未来新能源有哪些,为什么?

哪些新能源值得期待? 中国汽车消费网 2008年01月09日 来源:现代司机报 作者:陈琼 闫磊 国际油价破百之后,新能源再次被人们关注。然而,新能源在缓解能源危机这个大舞台上,到底能发挥多大的作用?哪些新能源又值得消费者期待呢? 面对高油价和潜在的石油供应危机,各国政府都把解决能源问题作为维护国家安全的战略问题提到议事日程中来。中国工程院博士冀星说,摆在各国政府面前的有两条道路:一是开源节流,寻求更多的石油供应渠道,并提高石油的使用效率;二是开发新能源。 为了促进新能源的开发利用,2006年1月1日,我国正式颁布实施了《可再生能源法》。该法将可再生能源的范围进行了限定,即风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源。国家还出台了一系列政策和措施,旨在推动以秸秆、甘蔗、玉米等农林产品以及畜牧业生产废弃物等为代表的生物能源发展。 2007年,国家发改委发布的《能源发展“十一五”规划》,描绘出一幅未来5年我国能发展的蓝图。 乙醇汽油推广范围逐渐扩大 在众多新能源中,目前我国唯有乙醇汽油真正得到了推广,并且范围逐渐扩大。现在吉林、辽宁、黑龙江、河南、安徽五省及湖北、山东、江苏、河北、广西五省的部分地区都在使用乙醇汽油。 乙醇俗称酒精,车用乙醇汽油是把变性燃料乙醇和汽油按一定比例混配形成的一种新型汽车燃料。它基本不影响汽车的行驶性能,还可以减少有害气体的排放量。 虽然乙醇汽油的技术成熟,推广也一直稳步进行,但就在国务院2007年举行的一次关于可再生能源的会议上决定,我国将停止新建的粮食乙醇燃料项目。据了解,出台这一政策是为了保证粮食安全,保证玉米、小麦和其他农产品的种植比例平衡。农业部农村经济研究中心的有关专家认为,由于利用率最高、价格最为低廉,以木薯资源制造酒精前景广阔,我国燃料乙醇由此向非粮乙醇转折。 中国汽车技术研究中心高海洋博士认为,从长远角度讲,推广乙醇汽油是节约能源,提高环保质量的有力举措,但就试点情况来看,在全国范围推广则要在成本、价格、政策等方面加以规范,这需要整个供求市场的磨合,而不是一朝一夕的事。 生物柴油三年后进入正规加油站 生物柴油作为传统柴油的替代能源已经得到世界各国的重视,我国的中国石油、中国石化、中国海洋石油和中粮集团都设立了专门的机构研究生物柴油。有关方面预测,三年后生物柴油能进入正规加油站。 生物柴油是以动植物油脂为原料的可再生能源,与传统石化柴油相比,生物柴油具有润滑性能好,使用安全等优势,目前全球生物柴油的主要应用领域是为汽车提供动力燃料。使用生物柴油车辆无需改装,只要与普通柴油按照一定比例调和即可。 2006年,国家颁布《中华人民共和国可再生资源法》。虽然已有法规确定生物柴油的合法地位,但广大消费者近两年内还很难在正规加油站购买到。 据了解,国家对成品油的监管非常严格,而目前生物柴油的质量参差不齐,如果在加油站销售,质量无法保证。另外,产量太小也是制约生物柴油走进正规加油站的重要原因。国家发改委对生物柴油今后的推广已经有初步的计划,就是按照乙醇汽油的推广方式来分区域封闭式推广。 中国工程院博士冀星透露,根据国家发改委的整体规划和中汪四大集团研究实验进度,预计三年后生物柴罩培睁油才能进入正规加油站。 氢能源应用在车上有待时日 与生物质能源相比,氢能源的发展势头略显弱势,但世界各国的研究机构和汽车制造企业在研究开发氢技术方面都取得了一些成绩。美国的通用汽车公司把远期目标定位在氢能源车,“雪佛兰Sequel”是该公司最新一代的氢能源概念车。 氢能源是一种二次能源,目前主要的来源是利用水资源制取的。我国氢的来源极为丰富,制造提取的技术水平也有了一定的基础,水电解制氢、生物质气化制氢等制氢方法都已形成规模。 虽然氢能源来源广泛,但作为新能源在车辆上推广还有一定难度。首先,提取氢能源的成本极高;第二,需要对车辆进行较大改造;第三,大量提取氢能源的难度较大;第四,需要广泛建造氢加注站点。业内专家认为,获得大量廉价的氢,是实现氢能利用的根本。 太阳能汽车的美好前景 1999年,巴西圣保罗大学的科研人员设计出一款新型太阳能汽物岁车,这种汽车全部使用太阳能作为能源,发动机和车轮之间没有传输装置,最高时速超过100公里。这是世界上有报道的第一款真正意义上的太阳能汽车。 2003年,由日本大学生制造的氢(hydrogen)和太阳能汽车成功穿越澳洲。该车从柏斯穿越沙漠行驶到悉尼,行程4084公里。汽车的排放物包括纯净水,悉尼市长特恩布尔在汽车抵达悉尼后,将水一饮而尽。 南京理工大学车辆工程系吴小平教授分析说,太阳能汽车进入商业时代,至少还要30-50年,但太阳能在汽车上的局部应用,10年之内应可见到。比如随着汽车上空调、多媒体等大量需要耗用发动机动力供电的电器设备的使用,燃油发动机已经越来越难以满足需要,那么用太阳能电池替代发动机的部分功能,就既可减少汽车尾气排放量,又可提高发动机工作效率。另外,高尔夫球场、风景区等对环保要求较高,而对动力要求不高的场所,可能会使用太阳能小车做工作车或游览车。 神秘的“可燃冰” 在全世界寻找替代能源的努力中,一种神秘的物质逐渐浮出水面,它就是深藏在海底的比石油、煤燃烧值高数倍,被称为后石油时代能源的“可燃冰”。 这种天然气水合物的晶体叫“可燃冰”,学名为“天然气水合物”,它透明无色,形似笼状的独特的冰结晶体,点火即燃烧,常温下分解出天然气,所以又叫“气冰”、“固体瓦斯”,是一种高能量的能源。我国在西海北部已经发现可燃冰的存在。 目前,很多国家都只是证明其在某一地区内含有“可燃冰”这种资源,但却很难说出具体的可采储量。由于“可燃冰”分布于海底,因此勘探起来有很大难度,至少现阶段世界各国都不能像探测石油、天然气一样,通过分析地质构造和进一步勘探确认“可燃冰”的探明可采储量。 “采集实物样本还具有一定的难度,‘可燃冰’的开发利用就更是难上加难。”专业人士指出,开发“可燃冰”非常危险,由于水化物是在低温高压下形成的。且开采时还有可能导致海床崩塌使甲烷大量释放,释放过程中一旦失控,难免酿成灾难。因此业界认为“可燃冰”成为新能源只是人类的一个希望。 电动汽车蓄势待发 电能汽车也称电动汽车,其工作原理是依靠蓄电池的电力使汽车发动机运转,使电能转化为机械能,从而驱动汽车。 电能汽车可以有效解决传统汽车燃油的污染问题,很多国家和机构都在研究电能汽车,而电能汽车的主要问题是蓄电池的蓄电能力大小,它直接影响着汽车的行驶速度和行驶距离。 现在,国内外各知名汽车厂商都开始下大力气开发电能汽车。 比亚迪首款电动汽车F3e使用电能驱动,没有排放,没有污染,甚至没有汽缸发动机的噪音,充足电以后以140-150公里/小时的速度可行驶570公里,这种环保汽车的远景变得越来越清晰。 电能汽车的发展将有效缓解能源危机,成为新能源动力车的重要组成部分。 编后 石油仍是当前最廉价的车用能源 除了燃料乙醇、生物柴油和氢能源以外,风能、太阳能、水能等都可以作为替代能源用于车辆,但目前它们还停留在概念的范畴,石油仍是当前最廉价的车用能源。 石油价格上涨已经变成了不可逆转的趋势。除非找到真正具有市场实用价值的替代能源,否则整个世界都将不可避免地沦为“石油的奴隶”。 寻找新能源的意义不在于最终完成了什么样的研发,而在于它给我们提供了一种全新的思路、一种可能。
未来新能源汽车充电模式:充电桩、换电站、“充电宝”…谁为主流?

现在以及可见的未来充电桩都是主流!
换电站最多只能作为一种辅助形式存在,而且这种辅助形式也仅限于企业,个人几乎不会采用,原因很简单,一是成本,二是标准,三是安全性。至于充电宝几乎没有出现的可能,它有点类似于换电站,电池必须是定点存放,想随车携带一点都不现实,一是安全性保证不了,二是动力电池庞大的体积不便携带,即使携带了对于个人也很难安装,三还是成本。
下面简单说一下换电站,这个其实已经存在,目前全国有很多公交公司采用,会安装换电站的企业一般是拥有或者有关联的运输业务。类似的公交公司一般车型统一,这样也可以避免不同车型电池标准不统一的问题。同时因为定点更换,有严格的存放和安装流程可以避免安全问题,至于成本对于营运性质的车辆完全在可接受范围之内。
也因为以上三点决定了换电站很难在个体消费者中普及,它未来存在的形式仅限于运输类营运企业。
氦-3人类未来的新能源阅读理解及答案

氦-3人类未来的新能源 ① 氦-3是一种清洁、安全和高效率的核融合发电燃料。开发利用月球土壤中的氦---3将是解决人类能源危机的极具潜力的途径之一。 ② 氦—3是氦的同位素,含有两个质子和一个中子。它有许多特殊的性质。根据稀释制冷理论,当氦—3和氦—4以一定的比例相混合后,温度可以降低到无限接近绝对零度。在温度达到2.18k以下的时候,液体状态的氦---3还会出现“超流”现象,即没有粘滞性,它甚至可以从盛放的杯子中“爬”出去。然而,当前氦—3最被人重视的特性还是它作为能源的潜力。氦—3可以和氢的同位素发生核聚变反应,但是与一般的核聚变反应不同,氦—3在聚变过程中不产生中子,所以放射性小,而且反应过程易于控制,既环保又安全,但是地球上氦—3的储量总共不超过几百公斤,难以满足人类的需要。科学家发现,虽然地球上氦—3的储量非常少,但是在月球上,它的储量却是非常可观的。 ③ 氦大部分集中在颗粒小于50微米的富含钛铁矿的月壤中。估计整个月球可提供71.5万吨氦—3。这些氦—3所能产生的电能,相当于1985年美国发电量的4万倍,考虑到月壤的开采、排气、同位素分离和运回地球的成本,氦—3的能源偿还比估计可达250。这个偿还比和铀235生产核燃料(偿还比约20)及地球上煤矿开采(偿还不约16)相比,是相当有利的。此外,从月壤中提取1吨氦—3,还可以得到约6300吨的氢、70吨的氮和1600吨碳。这些副产品对维持月球永久基地来说,也是必要的。俄罗斯科学家加利莫夫认为,每年人类只需发射2到3艘载重100吨的宇宙飞船,从月球上运回的氦—3即可供全人类作为替代能源使用1年,而它的运输费用只相当于目前核能发电的几十分之一。据加利莫夫介绍,如果人类目前就开始着手实施从月球开采氦—3的计划,大约30年到40年后,人类将实现月球氦—3的实地开采并将其运回地面,该计划总似的费用将在2500亿到3000亿美元之间。 ④ 从20世纪90年代开始,包括中国、以色列、日本、印度等国家在内,人类掀起了新一轮的探月高潮,在这次探月高潮中,氦—3成为世人瞩目的目标。我过“嫦娥一号”探月卫星搭载的探月仪器2004年4月开始初样研制,其中探测月球土壤厚度与元素含量是该探月仪器工作的重要内容。氦—3作为最有潜力的新能源,已经成为世界各国能源研究的重要课题。 (选自《新华文摘》2005年9月,有改动) 15、为什么说“开发利用月球土壤中的氦—3将是人类能源危机的极具潜力的途径之一”?(2分) 答: 16、本文作者在《神奇的氦—3》一文中曾说:“科学家通过分析从月球上带回来的月壤样品估算,在上亿年的时间里,太阳风为月球带去大约5亿吨氦—3。”这与本文第③段开头画线句所介绍的内容是否矛盾?为什么?(3分) 答: 17、文中大量使用了列数字的说明方法,试举出一例并说明其作用。(3分) 答: 18、下列说法符合原文意思的一项是(3分) A、氦—3是含有两个质子和一个中子的氦的同位素(元素),同时它也是一种清洁、安全和高效的核融合发电燃料(物质)。 B、作为未来新能源的氦—3,在其聚变过程中不易产生中子并且放射性小,所以它将是一种环保型的新能源。 C、从月壤中提取氦—3所得到的副产品可以满足月球永久基地生产和生活的需要。 D、由我国“嫦娥一号”探月卫星搭载发射的探月仪器目前已进入对月球土壤厚度与元素含量的初步探测阶段。 19、假若某年后由我国发射的宇宙飞船将氦—3成功运回地面,请你根据本文介绍,用上 “月球”“氦—3”“科学家”三个词语(可以不考虑先后顺序)写一段话,代表学生向从事开发利用氦—3能源的科学家表示祝贺或感谢。(3分) 答: (2005年临沂市) 【答案】 15、要点:①储量可观(或储量相对较大)②环保、安全 ③能源偿还比高④副产品可供月球永久基地使用(2分。答出其中三个要点即可得2分,每少答一个要点扣1分) 16、不矛盾;前者说明的是上忆年时间里太阳风为月球带去的氦—3的的总量,而本文画线句说明的是月壤中可以供开发利用的氦---3的总量。二者说明的具体内容不矛盾(3分。第一问1分,第二问2分) 17、示例:①这些氦—3所能产生的电能……是相当有利的“几句中,用作比较的“250”“20”“16”三个数字,具体、清楚、直观地说明了氦—3的能源偿还比高,开发利用效益大。②“此外……也是必需的”几句中所列举的四个数字,具体说明了开采氦—3所得到的副产品数量大,利用价值可观。③“加利莫夫认为……3000亿美元之间”几句中,所六数字清楚明白地说明了开采运输氦—3的费用相对较低,开采的可行习惯内大(3分。举例1分,分析2分) 18、A(3分) 19、提示:开放性答案。能综合利用文中有关信息、合理串接给定的词语,符合内容要求且语言通顺即可(3分)
什么能源能成为未来的能源?

未来的能源发展方向或真正的新型能源,目前全球公认的只有一种,那就是“可控核聚变”,目前这个最先进的设施已经能连续运行100秒以上(3MW),如果真的完全成功了,那全球未来几万年的能源需求就彻底解决了。未来所用的原料完全是廉价的海水(氘、氚)。至于眼前,不论光伏、风电、可燃冰等新能源,要么可靠性、全天候连续性不够,要么成本太高,与0.5元的民用电没有足够的竞争力。核电站则是因国内核原料不足而不敢大量发展,免得到时候形成“无米之炊”,全球大国“卡”我们的脖子,切断进口渠道,更不敢设想到时候大量采购全球的铀原料而使价格涨到天上去了的风险。
“未来能源”可燃冰是什么?

可燃冰的学名为“天然气水合物”,是天然气在0℃和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”。“冰块”里甲烷占80%~99.9%,可直接点燃,燃烧后几乎不产生任何残渣,污染比煤、石油、天然气都要小得多。西方学者称其为“未来能源”。1立方米可燃冰可转化为164立方米的天然气和0.8立方米的水。科学家估计,海底可燃冰分布的范围约4000万平方千米,占海洋总面积的10%,海底可燃冰的储量够人类使用1000年。据估计,全世界石油总储量在2700~6500亿吨之间,按照目前的消耗速度,再有五六十年,全世界的石油资源将消耗殆尽。可燃冰的发现,让陷入能源危机的人类看到新希望。
未来能源技术的主要方向是什么?

新能源:开发利用可再生能源,发展太阳能利用、地热发电、大功率风力发电、潮汐发电、生物质能发电技术。发展核能技术,对先进压水堆、空间核电源、高性能燃料组件等予以重点攻关。
另外,波能、可燃冰、煤成气、微生物将成为人类广泛应用的新能源。
波能:即海洋波浪能。这是一种取之不尽,用之不竭的无污染再生能源。据科学家推测,地球上海洋波浪蕴藏的电能高达90万亿千瓦。近年来,在各国开发的新能源的计划中,波能的利用已占有一席之地。尽管波能发电成本较高,需要进一步完善,但目前的进展表明了这种新能源潜在的商业价值。日本的一座海洋波能发电厂已运转8年,电厂的发电成本虽高于其他发电方式,但对于边远岛屿来说,可节省电力传输等投资费用。目前,美、英、印度等国家已建成几十座波能发电站,从目前看,均运行良好。
可燃冰:这是一种与水结合在一起的固体化合物,它的外型与冰相似,故称“可燃冰”。可燃冰在低温高压下呈稳定状态,冰体融化所释放的可燃气体相当于原来固体化合物体积的100倍。据科学家测算:可燃冰的蕴藏量比地球上的煤、石油和天然气的总和还多。
煤成气:煤在形成过程中由于温度及压力增加,在产生变质作用的同时也释放出可燃性气体。从泥炭到褐煤,每吨煤生产68立方米气 从泥炭到肥煤,每吨煤产生130立方米气 从泥炭到无烟煤每吨煤产生400立方米气。科学家估计,地球上煤成气可达2000万亿立方米。
微生物:世界上有不少国家盛产甘蔗、甜菜、木薯等,科学家利用微生物发酵,可将它们制成酒精,酒精具有燃烧完全、效率高、无污染等特点,用其稀释汽油所配制的“乙醇汽油”,功效可提高15%左右,而且制作酒精的原料丰富,成本低廉。据报道,巴西已改装“乙醇汽油”或酒精为燃料的汽车达几十万辆,减少了大气污染。科学家还研究成功利用微生物制取氢气,开辟了能源的新途径。
未来新能源有哪些,为什么?

能源是人类生存。发展面临的最严重的问题之一。未来解决能源不足的出路有二条:一是利用太阳能,二是利用核能。月球取样标本化验和分析表明,氦-3的发现,给月球研究和探测工作注入了新的兴奋剂,尤其受到了能源专家的重视。
什么是未来的能源??

海洋——未来的能源宝库随着科技的进步和时代的发展,一个开发海洋的新时代已经来临。占地表总面积近三分之二的海洋,蕴藏着巨大的能量,它将转化为人类未来的能源。海底绚丽的火山成了我们的火力发电厂。瞧!机器人在收集火山喷出的巨大能量,使曾是自然灾害的火山与我们和谐相处,这归功于人类的强大智慧。风动力专线风能作为一种高效清洁的能源正日益受到人们的重视,人类利用风能有悠久的历史,许多国家很早就有了风车\风磨等利用风能的设备.我设计的风动力专线是利用风能建造的未来城市交通形式,专线是透明的隧道,相隔不远就有一个风口,形成一股气流,未来的人们可以开着风动力的交通工具行驶在洁净的隧道中,真是心旷神怡.不使用燃油,也就没有尾气,我们的城市将远离污染,变得更加美丽.我们的家园地球是我们的家园,瞧我们住的房子多别致,是月亮、是宫殿、是苹果、是大树……这些建筑的电源、供热、制冷所需要的能源都来自地球内部的地热能。地热能是贮存在地下岩石和流体中的热能,根据科学家测算,地热能的蕴藏量相当于地球煤炭储量热能的1.7亿倍,可供人类消耗几百亿年.
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月球畅想 开发能源基地 正当人类为煤炭、石油和天然气等传统化石燃料逐渐枯竭而担忧之时,月球岩土给人们带来无限的希望:科学家们研究美国阿波罗号飞船从月球上取回的岩土发现,岩土中含有大量的氦-3,这是核聚变发电的宝贵燃料。 近些年来新一轮探月活动之所以越来越热闹,除了科学研究方面的强烈追求外,经济利益方面的追求是个重要因素,而大力开发利用月球上的宝贵物质氦-3作为地球上替代能源,则是经济利益追求的一个重要方面。 在地球上靠打能源牌实现强国梦的俄罗斯,也想把这张牌打到月球上去。俄罗斯能源火箭航天集团早就做出明确的计划,要在2015年派载人飞船到月球上建立永久性基地,并着手全力开发利用月球能源。 因快速发展带来能源紧缺的中国,在推动建立节约型社会、努力实现可持续发展的同时,对开发利用月球上的能源也充满了期待,中国探月工程首席科学家欧阳自远就曾多次表明十分看好开发利用月球上的能源。 美国科学界和舆论界对中国和俄罗斯探月活动的意向也十分敏感,在今年2月出版的美国《新闻周刊》上刊载一篇题为《新的月球竞赛》的文章,文中明确指称:在探月方面 “驱使中俄的动力就是能源”。 到月球上建立能源基地,为人类寻找新的替代能源,这是人类共同的理想。 月球传来希望 随着全球经济的快速发展,能源消耗的迅速增加,煤炭、石油和天然气等传统的化石能源面临着枯竭的危险,据专家们预测,传统化石燃料至多能维持到本世纪中期。 人类早就千方百计地从太阳能、水能、风能、生物能中寻找新的替代能源。这些能源都很重要,但专家们认为,它们都有自身的局限性。太阳能的能流密度太低,随昼夜、晴雨、季节的变化很大,难以成为大规模的工业能源,只能满足家庭以及一些特殊需要;水能增长的速度跟不上能耗增长速度,并对生态、生物链产生难以估量的影响;风能、地热能、潮汐能的资源和利用也各有局限,在未来的能源开发中作用不大;生物能倒是一种可以大规模使用的再生能源,但再生速度也难以赶不能源消耗增长的需要。 于是,人们把目光转向了核能,首先寄希望于以原子弹所用的裂变物质铀-235或钚-239进行裂变发电。许多发达国家的核电发展十分迅速,法国的核电能源都占了全部能源的百分之七十多。我国核电发展时间不长,核电运行机组装机容量只占全国发电装机容量的1.59%,累计发电量只占总发电量的2.3%,国家规划要加大发展力度,在今后15年间至少每年要批准建设一座大型核电站。但是,用作核裂变发电的燃料毕竟有限,核污染和核安全虽可以做到有效控制,但总是让人心里不踏实。上世纪80年代前苏联切尔诺贝利核电站事故发生后,就使不少发达国家核电事业的发展停滞了相当长一段时间,直到近几年才有所缓解。 目前,人们正在致力于研究开发可控核聚变发电,其中一个世界性的项目就是“国际热核反应堆”,欧盟和中国、美国、日本、韩国、俄罗斯、印度等国都先后陆续参与,已经过20多年的努力,现正进入艰巨的攻坚阶段。人们对此寄于巨大希望,将它比作“人造太阳”,称之为“21世纪的人传给后代的纪念碑”,并力争在30年到50年之间投入商业化应用。 以这种方式发电目前主要考虑利用从海水中提炼出来的氘和氚作燃料,这种燃料当然十分充足,可以取之不尽,用之不竭。但是,氚本身具有放射性,在氚核反应过程中,伴随核聚变能的产生而产生大量的高能中子,这对核反应装置产生严重的放射性损害,解决这一难题十分困难,因而影响了这一研究开发的进展速度,最好的燃料是氦-3,而地球上的氦-3极为稀缺,估算总量只有几吨到十几吨。 正当人们进行艰苦探索之际,从月球岩土样品的研究中传来喜讯:这些岩土中含有大量的氦-3。 氦-3成为至宝 氦-3是氦的同位素,含有两个质子和一个中子。与氚相比,它是一种清洁、高效、安全的核聚变发电的燃料。它聚变反应的能量大;聚变反应时主要产生高能质子,不会形成强大的中子辐射,对环境保护更为有利;它本身不仅没有放射性,而且反应过程中无缓发中子,无裂变物质,衰变余热小,维修和部件更换更容易,更易于控制,因此受到国际核聚变界的广泛重视。 月球上的氦-3来自太阳风。太阳风由90%的质子(氢核)、7%的高能粒子(氦核)和少量其他元素的原子核组成,氦-3正是太阳风中的高能粒子。月球上没有磁场的干扰和大气层的阻隔,太阳风粒子流能直达月球表面,被月球上的岩土所“吸附”。月球形成已经40多亿年,由于流星和微流星的频繁撞击,月球上的岩土不断翻腾、溅射,在纵向和横向上充分混合,“吸附”了氦-3的岩土也越来越厚。 在月海地区至少有9到10米厚,在月陆地区也有4到5米厚。 月球的直径有3476公里,表面积有3800万平方公里,虽然只有地球表面积的十四分之一,大约相当于中国陆地的四倍,但月球被专家们称为“太阳风粒子收集器”。据测算,月球上的氦-3储量大约有100万吨到500万吨,甚至有人估算有5亿吨。在地球上的大气和天然气中也有少量的氦-3,在核反应中也会产生氦-3,但整个地球上的储量与月球上的储量不可同日而语,所以它对地球人类充满了诱惑力。 据专家们测算,如果在10―15平方公里范围内挖掘并加工深度为3米的月球岩土,就可以提取约1吨的氦-3,足以保证一个功率1000万千瓦的发电机组工作1年。每燃烧1公斤氦-3就可产生19兆瓦的能量,足够供莫斯科市照明用6年多。用美国的航天飞机往返运输,一次可运回20吨液化氦-3,可供美国一年的电力。我国每年大约只需要10吨氦-3,就可以满足全年能源的需要。按照全球目前的能源需求水平,一年有100吨氦-3就能满足全世界的消耗,这些氦-3一年用航天飞机运输三五次就够了。按照这样的推算,月球上的氦-3可以供地球用上几千年甚至上万年。 专家们对在月球上采掘加工氦-3并运回地球发电进行了成本对比分析,得出的结论是在经济上完全划算,因为在发电量相同的情况下,使用月球上的氦-3,其花费只是目前核电站发电成本的10%。如果以目前的石油价格为标准,每吨氦-3价值高达40亿到100亿美元,这真是月球上的无价之宝。 利用氦-3设想 月球上的氦-3储量如此丰富,利用氦-3进行核聚变发电具有如此巨大的优势性,各国专家由此提出了许许多多的设想。 第一类设想是在月球上建立氦-3采掘厂,将采掘加工出来的氦-3运往地球发电。 人们要从地球上运送若干套掘土机、传送带、运载车、分类筛选设备等开采设备到月球,在月球上选择含氦-3较丰富的区域建立采掘加工厂。先将月球岩土开掘出来,经过粉碎筛选,放入真空加热释气炉中,加热到600℃,90%以上的氦气就释放出来了。将这些含有氦-3和氦-4的氦气送入分离设备中进行分离处理,即可得到纯度为99.99%氦-3。再将这些氦-3液化,就可以运回地球。在提取、分离和液化过程中,可以尽可能地利用月球上的太阳能和昼夜温差大等特殊的自然环境,合理降低成本。 在采掘加工好氦-3后,可以用与目前航天飞机大小相当的不载人运输飞船,往返地球和月球之间进行氦-3的运输,一次可运载20吨到30吨液态氦-3回地球。在地球上可建立起美国威斯康星大学设计的托卡马克氦-3核聚变反应堆进行聚变发电。当然,这种反应堆的许多技术还正在研究开发。不过,法国科学家对此充满信心,他们最近宣布,2030年就可以利用氦-3进行核聚变发电,并可实现商业化。 第二类设想是在月球上建立氦-3核聚变发电厂就地发电,并设法传送回地球使用。 为了减少氦-3运输的麻烦,降低发能源供应的成本,不少国家设想将地球上实验使用成熟的核聚变发电设备送往月球,直接在月球上建造核电站,就地利用氦-3发电。这些巨大的电力除供给月球基地使用外,绝大部分通过激光或微波输送到位于近地轨道上的能量中继卫星,由中继卫星仍以激光或微波形式传送到地球电力接收站,再由地球电力接收站分送到全球各地用户。在月球上建造核电站还不必担心核泄漏带来的污染和安全问题。 第三类设想是直接用氦-3,或者是采掘加工氦-3过程中产生的氢气作火箭和飞船的燃料。 由于月球上没有大气的影响,月球的引力也只有地球的六分之一,月球被当作将来向火星等其他星球发射探测器和飞船的理想之地。在这里不必等待发射窗口,所需要的火箭推力也只相当于在地球上发射的六分之一。将来在月球上采掘加工的氦-3可以直接用作火箭或飞船的燃料,地球上的载人飞船也可以到月球上停留加注氦-3作燃料,然后再飞向火星或其他星球。同时,月球土壤中每提取一吨氦-3,还可以得到6300吨的氢,氢也可以作火箭的燃料。 能源基地远眺 随着科学技术的发展,关于开发利用月球上的氦-3的种种设想一定会越来越丰富多彩,越来越详尽具体,越来越接近最终的实践,绝对不会是纸上谈兵或空中楼阁。而且,在月球上建立能源基地不仅仅是开发利用氦-3,月球上的太阳能也有很广阔的开发利用前景。 月球上的太阳能是极为丰富的,因为没有大气层的影响,太阳辐射可以长躯直入,每年到达月球范围的太阳光辐射能量高达12万亿千瓦,相当于目前地球上一年消耗的各种能源所产生的总能量的2.5万倍。采用目前非常成熟的光电转换技术,在月球上进行太阳能发电是比较容易的,而且不必担心土地的占用,在月球上可以无限制地铺设太阳能电池板。 许多专家对在月球上利用太阳能发电都有十分浓厚的兴趣。专家们测算,如果用光电转化率为20%的太阳能发电装置,每平方米太阳电池每小时可发电2.7千瓦时,若采用1000平方米的电池,则每小时可产生2700千瓦时的电能。这些电能同样可以通过激光或微波输送到中继卫星,再传送到地球电力接收站,直至送到全球各地用户。 考虑到月球上白天和黑夜都相当于14个地球日,太阳能发电厂可优先建造在太阳光照时间较长的两极地区。随着月球基地建设的发展,还可以通盘考太阳能发电厂的布局,有的建造在月球的正面,有的建造在月球的背面,形成全球性的并联式太阳能发电厂,太阳能发电厂与核电厂还可以实行联网。这样不仅可以平稳充足地供应月球基地用电,也可以平稳充足地向地球送电。 在可以想象的未来,由氦-3采掘加工厂、核发电厂和太阳能发电厂组成的月球能源基地,不仅可以为月球的长夜带来光明,为月球的开发利用带来强大的动力,也可以为地球的能源接替做出无可估量的贡献,为人类飞向火星等其他星球加油增力。 试看将来的月球,绝不仅仅是供人类欣赏的“冰轮”,而是一个可以推动整个宇宙开发利用的强有力的巨轮!