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绪论
绪　　论

　　人类所有从事的活动中，最基本的就是获取自然资源，并将自然资源转化为人类消费品的过程。自然资源开采得越多，效率越高，人类同时消费得越多，经济就增长。

　　人类能否可以一直这么让经济增长下去，人类的消费水平能否不断提高，最终取决于地球上的资源存量，以及人类对这些资源的获取能力。地球上的资源是有限的，但从某个角度来说又是无限的，关键在于人类的利用获取能力。而能源是人类利用自然资源的终极手段，实质上，世界上的任何物质，都是由能量和原子通过一定方式组合起来的。只要有足够多的能源，我们地球上将不缺乏任何资源。因为任何物质都可以用充足的能源制造出来。因此，对能源的利用，如何获取充足而廉价的能源，是经济是否可持续增长，人类消费水平能否提高的终极手段。

　　人类的需求是没有限制的。因此，也可以说，经济的增长是没有极限的。需求在增长，经济就会增长。然而，能源与资源能够满足人类无止境的需求吗？由于能源是终极需求，因此，可以说，将来的能源能够满足人类无止境的需求吗？

　　目前人类的繁荣是基于几十亿年地球形成的矿物能源基础上的，而这些能源具有不可再生性。但这些能源是廉价的低成本的，因为已经形成了，人类付出的劳动不过是找出来并开采出来而已。这些能源消耗完之后，地球上还有这么廉价的充足的能源吗？如果将来能源不足且获得困难，那么，意味着能源价格的提高，人类的生产活动更多用于能源的获得，其他产品的生产活动就少了，人类的生活质量就要下降。

　　所以，人类的前途还在于发展先进技术，提高劳动生产率，提高资源和能源利用效率，开发利用新能源，才能保证生活水平不断提高。

　　而环境和气候，则是决定人类能否生存的基本条件。如果说，人类利用自然资源，获取能源的的能力决定了人类能否活得更好，那么环境和气候将是决定人类能否生存的决定因素。人类生存，要依赖合适的温度、湿度、酸碱度、氧气、压力、阳光等，需要隔离各种有毒物质，总之，需要一个合适的环境。

　　气候变化就是人类生存环境中的最重要的要素之一。气候变化的本质是地球表面能量平衡的变化，地球表面能量的不平衡必然导致气温的变化，从而导致气候变化。研究地球气候变迁史可以得出以下几个结论：

　　1、气候的变化是地球演变过程的常态，目前地球上的气温以及即将出现的变暖程度并没有超出地球上曾经出现过的温暖气候，因此，现在地球上的变暖现象不会导致环境变化导致生物生存条件恶化，生物灭绝的极端情况出现。因此，没有必要为此而过分恐慌。

　　2、气候变暖会给世界各国带来不同的影响，一些气候寒冷的高纬度区域因为气候温暖而受益，而一些太平洋岛国可能因为海平面上升而遭受灭顶之灾。人类由于在目前的气候状况下建立了适合各自的工业、农业等各种设施和生存方式，因此，气候的变化将给不同地区的人类带来巨大的变化，甚至巨大的损失。例如，由于贸易发展，人类普遍沿着沿海建立了巨大的城市，如果海平面大幅度上升，则将淹没很多城市，破坏人类已经建成的文明成果，造成巨大的经济损失。因此，即使气候变暖即使对某些区域是有益的，然而考虑到气候变化导致现存生活方式的变化，导致现存的财富遭受损失，保持气候大致稳定也是必要的，何况气候变暖还可能导致其他问题。

　　因此经济发展、环境、能源三个问题是紧密相关的。能源是经济和社会发展的牵引力，现代经济增长是以能源为物质基础的，即经济增长依赖于能源的发展；另一方面，能源的发展以经济增长为前提，经济增长可以促成运用新技术来规模开采和利用能源。总之，一个国家的能源发展必须与经济增长保持相应合理的数量关系，否则能源发展和经济增长都会受阻。

　　但是能源作为经济动力因素的同时也有可能成为社会可持续发展的障碍。能源在开发利用过程中对自然界产生一定的破坏作用，其污染物以气体、液体、固体形态存在，对环境造成了污染。气体污染物是大气污染的根源，液体和固体污染物则是江河土地污染的元凶。能源对环境所造成的影响概括起来主要包括两种：一是地区性的影响，如大气污染（包括烟尘、SO2等有害物质）、水污染和固体污染对地区造成的影响，其中大气污染的影响最为严重；二是全球性的影响，如温室效应、臭氧层破坏和酸沉降，都和能源大气污染密切相关。

　　如果我们仍然像现在这样靠大量使用化石能源，不断增加化石能源的使用量来扩大能源来源，就会产生大量的CO2和其他有害气体，造成温室效应增强，气候剧烈变化，生活环境恶化，人类将为此付出极大的代价，因此是不可持续的。那么，既要保持生活水平不断提高，又要保护我们赖以生存的地球环境，我们只剩下一条路可走，那就是发展没有污染的新能源，既满足我们不断增长的能源需求，又保护了人类的生存环境。

　　新能源是人类经历的第三次能源革命，第一次是以煤替代生物质能，第二次是以石油替代煤，正在进行的第三次能源革命是以无污染、可循环、可持续的能源替代化石能源，新能源已经发展成为一个巨大的产业。新能源革新的核心是技术革命。在近百年的历史中，中国由于战乱、闭关锁国、科技基础和经济基础薄弱等原因，错过了多次技术革命，而这次新能源技术革命，技术门槛不太高，中国基本掌握了核心技术，国内外市场巨大，国家政策扶持，产业链完全，生产成本低，已经形成了一批很有竞争力的企业，只要政策得当，加大扶持力度，做大做强，完全可能使其成长为支柱和带头产业，使我国在此领域实现跨越发展，跃居世界先进行列。这是中国百年难遇的良机，中国一定不能错过，也不会错过乘绿色浪潮跨越发展的机遇。。　最好的txt下载网

目录
目　　　　录

　　第一章　　地球能量平衡及气候变化

　　第一节　　地球的能量平衡

　　第二节　　地球表面的能量平衡

　　第三节　　气候变化原因的学说

　　第二章　　地球环境及气候变迁史

　　第一节　　地球的形成与早期地球

　　第二节　　大气圈及海洋变迁

　　第三节　　地球的地质年代

　　第五节　　生命的进化历史

　　第六节　　地壳、大气、海洋、气候、生命的变迁史综合

　　第三章　　　经济发展与能源、环境的关系

　　第四章　　世界能源储量与消费

　　第一节　　地球能源储量

　　第二节　　世界能源消费

　　第五章　　　新能源

　　第一节　　　太阳能光伏发电

　　第二节　　　　太阳能热利用

　　第三节　　　风能

　　第四节　　　燃料电池发展前景及其应用

　　第五节　　核能

　　第六节　　生物质能

　　第六章　　另一种新能源－提高能效

　　第一节　　　节能的概念

　　第二节　　清洁煤利用技术

　　第三节　　智能电网

　　第四节　　节能汽车

　　第七章　　　　世界和中国的能源和气候变化政策

　　第一节　　世界气候政策

　　第二节　　中国应对气候变化国家方案

　　第三节　　中国政府关于哥本哈根气候变化会议的立场

　　第八章　　未来的能源体系　txt小说上传分享

第一节　　地球的能量平衡
如果地球某一区域发生了地震，或者是某一地方出现了山体滑坡，实际上都是地球在释放能量。地球释放能量，有时是在局部强烈爆发，有时则是在大范围内缓慢进行。不管是天翻地覆的巨变，还是沧海桑田式的演化，总之，地球在其形成的46亿年历史中，始终是在不停的地运动和变化着。　

　　产生地球变化的力量源泉是能量，地球能量按产生方式的不同，又分为内能和外能两种。地球的内能，是指地球本身产生的能量，它来自于地球旋转的动能，地球内部的热能和地球的策略能三方面。　

　　地球是太阳系的九大行星之一，它除了围绕太阳进行公转外，本身还在不停地自转，地球自转产生的惯性离心力，能够给予地球体巨大的能量，这种能量就称为旋转能，或叫动力能，有人计算这种能为×1029焦耳，如果换算成电能，它相当于全球发电总量的数亿倍。　

　　地球内部是一个巨大的热库，它储藏着惊人的热能，地球从地面至地心，随着深度的增加，温度也在不断地提高，地下2900公里处的温度可达3700℃，而地心的温度则高达4500℃。地下热能的来源主要是由于地球内部放射性元素蜕变而产生的。

　　地球的策略能，主要是指地心引力给予地球体本身的能量，重力能可转换成热能，也可以转化为动力能。　

　　地球的外部能量，主要有太阳的辐射能和日、月的引力能。太阳辐射能是地球表面最主要的能源，也是地表水和大气运动的主要动力，它能使地球表面发生风化，剥蚀而改变原来的外貌。日、月的吸引可以对地球产生作用力，作用力本身也可转化为能量。另外，地球上有数以万计的河流，不停地奔腾流淌着，有的河流把本流域的大量泥沙，冲向异处。同时我们人类为了得到各种矿产资源，而大规模开采矿藏，为此每年都有数亿立方米的矿物被搬动，结果它同样可改变区域性地壳平衡，并与之相伴产生一定的能量。　

　　由于地球始终要受以上各方面的影响，所以地球的能量，也就在不断地产生和积累着，当能量积累到一定的程度时，就要释放出来。当然，能量释放有多种形式，而且不同方面的能量也是可以互换的，如重力能可转换成热能，热能又可转换成动能等。不管地球能量以何种方式释放出来，它都要产生相应的后果。而这种后果对人类及所有生命的影响是多方面的，有时它会造成巨大的破坏力，改变地球的生态，有时通过地壳运动变化，产生新的矿产资源。　

　　地球能量的产生与释放，都是人类不可抗拒的，但人类可对它进行分析研究，从而加强适应自然的意识。

　　地球能量积累到一定程度时，就要释放出来，释放的形式有几种。　

　　发生地壳运动，这是在地球动力能的作用下，使构成地壳的岩石形态、位置发生变化，我们在野外，常常看到岩层出现弯曲、破裂或错断等现象，地质学中称为褶皱和断层。这些现象的发生，都是由于地球内部应力释放所造成的。地壳运动，可分为垂直运动、水平运动及组合类型。运动的结果可造成高山深谷和海陆位置的变迁。例如，喜马拉雅山原来是一片海洋，它的崛起是由于组成地壳的两个巨大岩石体，相互水平挤压，其中的一个插到另一个岩体之下，将其抬升，成为今天的世界最高峰，至今这种挤压还在进行着，同样喜马拉雅山的抬升也在继续着。　

　　岩浆作用，也是地球能量释放的重要方式之一。当地球体的部分区域所承受的压力达到一定程度时，地下的岩浆就会沿着地壳的薄弱带上升，喷出地表形成火山爆发。而岩浆冷凝成岩石，就造成了对周围岩石的侵入。不管岩浆喷发或侵入，都能够使地球内部积聚的部分热能得到释放，从而形成新的平衡。岩浆作用可以给人类带来灾难，也可留下美丽的火山景观，及形成与岩浆、热液有关的各种矿床。　

　　地震是局部岩石圈的破裂，而突然释放地球内部能量的一种现象。地壳运动、火山作用、重力、塌陷等都可以诱发地震。地震是自然界一种经常发生的地质现象。一次地震的持续时间很短，一般仅几秒到几分钟。据不完全统计，地球上每年发生大大小小五百万次地震，其中能对一个地区造成巨大灾难的大地震约十来次，能给地面建筑造成一定破坏的强震不超过一千次。地震的发生，能使地球内部能量得到不同程度的释放。　

　　科学家把通过岩石向外传导地球的热能称之为大地热流。并认为岩石散热，是地球热能释放的主要渠道。据测定，全球每年通过岩石散发的热能，相当于燃烧400亿吨煤所产生的热量。当地球通过岩石向外释放热能时，在一定的温度和压力下，能使原来的岩石发生变质，形成新的岩石类型。　

　　地球能量释放的几种主要方式通常会相互伴生，有时也会同时进行。我们居住的地球，在不断的运动和变化着，同时也在不停地积累和释放着能量，而能量的积累和释放，总是在平衡与不平衡之间循环往复着。正因为地球能量不断的释放，从而改变和破坏了地球的原有的面貌，而随着地球新面貌的出现，我们也会发现和得到新的景观、新的矿床。总之，地球能量释放，是不可阻止的，它给人类带来的有灾害也有开发的新希望。

第二节　　地球表面的能量平衡
第二节　　地球表面的能量平衡

　　1、　地球表面的辐射平衡

　　地球表面与大气之间进行着各种形式的运动过程，太阳辐射是维持着平衡的主要源泉。因此，要研究地球的能量平衡，首先就要研究地球的辐射平衡。

　　由于地球距离太阳非常遥远，太阳释放的能量只有极微小的部分（20亿分之一）到达地球，以太阳常数计为1372W/m2。地球每分钟接受的太阳辐射相当于燃烧4亿吨烟煤产生的热量，是地球最主要的能量源泉。太阳常数的微小变化（或1％）都会引起地球能量系统包括气候的巨大变化。

　　太阳辐射到达地表以前，要经过大气的削弱作用（反射、散射和吸收），最后被地表吸收的太阳辐射约占47％。天气和气候就决定于接受的太阳辐射和散失热量（反射、散射和辐射）之间的平衡。

　　太阳辐射

　　。1太阳辐射光谱和太阳常数

　　辐射是指具有能量的称为光量子的物质在空间传播的一种形态，传播时释放出的能量称为辐射能。太阳表面温度约为6000K，具有非常强的辐射能力。太阳辐射中的辐射按波长的分布称为太阳辐射光谱。其可分为三部分：紫外区、可见光区和红外区。　

　　。2　大气对太阳辐射的削弱作用　

　　太阳辐射是通过大气圈进入地球表面的。由于大气对太阳辐射有一定的吸收、散射和反射等作用，而使太阳辐射不能全部到达地表。　

　　（1）吸收作用　　太阳辐射穿过大气层时，大气中某些成分具有选择吸收一定波长辐射能的特性。占大气体积99％以上的氮、氧对太阳辐射的吸收甚微，主要吸收物质是水汽、CO2和O3。O3能吸收～的紫外线。水汽在可见光区和红外区均有不少吸收带，但吸收最强的是在0．73～2．85um的红外区。水汽的吸收可使太阳辐射损失4％～15％。CO2的吸收带也主要在红外区，以1．5um和4．3um波长附近的吸收最强。　

　　（2）散射作用　　太阳辐射遇到空气分子、尘埃、云滴等质点时，要发生散射。散射可改变辐射的方向从前减少到达地面的太阳辐射能。当晴空时，空气分子起主要的散射作用，使波长短的蓝紫光散射强，所以天空是蔚蓝色；当阴天或大气中尘埃很多时，以致各种波长的辐射同时被散射，形成散射光长短波混合，使天空呈灰白色。　

　　（3）反射作用　大气圈中云层和较大的尘埃能将太阳辐射的一部分能量反射到宇宙空间。其中云的反射作用最为显著，云的反射能力随云状和厚度不同而有很大差异。　

　　。3到达地面的太阳辐射　

　　太阳辐射被大气削弱后，到达地面的辐射有两部分：一是太阳直接投射到地面上的部分，称为直接辐射；二是经散射后到达地面的部分，称为散射辐射。两者之和即为总辐射　。　

　　太阳直接辐射的强弱与太阳高度角和大气透明度有关，如大气中的云滴、灰尘和烟雾等都可减少直接辐射。散射辐射的强弱也取决于太阳高度角和大气透明度。总辐射变化受太阳高度、大气透明度、云量等因素的共同影响。在一年中，总辐射强度在夏季最大，冬季最小。总辐射在空间分布上一般为纬度愈低，总辐射愈大，反之愈小。

　　投射到地面的太阳辐射，一部分被地面吸收，另一部分被地面所反射。反射部分的辐射量占投射的辐射量的百分比，称为反射率。反射率的数值界于0和1之间。数值为0表示不存在任何反射现象，数值为1则表示所有的能量都被完全反射出去。通常情况下，地球的平均反射率约为，这就是说，假如照耀在地球上的太阳光共有100束，那么其中平均约有31％被反射回太空中。实际上，森林、沙漠、海洋、云层、冰雪等物质的反照率都不尽相同，例如森林的