这下列说法正确的有吗

人类的能源大多都是靠烧开水,这种说法正确吗?
【知乎用户的回答(2259票)】:
我试图用尽量短的篇幅回答问题。
我更愿意认为题中问题的答案是,我们寿命内,可用的主要来源靠烧。
首先,有一个大的趋势,是电力占的消费比例越来越大,至于为什么,细里说有很多原因,比如环保,比如一次燃料的构成,等等。
然后我们再谈获得电力的方式,主要来自:燃气轮机发电,蒸汽轮机发电,核电,风电,水电,太阳能。前三种方式占比例最大。
燃气轮机效率相对蒸汽轮机低,排气焓值很高,大部分时候都会和蒸汽轮机配合(燃气轮机排气一般有500度左右,是不能允许被浪费的),用排气去烧水,推动蒸汽轮机,组成联合循环电厂。这个系统里面,蒸汽轮机的效率比燃气轮机高。
但是燃机因为燃料构成的因素,可以达到较低排放,较为环保,这是蒸汽轮机所不及的。
附一张西门子燃机的照片,设计紧凑,长得比汽机科技,本人版权所有,请勿引用:
纯火电,自然是烧水利用蒸汽轮机发电了。锅炉烧水,推动蒸汽轮机,进而驱动发电机。
火电和联合循环这部分,覆盖了生物质发电,因为生物质如果是秸秆一类,自然是进锅炉烧水了,沼气一类可以烧锅炉,或者过滤后进燃机,然后排气可以烧水,进入蒸汽轮机完成联合循环。
如果说燃机强在技术难度,火电总体系统之复杂,在地球上的工业系统中,为最复杂之一,一张图为例(此图轴向长约25m,请勿引用):
核电站其实和火电的区别在于,怎么烧水,因为后面都是汽轮机驱动发电机。
火电站锅炉烧,核电站反应堆产生蒸汽,所以,核电站也是烧水。
其实太阳能发电除了直接发电,还有更环保的,那就是,反射太阳光去加热高沸点的油,然后换热产生蒸汽,这样其实也是烧水。我们在沙特这种土豪国家,已经有了业绩,不过建设成本之高,非土豪勿询价,自重。
网上找了一张太阳能热电站,用无数反射板,去反射太阳光,到中心的塔上去加热换热用油,然后油去加热水,产生蒸汽,推动汽轮机发电,相比较这种,太阳能面板直接发电,简直是弱爆了,这才是高帅富的游戏:
有时候,我们会用太阳能去加热汽轮机的凝结水,这其实也是某种烧水方式,在中国,我比较推荐这种方式,门槛低,效果好。
总之,一部分太阳能发电,也是在烧水…
其余的太阳能发电方式,风电,水电在电力构成中,占比例相对较少。
事实上,水电目前还是有15%左右比例(未确认数据,但是这个比例是越来越低的),水电的发展状况和趋势是,因为环保因素,水电会越来越边缘化,事实上近年来水电声音已经很小了 。
也许有朋友问,北欧有些国家主要靠水电呢,或者风电,这是为什么呢?
因为他们工业少,人口也少,所以消耗的电力,完全不能跟工业社会的耗电量相提并论。举个栗子,我一台机床一小时耗电,够他们一个家庭用一年的。中国该有多少这样的设备?再举个最简单的栗子,中国单单阀门厂就有超过一万家,每家都有很多机床,只是阀门这种小部件而已哦。
另外,再说说汽轮机的效率,汽轮机的内效率其实没什么意义,虽然它有90%,但是这不是循环的完整环节,在汽轮机排气的下一个环节,如果是凝汽式,单凝汽器就要浪费30%的蒸汽能量,以把蒸汽再次变成水。此外还有机器的漏气损失,散热损失等等,能达到50%+的效率,已经是汽轮机里的劳斯莱斯了。
最重要的指标,其实是热耗,也就是发一度电,需要多少千焦的热量。所以内行看门道,汽轮机大家都可以做,以30MW的蒸汽轮机为例,西门子SST-400可以做到低于9000KJ/KWH,它的意义是,每发一度电,比国内同类产品节能20%-25%。
很吃惊?效率比预想低?其实,是咱们期望太高,别的原动机譬如内燃机,比这个要更低。
所以总的来说,在相当长时间里,不发生能源革命的情况下,可用能源来源主要还是靠烧水。
下一个能源革命可能是核聚变,ITER,也就是国际热核聚变项目,曾经跟我接洽让我去法国参与这个项目,我就顺便了解了一下这个项目的进度。
这么说吧,按照目前的日程表,正在看本文的所有人,我们有生之年都是看不到核聚变电站的商用的。即使商用,还是烧水。
革命之处在于,聚变安全无污染性产出物,烧水的副产品也是水,纯绿色电力,而且产出率高。
烧水很俗,但是现实就是很残忍,你们的电脑,电灯,ipad,iphone,振动棒,用的电,都是烧水烧出来的,高帅富在这里和矮穷搓,在这里再次重逢。
烧水看似很低端,烧水发电系统还真是地球上最复杂,高精尖的民用系统之一,大隐隐于市啊。。。
手机打字这么多,各位看官,不点赞,对不起我这手指啊!!
有很多朋友问:为什么烧水发电是最复杂精密的民用系统? 我在另外一个问题里做了回答,如下,供参考:
【EricWei的回答(37票)】:
蟹妖,这个题目好大。
首先,题主问题里的说法不完全对。应该说当前人类利用能源的性价比最高的方式是靠热能转换(做功)。
我简单说一下,然后慢慢补充。
要解释这个问题,首先要明确一个概念,我们上学时都学过,宇宙当中的能量是守恒的,所以我们消耗能源的过程,其实是将一种不能直接利用的能量转变为可以使用能量,然后使用的过程。这里就涉及到一个概念:一次能源和二次能源。一次能源是指直接取自大自然未经加工的能源,比如煤、原油、天然气、太阳能、水力、风力,古时候人类常用的就是一次能源,参考荷兰风车和黄河大水车。二次能源指的是一次能源加工转换后得到的能源,比如蒸汽、汽油、电等等,现代社会多使用二次能源。(这里指的使用是指直接使用)
回到题主的问题,为什么会有这么一种说法呢?因为电已经逐步成为人类最重要的二次能源了。发电虽然有很多方式,目前来看最主要的就是火力发电。按照能量转化的过程来分类,核电和火力发电差不太多都属一类,只不过将燃料从煤炭变成了核。常见热机包括:蒸汽机、汽轮机、燃气轮机、内燃机、喷气发动机等,他们的共通特点都是利用气体受热膨胀做工,也就是我前面说过的那个热力过程。火力发电的热力做功环节就是将蒸汽的热能转化为动能,再利用蒸汽的动能转化为汽轮机旋转的能。
火力发电大部分采用汽轮机(也有燃气轮机,但容量小)。如下图。
(这张图是汽轮机低压缸动叶。图片来源百度,版权属于原作者)
为什么要使用汽轮机而不使用蒸汽机或者汽油柴油内燃机来发电呢?一是做不了这么大。二是效率没有汽轮机高。汽轮机一般的内效率能够达到90%,隐约记得当时上汽机原理的时候老师说过,汽轮机是内效率最高的热机。三是使用寿命长(一般为30年)。其原理是高温高压蒸汽通过喷嘴,膨胀做功,将热能转化为动能,可以理解为吹动汽轮机动叶旋转,产生了机械能。汽轮机的机械能通过联动轴带动发电机旋转,产生电能。
所以汽轮机做功主要是靠蒸汽(过热蒸汽)。为什么要使用水蒸汽呢?一是因为水非常好获得,成本低。二是因为水蒸气的储热量大,从高温高压到低温低压能释放出大量的热量,热效率高啊。传统火力发电是用煤炭将水加热到过热蒸汽状态,核电就是用核反应产生的热量加热水到过热蒸汽状态。
综上,我们常用的二次能源电能——主要来自于化石燃料将水烧开,并加热到过热状态,通过热力过程做功,转化为机械能带动发电机得来的。而且,这种方式仍然是较为高效、经济、可靠、广大人民群众喜闻乐见的。
以上内容如有错误请指正。
【知乎用户的回答(15票)】:
首先把我们现在有的能源分类:
化石能源:包括煤、石油和天然气;这一部分主要是通过燃烧转化成热能,然后。。。。。。烧开水,再用蒸汽来驱动各种机械核能:通过核反应在短时间内产生大量的热,然后。。。。。。还是用来烧开水。。。水电和风能:机械能转化为电能太阳能:转化为电能
Hydrogen fuel:氢能源,首先通过电解或者化学反应得到氢气,然后通过燃烧得到热能,然后。。。还是去烧开水。。。而且根据能量守恒,从氢气燃烧中得到的能量要少于生产氢气所需要的能量(。。。所以要它是干嘛使的,当然它也有其他好处,非专业人士就不展开了,吐槽完毕)Biofuel/Biomass:生物质能,从生物(主要是植物和微生物)中得到的燃料,所以说白了还是用来烧开水了。。。Geothermal:有70个国家用地热来供暖,有24个国家有地热发电,原理与其他热能发电类似,唯一的区别就是热量直接来源于地核,所以。。。。。。也是烧开水Marine energy:主要是机械能转化成电能以上各种能源中,凡是可以作为燃料的或提供热能的,都被用去烧了开水。。。剩下的大多转化成了电能。
然后再来看世界能源结构:
图片来源于World Energy Council2013年的报告,World Energy Resources:A Summary图片来源于World Energy Council2013年的报告,World Energy Resources:A Summary
可以看出,无论是从前,现在,还是不远的将来,化石能源,也就是用来烧开水的那部分,都占了80%左右,再加上用另一种方式烧开水的核能和其他烧开水的可再生能源,“烧开水能源”占到了80%~90%的比例。
综上所述,我们现在用的能源,绝大部分来源于烧开水。Amazing。
【洪扬的回答(15票)】:
第一次回答问题,知乎小白一个。有错误请指出哈。o(╯□╰)o
回答问题之前先得知道当前人类主要的发电方式有:火电,水电,核电,风力发电,太阳能发电。
还有一些其他发电方式比如:利用潮汐能、沼气等方式限制太多,所占发电总量比重也就可以忽略不计了。
其中:火电,核电。本质上是靠烧开水。
但是水力,风力发电则是通过水能和风能转化为机械能发电,不依靠烧水。
结论:题主说的“现在人类的能源最终都是靠烧开水”就是错误的了。
补充一下其实改成大部分能源是通过烧开水则是对的。
以中国为例。
这是网上找的数据《月份全国电力工业运行简况》
截至11月底,全国6000千瓦及以上电厂装机容量11.80亿千瓦,同比增长10.0%。其中,水电2.38亿千瓦,火电8.48亿千瓦,核电1461万千瓦,并网风电7160万千瓦。可以得到火电加核电大约占中国发电量的80%,水电加风电不到20%。
故而现在人类的能源大部分最终都是靠烧开水是可以说的过去的。
【猫小奇的回答(2票)】:
应该说“人类的能源利用主要是通过烧开水这一步骤”。水是极好的热能介质,具有比较低的沸点,是最容易完成汽液转换的,并且经济适用,易于获得。
在能源的利用过程中,首先把原始状态转化为比较容易传送,储存的状态,因此电能是最好的能源中间状态。原始的能源无非包括化学能(石油等能源,来源于太阳能),机械能(水力,风力),核能。化学能和核能都是蕴含在物质中的能量,转化成电能首先要通过机械能,即带动发电机做功。而要做功无非是靠烧,加热气体,产生压力,带动发动机,而这个过程中最经济转化率最高的就是蒸汽机了。如果能量形式本来就是机械能,那就不需要烧了,直接发电。得到电能之后转化成为我们应用中需要的能量形式。如果需要的形式是机械能(汽车等),可以利用电动机或内燃机转化,内燃机烧油,本质上和烧开水没有区别。
而我们现在应用的发电方式,占最大比例的还是火电,用煤炭产生电能,而在这个过程中烧开水是不可或缺的。
如有错误请指正。
【吴竹雨的回答(2票)】:
其实也有不少的能量是直接烧掉的呢,比如内燃机呀,马路上跑的,水里开的和天上飞的都是用的燃机而不是汽机呀,嘻嘻。
赞同洪扬的答案啦,主要是靠烧水啦,汽机发电啦、拖动啦之类的,特别是中国,火电的比例很高哒。
【张子骁的回答(1票)】:
火电文明 水只是一种热能介质 当然还有更高级的介质比如液态钠什么之类的
【赵晓东的回答(1票)】:
总之,不得不承认,在当前的技术水平下,我们获取高品位能量的主要形式,依然无法跳跃过热能-&机械能-&电能的模式。直接从热能-&电能嘛,大规模应用还是有困难的。
【知乎用户的回答(2票)】:
我不认为这句话是正确的。句中的
【最终】和
【都】有待商榷。
人类社会在地球上能攫取的能源有很多类型,太阳能,风能,潮汐能,化学能等等。
其中能直接为日常生活所用的能源类型并不多,并且使用起来也不方便。
多亏有人将电能等等易于直接使用的能源引入到我们的日常生活中。但是电能并不能凭空产生,要借助于其他类型能源的转换,比如太阳能、化学能等。在这个转换过程中,需要一定的介质。显而易见,经过数百年的尝试与探索,现时最适合人类的介质是『水』。
因此,在很多电能生产活动中可以看到水的存在。但是,还有很多电能或其他能量转换过程中并没有用水作为主要介质。最简单的例子就是身边的汽车,汽车内燃机利用化石能源做功,水并不是主要参与者。再举一例,船舶航行中的电能,很多也是直接用柴油机驱动发电机获得,也不需要水。
【都靠烧开水】已不成立。
【最终】,个人认为,人类在发展的过程中还会不断探索与创新,也许有一天,某种新型介质可以替代水来作为能量转换的介质,这并不是不可能,对吧?^_^
【武晓川的回答(1票)】:
先从语法角度分析:首先明确的是题主的在这个问题上的语言组织与自己想真实表达的意思存在偏差,所以才会有众多热心答客在猜测你题意给出解答后友善提醒。
“人类能源(利用)本质上最终都是靠烧开水(得以实现的/这一途径)”
技术上,各位朋友总结的很全面了,再补充一句,蒸汽是便捷经济可以大规模使用的能量转换传递的媒介,他的意义在于帮助人类有效地把其他能源蕴含的能量进行转换从而获得更为便利的能量形式-电。
【知乎用户的回答(0票)】:
一切能源可以是 太阳吗
【巩夫建的回答(0票)】:
未来的能量来源,便是物质。什么算物质,光子也算一种物质。
未来的发展终结肯定是如果你需要能源,即完全消耗一定物质来满足。
不服来辩。
【张清河的回答(0票)】:
你忘记汽油机和柴油机了吗?
【陆伟清的回答(0票)】:
【知乎用户的回答(0票)】:
现在定语用的不错,都是就不对了。绝大多数,并且烧开水只是期中的一个步骤,不是能量的本源,这样归类是不对的。
【知乎用户的回答(0票)】:
高中生物课上说过,人类吃掉、烧的能源(核反应不算),本质上都来自于太阳。。
【知乎用户的回答(0票)】:
这个题目说的实在太sb了。要么说“人类发电主要靠蒸汽轮机”才靠谱点。
要说能源主要来源那就一个:太阳光。烧煤烧油水力全来自来阳。除了核电不来自太阳。
【yuguo的回答(0票)】:
兄台,你太浅薄了,知识少的可怜,我表示同情
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