清洁能源开发利用现状学院：材料科学与工程学院班级：高分子081班姓名：高东春学号：2008016006[摘要]随着现代工业的快速发展，人们生活水平日益提高，家用汽车的保有量逐步增多，化石燃料的消耗和环境污染日益加剧，气候的极端变化频繁发生。开发清洁能源、降低污染物的排放、保护环境已成为当前科技工作者关注的焦点。清洁能源天然气、二甲醚、燃料乙醇、生物柴油等的开发和利用以及节能减排技术对降低化石燃料的消耗、缓解能源压力、保护环境、实现低碳经济具有重要的意义。[关键词]清洁能源；化石燃料；环境污染；低碳经济引言:由于科学技术和经济发展情况的制约，我国目前能源仍以煤炭、石油和天然气等天然化石能源为主。我国是石油资源相对贫乏的国家，石油稳定供给不会超过20年。据国际能源署(IEA)预测[1]，在2010年和2020年中国石油进口依存度将分别达到61.0%和76.9%，进口量和进口依存度的迅速攀升给中国石油安全带来了严重的影响，能源消耗造成的环境压力可想而知。若不开发新型能源，很可能在实现全面小康的2020年，就是石油供给丧失平衡的“拐点年”[2]。因此，清洁能源的研究与开发对我国的化石燃料的消耗和经济可持续发展具有举足轻重的作用[3-5]。近年来,开发的清洁能源有天然气、氢气、二甲醚、太阳能、风能、核能、燃料乙醇和生物柴油等新型能源。本文主要以天然气、燃料乙醇和生物柴油为例，简述我国新型能源的发展情况。1天然气天然气的主要成分为甲烷，由于燃烧后不产生二氧化硫和粉尘，可以减少二氧化碳排放量60%和氮氧化合物排放量50%，有助于减少酸雨形成，延缓温室效应，改善环境质量，因此，天然气是一种清洁能源。天然气作为一种新型高效能源，其储量巨大、分布广泛、热值高、污染少而被广泛用于工业和民用燃料。据估计，20.7%的陆地和大洋底90%的地区，具有形成天然气水合物的有利条件[6]。预计2020年后，天然气将作为首席能源，进入一个全新的发展时期。新一轮油气资源评价数据显示，从总量上来看我国堪称天然气资源大国[7]。但目前我国能源结构中天然气的比例仅占3.8%，远低于24%的世界水平。因此，近年来我国政府加大天然气的设备投入，促进洁净能源的利用，西气东输等骨干管道的建成为天然气的使用提供了有力条件。我国的天然气正在进入快速发展的新阶段，据估计，到2020年需求量达到2100亿m3/a，2030年达到2380亿m3/a，届时天然气在一次能源消费结构中有望超过10%。2二甲醚二甲醚(DME)是一种无色气体，易液化，无毒、无腐蚀性和致癌性，燃烧性能好、热效率高、储运安全，燃烧过程中无残渣、无黑烟，CO、NO排量低，具有较高的十六烷值[8]，良好的可压缩性，生产原料来源丰富，是一种理想的清洁能源。含量高于95%的二甲醚可替代液化气作为民用燃料，也是理想的柴油替代品。二甲醚作为清洁的替代燃料已经得到国内外广泛关注，特别是其替代城市燃气和柴油方面所具有巨大的市场潜力。因此，生产二甲醚工艺是国内外工艺技术开发的热点之一。目前工业上制取二甲醚的生产方法主要有以下3种:(1)甲醇脱水法；(2)合成气直接合成二甲醚；(3)甲酸甲酯催化分解。气相甲醇脱水法是将甲醇蒸气通过固体催化剂发生非均相反应，甲醇脱水生成二甲醚。此法操作简便、污染少、可连续生产。液相甲醇脱水法是将甲醇与H2SO4的混合物加热至140℃，甲醇脱水生成二甲醚。该反应的特点是反应温度低、选择性好、转化率高，但设备腐蚀严重，废水对环境污染严重，产品后处理比较困难。目前,国内只有武汉硫酸厂用此法生产二甲醚。直接合成法是将反应混合气体(CO+H2)在220℃，催化剂存在的条件下直接合成二甲醚。杭州大学催化剂研究所已成功开发了直接合成二甲醚所用的催化剂，选择性几乎达100%，CO转化率在85%以上[9]。但生产过程中有1/3的CO转化为CO2，不仅造成资源浪费，而且增加环境温室气体的浓度。为解决这一问题,研究者致力开发CO2催化加氢合成二甲醚[10]，这一技术的应用将缓解温室气体CO2浓度的升高。目前对CO2加氢合成二甲醚的研究受到前所未有的重视。二甲醚具有广阔的市场前景，发展二甲醚工业将为我国合理地利用煤炭和天然气资源、改善环境开辟一条新路。3生物质能源生...