第十四章新材料与新能源技术-精品文档45页

三峡工程将采用水库正常蓄水位175米，大坝坝 顶高程185米和“一级开发、一次建成、分期蓄 水、连续移民”的建设方案和分三期进行建设的 施工方法。 工程效益： 防洪：水库防洪库容221.5亿立方米，能有效 控制上游进入中下游平原的洪水，遇百年一遇洪 水，可在不动用荆江分洪区的情况下控制荆江河 段的流量在安全范围以内，遇千年一遇洪水或 1870年型洪水，可控制枝城站流量不超过80000 立方米/秒。是解除长江中游洪水威胁，防止荆 江河段发生毁灭性灾害最有效的措施。
氢能
以氢为能源的燃料电池有希望解决我们所面 临的几乎每一个能源问题。它的基本原理是 利用氢气和氧气产生化学反应产生电能。这 一反应的唯一产物是水。因此具有能量效率 高、洁净、无污染、噪音低的特点，而且在 使用上既可集中供电，也适合分散供电。随 着我们放弃矿物燃料，以氢为基础的能源将 意味着全球气候变暖压力的减轻。而把燃料 电池应用在车辆驱动上是氢经济发展的一个 关键领域，被称为是汽车工业面临的第二次 革命。
总结
能量的类型 传统能源与现代能源 核能发展与利用 其他能源
作业
谢谢！
2000年内在四个国家有6座新的核电机组投入了商运， 在十个国家还有31座核电机组仍在继续建造。日、韩、 俄、印等国的能源计划中，核电将进一步得到发展。
核电站的发展
核岛，热中子与快中子反应堆 秦山核电站，大亚湾核电站
我国第一座自行设计、建造的秦 山核电站
秦山核电站位于东海之滨美丽富饶的杭州湾畔， 是中国第一座依靠自己的力量设计、建造和运营 管理的30万千瓦压水堆核电站。1985年3月浇灌 第一罐核岛底板混凝土，1991年12月首次并网发 电，1994年4月设入商业运行，2019年7月通过国 家验收。它的建成投产结束了祖国大陆无核电的 历史，是我国和平利用核能的光辉典范，同时也 使我国成为继美、英、法、前苏联、加拿大、瑞 典之后世界上第七个能够自行设计、建造核电站 的国家。
风能
有2%的太阳能变成了风能。全世界一年所耗的 能量不及风力1年内提供的1/100。目前，尽管风 能所能提供的电量还不足全球总发电量的0．l％， 但它将会很快成为人类可靠的动力来源之一。从 理论上说，位于美国平原地区3个州的风能电量 足以满足整个美国的电力需求；同样，中国内蒙 古、浙江、新疆的风能资源所发生的电量，也可 以满足整个中国的需求。预计，在未来的20年中， 数以万计的风轮机将会出现在世界风能资源丰富 的地区，并能满足这些地区用电需求量的20％－ 30％。
三峡工程坝址在湖北省宜昌县三斗坪镇，距宜昌市40多 公里。工程主要由大坝、两岸电站厂房和26台机组、双 线五级通航船闸等建筑物组成。工程拦河大坝全长1983 米，坝顶高程185米，最大坝高175米。水库正常蓄水位 175米，总库容393亿立方米。水电站总装机容量1786万 千瓦，年发电量840亿千瓦小时，相当于1991年全国发 电量的八分之一，是葛洲坝工程发电量的六倍，其工程 量则是葛洲坝工程的两倍。三峡工程的装机容量几乎超 过当今世界最大的巴西伊泰普水电站的一倍，它的26台 单机容量68万千瓦水轮发电机，差不多每一台都抵得上 一座大型水电站。中国12亿人将由此每人每年增加70度 电，也相当于建十座中国南部的大亚湾核电站。工程静 态总投资900亿元以上（2019年价格）。整个工程建设 工期17年，工程建筑的第9年即可发电受益，预计在工程 建成后不太长的时间里，即能偿还全部建设资金。
发电：电站装机容量1768万千瓦，平均年发电量 840亿千瓦小时，可供电华中、华东以及川东地 区。每年约可替代煤炭5000万吨，可减轻上述地
区的煤炭运输压力，并可减轻因火电燃煤引起的 环境污染。
航运：三峡工程建成后，水库回水形成660公里
长的深水航道，可改善重庆以下的航道条件。由
于险滩淹没，航深增加，坡降变缓，流速减小，
涨潮时由月球的引潮力可使海面升高0.246米， 在两者的共同作用下，潮汐的最大潮差为8.9米； 北美芬迪湾蒙克顿港最大潮差竟达19米。全世界 潮汐能若全部转换成电能，每年发电量大约为 1.2万亿度。潮汐能发电是海洋能利用中发展最 早、规模最大、技术较成熟的一种。现代海洋能 源开发主要就是指利用海洋能发电。利用海洋能 发电的方式很多，其中包括波力发电、潮汐发电、 潮流发电、海水温差发电和海水含盐浓度差发电 等，而国内外已开发利用海洋能发电主要是潮汐 发电。由于潮汐发电的开发成本较高和技术上的 原因，所以发展不快。
地热能
地球是一个大热库，按目前钻井技术可钻 到地下10公里的深度，估计地热能资源总 量相当于世界年能源消费量的400多万倍。 地热能约为全球煤热能的1.7亿倍。地热资 源有两种：一种是地下蒸汽或地热水（温 泉），这种电能已占总发电量的0．3％。； 另一种是地下干热岩体的热能。如何把地 下岩石中的热能取出来发电，是许多能源 专家长期以来的梦想。
第14章 新材料与新能源技术
目录
不断发展的新材料技术 新能源概述 核能开发与利用 可再生能源
1不断发展的新材料技术
新材料主要包括
新型金属材料 高分子合成材料 新型无机非金属材料 复合材料 光电子材料
新型金属材料
铝合金 镁合金 钛合金 纳米材料
纳米材料
纳米是长度单位，等于10亿分之1米，即 1nm=0.000000001m,大体上等于四个原子的直 径。纳米技术就是在纳米的尺度范围内，设法组 成新物质，开发新应用的技术。它所涉及的领域 介于宏观和微观之间，有着十分诱人的前景。例 如纳米碳管是由石墨中的一层或若干层碳原子卷 曲而成的笼状纤维，内部空心，外部直径只有几 到几十纳米，相当于头发丝的万分之一，密度只 有钢的六分之一，而强度却是钢的100倍，是做 成防弹背心等织物的理想材料。
历史上，工业发达国家曾优先发展水电。现在， 许多发展中国家也在大力开发水电。巴西就是开 发水电最积极的国家之一，1950年仅有水电生产 能力154万千瓦，居世界第12位。到了1978年已 发展为2158万千瓦，跃居世界第5位。
水力 三峡工程
三峡工程是目前世界上最大的水电站，也 是中国最大的工程。它是综合治理长江中 下游防洪问题的一项关键性措施。并兼有 发电、航运、灌溉、供水和发展库区经济 等巨大的综合经济效益，对加快我国现代 化进程，提高综合国力具有重要意义。
生物能
据科学家们估计，全世界每年通过光合作 用固化的太阳能，陆地为1.917×1021J； 海洋为9.21×1020J。相当于全世界年耗 能量的10倍。一个360万平方公里的陆地 表面，假定太阳能转化率为1％，从理论上 讲，生产的生物质就足以解决全世界的能 源需求了。现在全球生物质存有量为 1841×109吨干物质，其中森林生物质就 有1650×109 吨，占 89.6％。
目前世界各国主要有两种利用方式：
1．采用风力机械设备，把风能转变成机械 能，直接为人们所利用，像风力提水灌溉、 饮牲畜。
2．采用风力发电设备，把风能转变为机械 能，然后再将机械能转变成电能，这就是 风力发电。
海洋能
据权威统计，全世界海洋能的理论可再生 量超过760亿千瓦。其中，海水温差能约 400亿千瓦，盐度差能约300亿千瓦，潮汐 能大于30亿千瓦，波浪能约30亿千瓦。目 前，世界各国正竞相探索海洋能开发利用 技术。
受控热核聚变能
热核反应，氢核反应 目前研究 磁约束 ，慢性约束
4可再生能源
太阳能 地热能 氢能 生物能 风能 海洋能
太阳能
太阳射向地球的总能量为8.0×1013KW。 每分钟射向地球的能量相当于人类一年所 耗用的能量。目前太阳能利用转化率约为 １０％～１２％。据此推算，到２０２０ 年全世界能源消费总量大约需要２５万亿 立升原油，如果用太阳能替代，只需要约 ９７万平方公里的一块吸太阳能的“光板” 就可实现。太阳能的转换和利用方式有光热转换、光-电转换。和光-化转换。
也可以作为显象管底板涂层，生产出薄型、节能 的壁挂式电视屏。利用纳米技术可以把电子囚禁 在一个纳米颗粒或一根极细的短金属丝内，进而 制成单电子器件，即用一个电子来控制电路。这 样计算机的容量和计算速度可大为提高。用纳米 技术做成的所谓量子磁盘，能作高密度的磁记录， 每平方厘米的面积上可储存3万部《红楼梦》。
船舶的运输效率将明显提高，运输成本可较目前 降低35%~37%，必将大力加速长江航运事业的 发展。
ห้องสมุดไป่ตู้核能开发与利用
核能（原子核能），裂变能与聚变能
核能的利用分两大类即核裂变和核聚变。它们都 能放出巨大能量。一个铀235核分裂变能为２亿 电子伏特；一个氘核和一个氘核聚合成一个氨核 释放出的核聚变能为1760万电子伏特；而一个碳 原子燃烧生成一个二氧化碳分子释放出的化学能 仅为4.1电子伏特。以相同质量的反应物的释能 大小作比较，核裂变能和核聚变能分别是化学能 的250万倍和1000万倍，1千克铀235相当于 2500吨煤，1千克氘相当于1万吨煤。
核能开发与军事利用
核能的发现 裂变与聚变 战争的需要（铀、钚弹，1945年日本8月6
日，9日，长崎广岛原子弹，小男孩）
2000年世界核电发展概述
1942年12月2日，第一座核反应堆首次实现自持的链式 反应,宣告人类社会进入了"原子能时代"。1954年，第一 座核电站建成。经过50年的发展，核电已成为30多个国 家（大多数为发达国家）能源组成中不可忽略的部分。 到1985年底，世界上已投入使用的核电站反应堆共374 座，装机容量近2.5亿千瓦，核发电量约占世界总电量的 15%。截至2000年底，全世界正在运行的核动力堆共有 438座，总装机容量为351兆千瓦，所提供的电力的16%。 法国核电占总电力的74.6%，比利时56.8%，瑞典39%， 日本33.8%，德国30.6%，英国22%，美国20%，中国为 1.2%。
参考资料： wjmahcz.wjedu/fdj/fandongjuan/namijishu.htm