们最终都是把光能转换成电能供人利用,但中介有所不同。光能转换技术的日益成熟和多晶硅太阳能电池的出现,使太阳能的开发利用更上一层楼。
自然界亿万年进化的结晶--成千上万的物种,也是人类可利用的一大宝库。人类经常作为重要资源加以利用的生物不过500种,而90%的食物源于其中的约20种,足见人类对生物资源的开发程度是何等的初步。要解决即将增加的数十亿人口的生存问题,人类必须挖掘生物资源的潜能。
(2)节约资源新技术
我国水资源分布极不均衡,但总的来说是缺水国家,发展节水型生态技术是缓解水资源不足的根本出路。根据研究表明,利用管道灌溉一般可节水30%,喷灌可节水30%~50%,而采用技术含量较高的滴灌技术节水可达80%。滴灌技术需要先制定作物的生长周期表,确定各处生长时段内水的消耗量,利用计算机严格控制每天24小时内应灌溉几次,每次的灌溉量是多少。灌溉时,以滴水的形式滴入作物根部附近的土壤,既保证了植物的吸收,又最大限度地节约了用水量,对我国缺水的北方来说,该技术有极大的推广潜力。
在能源的节约方面,人们也想出了各种各样的办法来提高能源的使用效率。电子电热膜技术就是其中的佼佼者。
目前,电热膜技术的适用功率为100瓦~2000瓦,可以广泛用于电热杯、电暖气、电淋浴喷头等,寿命在2000小时以上。
2.能源科学技术
能源是人类社会活动的物质基础。人类社会得以发展,离不开优质能源的出现,离不开先进能源技术的使用。
人类利用能源的历史,也就是人类认识和征服自然的历史。在相当长的一段时间,人类只限于对风力、水力、畜力、木才等天然能源的直接利用。尤其是木材,在世界一次能源消费结构中长期占居首位。
蒸汽机的出现,加速了18世纪开始的产业革命,促进了煤炭的大规模开采。到19世纪下半叶,出现了第一次能源转换,即煤炭取代木材等成为主要能源。19世纪70年代,电力代替蒸汽机,电气工业迅速发展,世界能源消费结构中煤炭的比重逐渐下降。1956年石油首次取代煤炭在世界能源消费结构中占居首位,世界进入了"石油时代"。
能源矿产利用新技术的发展,主要集中于洁净燃煤技术和高效发电技术。
煤、油、气三种能源矿产中,天然气的利用最洁净,而煤的污染显著高于油和气。烯煤的主要污染是二氧化硫和烟尘。消除污染的洁净燃煤技术主要有两类技术:一类是对常规燃煤技术的改进;一类是通过煤的气化或『液』化来减少烟尘。在第一类技术中,洁净煤过程分为燃烧前、燃烧中、燃烧后三个阶段。
在第二类技术中,常规煤被转化为另一种燃料形式,即气体或『液』体燃料燃烧。其中,煤气化是把经过适当处理的煤送入反应器,在一定的温度和压力下通过气化剂,以一定的流动方式转为气体。气化技术可将各类煤转化成各种气体产品,包括城市民用和工业用燃料气、发电燃料气、化工原料气等。
核能,又称原子能,是原子核结构发生变化时放出的能量。在实用上指重元素的原子核发生分裂反应(又称裂变)时和轻元素的原子核发生聚合反应(又称聚变)时所放出的巨大能量。它们分别被称为裂变能和聚变能。
核能有许多优点。其一是耗费低。核电站的基本建设投资一般是同等火电站的一倍,不过,它的核燃料费用却比煤便宜得多,运行维修费用也比火电站少。
其二是污染少。核电站由于设置了层层屏障,基本上不排放污染环境的物质,就是放『射』『性』污染也比煤电站少得多。
其三是安全『性』强。从第一座核电站建成以来,全世界投入运行的核电站达400多座,30多年来基本上是安全正常的。
太阳能热利用,是太阳辐『射』能量通过各种集热部件转变成热能后被直接利用,它可分为低温(100~300c):工业用热、制冷、空调、烹调等;高温(300c以上):热发电、材料高温处理等。太阳能热利用技术的关键是太阳能集热器的制造。太阳能集热器可以用空气或『液』体(水或防冻『液』)为传热介质,其吸热方式可以是直接吸收太阳辐『射』,也可以是太阳辐『射』会聚后集中照『射』。减少集热器热损失,可以采用抽真空或其它透光隔热材料。
光化学,是研究光和物质相互作用引起的化学反应的一个化学分支。光化学电池是利用光照『射』半导体和电解『液』界面,发生化学反应,在电解溶『液』内形成电流,并使水和电流直接产生氢的电池。
生物质能,是绿『色』植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在物质内部的能量。煤、石油、天然气等能源矿产也是由生物质能转变而来的。生物质能通常包括木材、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市与工业有机废弃物和动物粪便等。目前发展的生物质能技术有:
(1)热化学转换技术
该技术可将固体生物质转换成可燃气体、焦油、木炭等优良能源产品。主要方式有两种:一是通过在气化炉内加热固体生物质,同时通入空气、氧气或水蒸气,产生出口位较高的可燃气体;二是通过高温加热生物质,使其分子破裂而产生可燃气体(一氧化碳、氢和甲烷等的混合物)、『液』体(焦炭)、及固体(木炭)等。
(2)生物化学转换技术
该技术是指过微生物发酵使生物质生成酒精、沼气等能源产品。
(3)生物质压块细密成型技术
该技术是指将粉碎烘干的生物质加入成型挤压机,在一定温度和压力下,形成较高密度的固体燃料。
(4)化学转换技术
该技术是通过适当选择的酶改变生物质的结构,将生物质降解为油等。
二、海洋与环境科学技术
1.海洋科学技术
在人类赖以生存和发展的宇宙幸运之舟--地球上,陆地面积仅占总面积的29%,而海洋则占到71%。
海洋可以为人类提供食物、能源、矿物、水源、化工原料乃至于广阔的空间,当今社会所面临的一切严重问题,几乎都可以从海洋中找到出路。人类要维持自身的生存与发展,在现实的条件下,充分利用地球上这块最后的资源丰富的宝地,是最为切实可行的途径。因此,海洋科