射能的利用有間接利用和直接利用兩種。
①間接利用：是指利用草木燃料、化石燃料(煤炭、石油)、風(fēng)力、水力、海洋熱能等各種被固定的太陽(yáng)輻射能中的能量。生物質(zhì)能、水能和風(fēng)能本質(zhì)上都是太陽(yáng)能的某種轉(zhuǎn)換形式和轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)，其本質(zhì)上還是來源于太陽(yáng)輻射產(chǎn)生的能量。所以，生物質(zhì)能本質(zhì)上是太陽(yáng)能這句話是對(duì)的。
②直接利用：是直接利用太陽(yáng)輻射的能量，主要是光—熱轉(zhuǎn)換(利用反射吸收太陽(yáng)能把太陽(yáng)集中起來轉(zhuǎn)化成熱能，太陽(yáng)能熱水器)、光—電轉(zhuǎn)換(平房上一塊塊太陽(yáng)能電池板自產(chǎn)自用發(fā)電機(jī)、太陽(yáng)能電池)和光—化學(xué)轉(zhuǎn)換(太陽(yáng)能制氫)。
3.風(fēng)能
風(fēng)能是太陽(yáng)輻射造成地球各地受熱不均勻而引起空氣運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的能量。風(fēng)能是人類最早加以利用的一種能量形式。eg：古埃及、中國(guó)、古巴比倫是世界上最早利用風(fēng)能的國(guó)家之一。公元前利用風(fēng)力提水、灌溉、磨面、舂米，用風(fēng)帆推動(dòng)船舶前進(jìn)。宋代更是中國(guó)應(yīng)用風(fēng)車的全盛時(shí)代，當(dāng)時(shí)流行的垂直軸風(fēng)車，一直沿用至今。在荷蘭風(fēng)車先用于萊茵河三角洲湖地和低濕地的汲水，以后又用于榨油和鋸木。風(fēng)能是一種無污染、可再生的自然資源，應(yīng)用潛力很大。(美國(guó)能源部就曾經(jīng)調(diào)查過，單是德克薩斯州和南達(dá)科他州兩州的風(fēng)能密度就足以供應(yīng)全美國(guó)的用電量。)它已成為當(dāng)今世界發(fā)展極為迅速的一種新能源。開發(fā)風(fēng)能，主要是利用風(fēng)力發(fā)電。
4.地?zé)崮?/span>
地?zé)崮苁堑厍騼?nèi)部原子反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的熱能。熱發(fā)電是利用地下噴出的高溫高壓蒸汽，推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。常用于發(fā)電、供暖。現(xiàn)在世界上有20多個(gè)國(guó)家建有地?zé)犭娬荆澜缈傃b機(jī)容量已達(dá)1100萬千瓦時(shí)，約占全球發(fā)電量的0.6%。Eg：羊八井從1974年開始，國(guó)家把羊八井開發(fā)作為重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，一年后在羊八井打出了我國(guó)第一口濕蒸汽井，位于藏北的羊八井地?zé)犭姀S，是我國(guó)目前最大的地?zé)嵩囼?yàn)基地
5.生物質(zhì)能
生物質(zhì)能是太陽(yáng)能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式，簡(jiǎn)單來說，就是自然界中有生命的生物提供的能量。即以生物質(zhì)為載體的能量。利用形式包括直接燃燒(指將生物質(zhì)材料燃燒作為燃料，一般主要是農(nóng)林廢棄物(如秸稈、鋸末、甘蔗渣、稻糠等))、熱化學(xué)轉(zhuǎn)換(經(jīng)熱化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)產(chǎn)物的過程)和生物化學(xué)轉(zhuǎn)換(沼氣、乙醇)等3種途徑。
6.海洋能
海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通過各種物理過程接收、儲(chǔ)存和散發(fā)能量，這些能量以潮汐(由潮汐現(xiàn)象產(chǎn)生的能源，與天體引力有關(guān)。“地球-月亮-太陽(yáng)”系統(tǒng)的吸引力和熱能是形成潮汐能的來源。將海水的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能)、波浪、溫度差(海洋表層海水和深層海水之間的溫差儲(chǔ)存的熱能，利用這種熱能可以實(shí)現(xiàn)熱力循環(huán)并發(fā)電，此外，系統(tǒng)發(fā)電的同時(shí)還可以生產(chǎn)淡水、提供空調(diào)冷源等，是最具開發(fā)潛力的海洋能)、鹽度梯度、海流等形式存在于海洋之中。Eg：與天體引力有關(guān)的：潮汐能
水能：指水體的動(dòng)能、勢(shì)能、壓力能等能量資源。(落差地形落差使水自由落體產(chǎn)生的重力勢(shì)能)水車的轉(zhuǎn)動(dòng)就是利用水能。
考點(diǎn)考法：理解型為主，新能源和常規(guī)能源要能夠區(qū)分，常見新能源的特點(diǎn)，以及怎么利用要學(xué)會(huì)理解，給一個(gè)案例，問體現(xiàn)什么能源的利用。
三、考查方式
【試題練習(xí)】(單選題)下列關(guān)于能源說法正確的是??（ ）
A.太陽(yáng)能是清潔能源
B.核能是可再生能源
C.煤是新能源
D.電能是一次能源
【答案】A【解析】選項(xiàng)A正確，太陽(yáng)能安全、清潔，開發(fā)利用太陽(yáng)能不會(huì)給環(huán)境帶來污染，叫做清潔能源。選項(xiàng)B錯(cuò)誤，核能屬于新能源，但核材料的儲(chǔ)量是一定的，所以屬于不可再生能源。選項(xiàng)C錯(cuò)誤，煤是傳統(tǒng)能源，也叫做常規(guī)能源。選項(xiàng)D錯(cuò)誤，電能是由其他能源轉(zhuǎn)化來的，屬于二次能源。故正確答案選擇A。
