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求知文库源来源去李波主编远方出版社图书在版编目（）数据源来源去李波主编呼和浩特：远方出版社，（重印）（求知文库李波主编）源 李 能源青少年读物 中国版本图书馆 数据核字（）第 号求知文库源来源去主编李波出版远方出版社社址呼和浩特市乌兰察布东路 号邮编 发行新华书店印刷廊坊市华北石油华星印务有限公司开本 印张 字数 千版次 年 月第版印次 年 月第次印刷印数 标准书号 远方版图书，版权所有，侵权必究。远方版图书，印装错误请与印刷厂退换。书书书前言 求知文库 是一套介绍科普知识的丛书，涵盖了环境、能源、科技等方面的知识。现代社会拥有高度文明，人类的物质、精神生活都很丰富。但立足长远，能源贫乏、环境污染、物种灭绝、自然灾害这些问题，却始终困扰着人类，阻碍着社会发展，甚至给人类带来了巨大的灾难。而青年一代正是未来社会发展的主要力量，怎样传承世界文明，使人类能够更和谐、快速地发展呢？答案是青少年应该具备足够的知识，了解前人创造的文明，了解社会发展的现状，在此基础上，发展新科技，保证社会长足发展。随着“科教兴国”战略的实施，以电视电脑为媒介的科学教育专题节目也越来越多。但考虑到电视传播转瞬即逝，电脑传播还不是很普及，为更方便读者阅读，我们特推出 求知文库 这套丛书。本丛书覆盖面广，语言流畅、通俗易懂，兼顾了科学性和趣味性。希望能给青少年朋友提供一个了解人类文明、发展的窗口，为青少年朋友增长知识、促进成长尽一份薄力。本套丛书最大的特点在于：她用鲜活的语言、生动的故事把那些原本枯燥乏味的知识讲得浅显透彻、趣味盎然；把那些生活中经常碰到的或忽略了的日常现象讲得令人恍然大悟、豁然开朗；她真正地把学生课本所学的知识和社会实践融汇贯通了。在本套丛书的编写过程中，我们得到了许多专家及学者的指导和帮助，在此表示衷心的感谢。在组稿过程中，我们对一些业已发表的稿件进行了采编，有部分未能联系到原作者。望作者见书后与我们联系，以方便寄付稿酬。编 者源来源去目录勘探能源宝藏（）古老的现代能源 煤（）工业的血液 石油的经历（）洁净的天然气能源（）沼泽中的能源 沼气（）水电能源（）新能源 地热能（）丰富的海洋能（）展望新能源（）氢能的开发（）新能源 氢能（）“臭鸡蛋气体”大有作为（）氢能汽车和飞机（）垃圾利用（）牛粪发电（）生活垃圾发电（）求知文库垃圾变汽油（）农业废料发电（）污水淤泥能源（）减轻环境污染的对策（）采取有效措施减轻温室效应（）开发推广洁净煤技术（）水煤浆技术取得长足的进展（）积极发展燃煤的先进发电技术（）新型能源材料（）阳光“生”电材料（）阳光开动的汽车和飞机（）发电玻璃（）陶瓷取代钢铁（）将氢储存起来（）金属氢的诱惑力（）超导材料蓄电储能（）超导材料的发现和发展（）能源新技术（）燃料电池（）室温核聚变（）核反应堆 人类充足的能源（）世界能源新技术展望（）源来源去开发节能新技术（）精打细算话节能（）节能的政策措施（）节能的有效方法（）我国的节能成绩和潜力（）研究开发节能新技术（）来自能源的挑战（）源来源去勘探能源宝藏古老的现代能源 煤我国是世界上最早发现并使用煤炭的国家。早在元代初期，意大利旅行家马可波罗（年 年）到中国旅行，从 年月到内蒙多伦西北的上都，至 年初离开中国，游历了新疆、甘肃、内蒙、山西、陕西、四川、云南、山东、浙江、福建和北京。他在各地看到中国人用一种“黑乎乎”的石头烧火、做饭，还用来炼铁，感到很新奇，后来他还把这些黑色的石头带回欧洲。当时欧洲人都是用木炭作燃料，还不知道这种黑石头为何物。由考古学证明，我国汉代用煤作燃料就已很普遍。在河南巩县铁生沟和古荣镇等西汉冶铁遗址都发现了煤饼和煤屑。在 后汉书 中记载：“县有葛乡，有石炭二顷，可燃以爨。”意思是，这个县有一个叫葛乡的地方，那里有二顷地的范围生产石炭，它可用来烧饭。可见，当时用煤烧火做饭在民间已经普遍。到晋代及十六国时，采煤炼铁已传到边疆。在古书 水经注河水篇 中有记载：“屈茨北二百里有山（即突厥金山），人取此山石炭，冶此山铁，恒充三十六国用。”说明当时用煤来冶炼铁的规模之大。古代，人们把煤叫做石炭、石涅或石墨等，别看其貌墨黑，却也成求知文库为古人赋诗的对象。如南朝陈代的张居正写的“奇香分细雾，石炭捣轻纨”。唐代李峤存写有“长安分石炭，上党结松心”。煤到现代，仍是社会生产生活中的重要能源之一。我国是世界产煤最多的国家，年产量超过 亿吨。煤不仅是钢铁生产、火力发电的主要燃料，也是重要的化工原料，可以说煤炭为人类作出了巨大的贡献。但是，近年来，烧煤给大气造成了严重的污染，引起人们的抱怨。煤炭中含有硫，燃烧时这些硫就变成了二氧化硫气体，排放到大气中。下雨时，这些气体溶解在雨水中就变成硫酸，成为酸雨，排放的二氧化碳遇水也会变成碳酸。而且烧煤产生的大量二氧化碳还会使地球气温升高，产生所谓的温室效应。科学家们指出，温室效应会使南极冰川融化，使海平面水位上升，世界上许多沿海城市可能遭到“水漫金山”之患，甚至遭没顶之灾。尽管温室效应造成的影响是缓慢的，但日积月累，在几十年至 年之内还是会造成严重的经济损失和财产的付之东流。因此节省燃料，减少有害气体和二氧化碳的排放，成为当今世界环境保护中最重要的课题之一。工业的粮食煤炭是古代植物经过生物化学作用和地质作用而改变其物理、化学性质，由碳、氢、氧、氮等元素组成的黑色固体矿物。煤炭被人们誉为黑色的金子，工业的粮食，可以用作燃料或工业原料。煤作为一种燃料，早在 年前就已经普及。而被广泛用作工业生产的燃料，是从十八世纪末的产业革命开始的。蒸汽机的发明和使用，使得煤被广泛地用作工业生产的燃料，提供热量和动能，给社会带来了前所未有的巨大生产力，推动了工业的向前发展，随之发展起煤炭、钢铁、化工、采矿、冶金等工业。煤炭热量高，标准煤的发热量为 千卡千克，而且储量丰富，分布广泛，一般开采也比较容易，因此源来源去被广泛用作各种工业生产中的燃料。煤炭除了作为燃料以外，更为重要的是，还可以从中制取冶金用的焦炭和制取人造石油，也就是煤的低温干馏的液体产品 煤焦油。经过化学加工，从煤炭中能制造出成千上万种化学产品，所以煤炭又是一种非常重要的化工原料，例如生产化肥，我国相当多的中、小氮肥厂都以煤炭作原料。我国的煤炭广泛用来作为多种工业的原料。大型煤炭工业基地的建设，对我国综合工业基地和经济区域的形成和发展起着很大的作用。此外，半导体和原子能工业的重要原料，一些放射性和稀有元素也富含在煤炭中。例如煤炭中含有许多放射性和稀有元素铀、锗、镓等。煤炭对于现代化工业来说，都发挥着重要的作用。无论是重工业，还是轻工业；无论是能源工业、冶金工业、化学工业、机械工业，还是轻纺工业、食品工业、交通运输业，各种工业部门都在一定程度上要消耗一定量的煤炭，因此人们称煤炭是工业的“真正的粮食”。我国煤炭资源不仅储量大，分布广，而且种类齐全，煤质优良，是世界上煤炭资源最丰富的国家之一，为我国工业现代化提供了极为有利的条件。海底藏煤海底煤矿是人类最早发现并进行开发的矿产。海底煤矿是一种很重要的矿产，它的开采量在已开采的海洋矿产中占第二位，仅次于石油。世界许多近岸海底已开采煤矿藏。尤其是一些发达国家已在常年开采海底煤矿。英国是世界上最早在海底开采煤矿的国家，从 年至今已有 多年的历史，仅海底采出的煤，就占英国采煤总量的。日本也是海底采煤量较多的国家，占全国采煤总产量的。智利、英国、加拿大、土耳其也有开采。从海底采的煤有褐煤、求知文库烟煤和无烟煤。目前，世界上已探查出的海底最大煤田是英国诺森伯兰海底煤田。另外有些国家也在海底发现了大型煤田。我国渤海湾和台湾省沿岸也发现了较大规模的海底煤田。海底为什么有煤呢？在大堆的煤中我们常可以发现一些植物的树干、茎、叶子等，只不过它们早已被碳化或石化了。由此，我们容易联想到，煤是由古代植物残骸堆积层转化来的。形成煤的原始物质，虽然有低等植物，例如藻类，但主要的还是古代的高等植物。简单说来，煤是“参天古木”埋在地下变化而成的。这些植物大多生长在浅水沼泽区，植物生长茂盛。植物不断繁殖、生长和死亡，它们的遗体堆积在水中与空气隔绝，在缺氧的条件下不会很快腐烂，年长日久，就形成了植物堆积层。在微生物作用下，植物遗体经分解、变化，逐渐转变为泥炭层。泥炭是一种质地疏松仍保留着一部分植物组织的褐色物质，含碳量比植物高，而含氢氧量较少，这就是最初级的“煤”。泥炭层被泥沙掩埋覆盖下沉到地下后，一方面受到上覆岩层的压力；另一方面受到地下高温的作用，进一步脱水、压缩，失去更多的挥发成分，使碳素不断增加。经过这些物理和化学变化，泥炭就逐渐转变为烟煤或无烟煤了。开采滨海煤矿，一般是从岸上开井口，由此向海底伸延。也有利用天然岛屿和人工岛开井口的。人们采掘方法有所不同，主要有洞室法、矿柱法、长壁开采法、阶梯长壁采矿法等。这些采砂法与陆地采煤差不多，所采用的设备也大致相同。不过，目前有的国家正在研究采用汽化法开采海底煤田。据统计，世界海滨有海底煤矿井 多口。从 世纪开始，英国人就在北海和北爱尔兰开采煤。这里的煤一般蕴藏在水下 余米深的海底。日本人则从 年，就在九州岛海底采煤。加拿大在新苏格兰附近 米的海底采煤。土耳其在科兹卢附近的黑海中源来源去采煤。山东龙口煤田是我国发现的第一个滨海煤田，其主体在龙口市境内，一部分在蓬莱境内，东西长 千米，南北宽 千米，有煤矿区 处。该煤田探明含煤面积 平方千米，探明总储量 亿吨。该区近岸海域还有煤矿储量 亿吨。油页总储量亿吨。另外，在黄河口济阳拗陷东部也发现有煤和油页岩，远景储量 亿吨。工业的血液 石油的经历石油又称原油，是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体。主要是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。它是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成的混合物，与煤一样属于化石燃料。石油堪称一种现代能源，但它的历史也很悠久。我国人民发现和使用石油的时间为世界最早。最早发现石油的记录源于 易经：“泽中有火”，“上火下泽”。泽，指湖泊池沼。“泽中有火”，是石油蒸气在湖泊池沼水面上起火现象的描述。此书在西周时（公元前十一世纪至公元前 年）已编成，距今三千多年。最早认识性能和记载石油产地的，是一千九百年以前东汉文学家、历史学家班固（公元 年），在其所著的 汉书地理志 中写道：“高奴县有洧水可燃”。高奴县指现在的陕西延安一带，洧水是延河的一条支流。这 里明确记载了石油的产地，并说明石油是水一般的液体，可以燃烧。最早采集和利用石油的记载，是南朝（公元 年）范晔所著的 后汉书郡国志。此书在延寿县（指当时的酒泉郡延寿县，即今甘肃省玉门一带）下载有：“县南有山，石出泉水，大如，燃之极明，不可食。县人谓之石漆”。“石漆”，当时即指石油。晋代（公元 求知文库年）张华所著的 博物志 和北魏地理学家郦道元所著的 水经往 也有类似的记载。博物志 一书既提到了甘肃玉门一带有“石漆”，又指出这种石漆可以作为润滑油“膏车”（润滑车轴）。这些记载表明，我国古代人民不仅对石油的性状有了进一步的认识，而且开始进行采集和利用了。我国古代人民，除了把石油用于机械润滑外，还用于照明和燃料。唐朝（公元 一 年）段成武所著的 酉阳杂俎 一书，称石油为“石脂水”：“高奴县石脂水，水腻，浮上如漆，采以膏车及燃灯极明。”可见，当时我国已应用石油作为照明灯油了。随着生产实践的发展，我国古代人民对石油的认识逐步加深，对石油的利用日益广泛。到了宋代，石油能被加工成固态制成品石烛，且石烛点燃时间较长，一支石烛可顶蜡烛三支。宋朝著名的爱国诗人陆游（公元 年）在 老学庵笔记 中，就有用“石烛”照明的记叙。石油还是我国古代最早使用的药物之一。明朝李时珍（年）的 本草纲目 曾经记载，石油可以“主治小儿惊风，可与他药混合作丸散，涂疮癣虫癞，治铁箭人肉”。早在一千四百年以前，我国古代人民就已看到石油在军事方面的重要性，并开始把石油用于战争。元和郡县志 中有这样一段史实：唐朝年间（公元 年），突厥统治者派兵包围攻打甘肃酒泉，当地军民把“火油”点燃，烧毁敌人的攻城工具，打退了敌人，保卫了酒泉城。石油用于战争，大大改变了战争进程。因此，到了五代（公元