请介绍一下化学的新能源和未来化学的相关知识。

未来化学的作用和地位

未来化学在人类生存、生存质量和安全方面将以新的思路、观念和方式继续发挥核心科学的作用。应该说，20世纪的化学科学在保证人类衣食住行需求、提高人类生活水平和健康状态等方面起了重大作用，21世纪人类所面临的粮食、人口、环境、资源和能源等问题更加严重，虽然这些难题的解决要依赖各个学科，但无论如何总是要依靠研究物质基础的化学学科。

（1）化学仍然是解决食品问题的主要学科之一

化学将在设计、合成功能分子和结构材料以及从分子层次阐明和控制生物过程（如光合作用、动植物生长）的机理等方面，为研究开发高效安全肥料、饲料和肥料/饲料添加剂、农药、农用材料（如生物可降解的农用薄膜）、生物肥料、生物农药等打下基础。利用化学和生物的方法增加动植物食品的防病有效成分，提供安全的有防病作用的食物和食物添加剂，改进食品储存加工方法，以减少不安全因素等，都是化学研究的重要内容。

（2）化学在能源和资源的合理开发和高效安全利用中起关键作用

在能源和资源方面，未来化学要研究高效洁净的转化技术和控制低品位燃料的化学反应；新能源如太阳能以及高效洁净的化学电源与燃料电池等都将成为21世纪的重要能源，这些研究大多都需要从化学基本问题作起，否则，很难取得突破。矿产资源是不可再生的，化学要研究重要矿产资源（如稀土）的分离和深加工技术以及利用。

1．化学的地位与作用

化学是侧重在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性能以及转化过程的学科.化学过程普遍存在于包括生物体在内的大自然中.化学不但研究自然界的本质,而且创造出具有特殊性质的新化合物,化学与分子生物学、材料科学、环境科学、生物化学等学科有着很深的渊源,在推进其他学科发展的同时自身也得到了进一步的发展.

(1)化学是人类赖以解决食品问题的重要学科之一

化学可以提供一系列农用材料,改善作物生长的自然环境和条件,改善水土保持状态和光合作用,改变农作物生长周期,改良农作物的品种,达到增产丰收的目的.化学方法提供一系列制剂及材料改进食物生产和保存的方法.

(2)化学对能源的开发利用起着不可忽视的作用

能源工业在很大程度上依赖于化学过程,能源消费的90％以上依靠化学技术.怎样控制低品位燃料的化学反应,使我们既能保护环境又能使能源的成本合理是化学面临的一大难题.化石能源的转化及综合利用至关重要.可再生新能源的开发离不开以化学为核心的技术的发展.

(3)信息技术的高速发展离不开化学的大力支持

器件的小型化莫过于在分子水平上生产电子器件.开发和研制“分子元件”和“生物芯片”,成为当今分子电子学领域里的重大课题.分子铁磁体的研究通过扫描探针显微镜等新技术研究单个原子和分子的性质和行为,并在分子水平上研制电子器件,组装分子器件,有赖于化学的支持.

(4)化学是提高人类生存质量的有效保障

人的出生、成长、繁衍、老化、疾病和死亡等所有生命过程都是化学变化的表现.化学靠合理制备药物对生理学、医药学作出贡献；靠化学合成的医用材料提供代用品.

资源与环境是维持国民经济和社会发展的重要基础保障.基于化学的产业从天然资源中制取大量化肥、农药、农膜以及钢铁、塑料和水泥等原材料,同时生产的大量合成纤维和橡胶等又可弥补农林业的不足,化学能为保护环境提供分析方法,提出新的更代产品和流程.

(5)化学是材料科学发展的基础化学在原子、分子链段以及分子尺度上对材料组织结构的设计、控制及制造技术进行研究,并合成新的物质以代替传统或稀缺的物质.

依据化学本身对物质结构和成键复杂性的深刻理解,在寻找和开发新的功能性材料方面,可以大有作为.

2．50年来我国化学学科的发展历程与成就

我国化学在建国以来的发展,大致可以分为四个阶段：第一阶段是建国初期到1955年的恢复和基础建设时期(1949—1955)；第二阶段为1956年到1966年,依据12年科学规划而有序地高速发展；第三阶段为十年“文革”期(1966—1976年)；第四阶段从70年代后期,特别是党的十一届三中全会以后,为化学研究全面恢复和发展时期,并从90年代开始,逐渐与世界前沿化学研究接轨.

50年来,我国化学领域在基础研究、应用研究和开发工作的各个方面都取得了一系列有自己特色的研究成果.据统计,截止到1997年,化学在国家自然科学奖中共获奖84项,占总数的13．9％.各类科研成果数以千计,在国内外正式学术刊物上发表的论文及研究报告数以万计.

50年来,我国化学学科取得了一系列的研究成果.先后获得国家自然科学奖一等奖4项,二等奖29项,三等奖36项,四等奖15项.

3．迎接新世纪挑战,展望我国2010年化学学科发展

当前,我国所面临的挑战有人口控制问题、健康问题、环境问题、能源问题、资源与可持续发展问题等,化学家们希望从化学的角度,通过化学方法解决其中的问题,为我国的发展和民族的振兴作出更大的贡献.

(1)若干化学基本问题的解决,将使化学学科自身在不同层次上得到丰富和发展.反应过程与控制、合成化学、基于能量转换的化学反应、新反应途径与绿色化学、设计反应、纳米化学与单分子化学、复杂体系的组成、结构与功能间关系研究、物质的表征、鉴定与测试方法等方面问题将成为21世纪我国化学研究的重要方向,成为我国化学家有所作为的突破点.

(2)学科的渗透与交叉,将使我国化学的发展面临更多的机会与挑战.

(3)国民生活质量的提高,将得益于并更大地促进化学的发展.

‍(4)世纪之交,展望未来十年化学事业的发展和化学对人类生活的影响,我们充满信心,亦倍感兴奋.化学是无限的,化学是至关重要的,它将帮助我们解决21世纪所面临的一系列问题,化学将迎来她的黄金时代!

能源工业在很大程度上依赖于化学过程,能源消费的90％以上依靠化学技术.怎样控制低品位燃料的化学反应,使我们既能保护环境又能使能源的成本合理是化学面临的一大难题.化石能源的转化及综合利用至关重要.可再生新能源的开发离不开以化学为核心的技术的发展.

有朝一日会可以达到的。

在未来二三十年内，新能源不会完全取代传统能源，前者只是后者的有效补充。因为发展新能源也会有这样那样的制约条件，如发展生物质能源不能与人争粮、不能与粮争地；发展煤基替代能源则面临着煤资源、水资源以及环境资源的制约，同时也面临着技术、资金等多方面的挑战，因此，目前总体上我国替代能源的规模还不大，未来相当长时间里，我国的能源需求还依赖于传统能源来供给。

广义上讲，新能源包括：生物质能源、风能、太阳能、地热能、水电等可再生能源；还包括油砂、油页岩、可燃冰、煤层气等非常规油气资源；相对于交通运输燃料而言，还包括煤基和天然气基替代燃料。目前，在新能源领域，中石化主要致力于生物质能源，以及煤基替代燃料的开发和应用。

这是肯定的，在未来三五年里都可能会出现第一次新能源里程碑是革命！

当成本接近传统燃料时就能取代

可预见的将来还不行

新型能源取代就能源的过程中可能遇到的一些问题~

首先，对财政补贴的依赖很难具有可持续性，以及这种补贴是否影响新能源产业的市场竞争力。其次，新能源产业的未来发展可能受到某些国家核能战略调整的影响。

最后，一些技术难关很难突破~

总体来说是对的

但不是电动汽车

特种车辆等很多的车辆需要随时可以使用的能源

不必等待充电

随着科技的发展，汽车市场可谓是翻云覆雨，从中国第一辆汽车到现在，汽车技术突飞猛进的发展，在汽车越来越多的现在，能源问题逐渐倍受争议。随着科技的进步，电动汽车，氢燃料汽车，油电混合动力汽车，天然气燃料汽车，逐渐进入人们的生活中。那新能源汽车真的能取代传统汽车吗？

如果你心目中的新能源车

是必须彻底零油耗、零排放的“纯电”，这个时间会非常久远。事实上在未来20年内，“纯电”只会是补充，而非取代。相反，如果你把目光转向“插电”，情况

就会有很大不同。从目前各路厂商竞相推出“插电”来看，它很有可能会在未来5-10年内普及到大多数在售车型上，从而实现“取代“之势。这其中，能效更高

的增程式混动，则又有可能成为更有价值的细分发展方向。:nev.ofweek.

这个不太好说，完全取代肯定还需要一个漫长的过程，不过新能源车将越来越多倒是真的。毕竟新能源车是一个趋势。

1、人体能量

在城市里铺设采用压电材料制作的地板，内装动作感应系统，可将行人的每一个行走动作瞬间产生的能量都转换成电能.

如果你生活在大城市，那么在不久的将来，你的身体也会成为一种城市能源。美国的研究者认为，人类活动——如跑步、散步等都可以利用来产生能量。美国麻省理工学院建筑和规划系的学生詹姆斯-格拉汉姆(James Graham)和撒德尤思-朱思雅克（Thaddeus Jusczyk ）设计出一个可将人行走时产生的能量转化为电能的“概念性城市设计”。在城市里铺设采用压电材料制作的地板，内装动作感应系统，可将行人的每一个行走动作瞬间产生的能量都转换成电能。他们的这种设计可以实现未来城市的基础设施照明，是未来城市基础能源的一种很有借鉴的新能源替代方法。人体能量也是第一次成为最有可能实现的新能源产品之一。

2、粮食能源

澳大利亚的一家公司就已经从椰子上开始生产能够替代柴油的新能源“椰子油”了.

迅速增长的生物燃料让我们得到启示。粮食永远伴随人类的一生，那么粮食产生的能量也会永远伴随人类一生。澳大利亚的一家公司就已经从椰子上开始生产能够替代柴油的新能源“椰子油”了。椰子作为替代柴油的燃料由来已久。在第二次世界大战期间，由于柴油供应短缺，在当时的菲律宾，椰子油就成为一种受当地人喜欢的替代燃料。大约半打椰子就可以生产出一公升汽油产生的能量。

目前，世界各国都在开始研究粮食能源，希望从伴随人类一生的粮食上找到未来可替代石油的能源。欧洲的国家在研究如何从葡萄上提炼乙醇。

3、藻类能源

有资料表明，每亩面积的藻类可以产生比传统的乙醇来源（如玉米）高产15倍的能源.

在科学家的眼中，藻类是地球上石油和天然气的来源。并且藻类被环保者和能源生产者视为最环保的物质。有资料表明，每亩面积的藻类可以产生比传统的乙醇来源（如玉米）高产15倍的能源。这些绿色植物甚至可以像海绵一样如饥似渴地吸取二氧化碳。

在过去，用藻类制造提取能源的费用非常昂贵。加上藻类的生长受众多条件限制，阻碍了其作为大规模生物燃料的生产应用。特别是藻类需要在大量的阳光下才能生长，这制约了藻类能源在现在的发展。但美国旧金山的Solazyme公司却设计出了一个新的办法，他们在黑暗的环境中用糖喂养海藻，然后再提取加工成各种燃料。目前该公司还在尝试实验转基因藻类植物的提取和加工，一旦未来得到许可，转基因藻类将成为重要的新能源来源。

4、细菌能源

细菌中也可以提取“石油”.

大肠杆菌一向不受欢迎，但是在未来也许就很受欢迎了，因为能从大肠杆菌中提取能源。

美国矽谷的LS9公司的研究员去年初已经发明了一种细菌遗传改造转基因技术：细菌中也可以提取“石油”。他们发明利用生物工程技术，对包括大肠杆菌在内的不同菌株进行遗传改造和微生物转基因培养，促使这些微生物在细菌的作用下，把能量转换成乙醇或石油替代品。

这种技术可以节约65%的制造成本，但是产生的能源确实标准乙醇提取工艺的数倍。在未来，一切都成为可能，细菌也会成为最受欢迎的能源产品。

5、垃圾能源

科学家相信在经过初期焚烧发电的简单工艺之后，新技术的出现在未来有望引领垃圾发电进入新阶段.

在上世纪80年代好莱坞的典型影片《回到未来》中，疯狂的科学家用香蕉皮、蛋壳和其他形式的垃圾转变成气体，来作为时间旅行机的燃料。现在，好莱坞科幻电影中的情节变为了现实。加拿大拟建造北美地区规模最大的汽化垃圾发电厂。科学家相信在经过初期焚烧发电的简单工艺之后，新技术的出现在未来有望引领垃圾发电进入新阶段。

该新型垃圾发电厂号称北美第一的汽化垃圾发电厂。整个专案将耗资1.25亿美元，建成之后每天能吸收城市生活垃圾400吨，每天发电量可达到21兆瓦。

废物转化为能源一直很有争议，批评人士认为在产生能源的同时会伴随出现温室气体。但是科学家发明的一种名为等离子电弧汽化发电的技术。这种技术在经济成本上和环保指标上具备很大优势。加拿大帕拉斯科能源集团已经和 *** 签订合同，采用这种新技术在未来生产更多的能源。

6、天气能源

刮风下雨，也许也会成为未来人类使用的能源.

这听起来有点不可思议，不过加拿大工程师路易斯-米彻尔德（Louis Michaud）正在实验一种新的清洁能源产生方式：人造龙卷风。他提出的大气能源转换理论非常吸引人。这个理论并不复杂，当气流上升温度升高时就会引起温度的差异，于是空气随之开始形成漩涡，漩涡带动发电机的涡轮机产生电能。

此时的漩涡已经是可以抵达对流层的真正龙卷风了，其风速高达每小时200英里。用这种发电系统能够产生200兆瓦特的电能，这足以供给20万户家庭的用电需求。

在日本，寒冷的天气也不会被白白浪费掉。日本北海道新千岁机场使用冬季的积雪为夏天机场的候机大楼降温，机场跑道使用顶级的隔热装置，能够最大限度地减少积雪融化。据测算，这一计划如能实现预期目标，每年可节约制冷费用约6000万日元，此外还能通过减少用电而起到削减二氧化碳排放的效果。

7、温室气体能源

温室气体一样也可以产生清洁能源.

发展清洁能源是为了遏制温室气体对环境造成影响的一大原因。但是洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家认为，其实温室气体一样也可以产生清洁能源，这是因为现有的技术可以将有害的温室气体变成燃料。例如温室气体中的碳酸钾在一些化学手段下可以高效吸收空气中的二氧化碳。另一个值得我们注意的是，科学家正在测试一种热电发电机，看看是否从汽车排气系统中的废气中重新捕捉能源并产生电力。

8、有机废物能源

宠物粪便通过一定的装置可转化为生物燃料.

清洁能源其实来源并不清洁，简单的说，就是将有机垃圾变成燃料。美国全国正大规模兴起使用清洁能源的热潮。旧金山的人们在城市街道上收集宠物粪便，宠物粪便通过一定的装置可转化为生物燃料；在加利福尼亚州，老式的沼气装置非常受欢迎。

未来也许这些有机废物通过技术革新也会成为新能源产品。现在在美国，已经出现了专门蒐集有机废物的能源转换工厂，专门蒐集各种有机废物，来提取生物燃料。

9、IT能源

通过智慧晶片和软体来提高能源利用效率.

开发替代能源可以缓解能源困境，但它们并非唯一的解决办法。

家庭和企业的大部分的能源成本很高，是因为利用能源的效率不高，浪费太严重。美国的一家新成立的Sentilla公司，侧重于能源管理技术。

通过智慧晶片和软体来提高能源利用效率。他们研制的晶片能够测量计算机和伺服器的耗电量，然后通过分析资料，得出最有效的使用IT装置的计划，充分提高IT产品的能源使用效率。

谈到利用效率，人们经常会说可以升级电网。 但是由于技术问题，传统电网产生的电能至少有7%都被浪费掉了，无形中给消费者增加了成本。美国银泉绿色科技公司认为，未来智慧电网技术可能会解决这些浪费问题。该公司把网络卡整合到电力装置、燃气表、及水表上，使每个家庭的电器终端拥有独立的IP地址，这样就可以跟踪监测公用事业企业和消费者的实际能源消耗情况，达到节能的目的。

10、空气能源

压缩空气能源储存系统（ CAES ）的原理是将空气压缩排地下储存罐.

当不刮风时，风力发电场就必须依靠其它的能源来维持发电机的执行。空气如何持续不断的提供能源呢？随着汽车制造商在这方面投入越来越大的兴趣，空气能源的利用技术将不是问题。

压缩空气能源储存系统（ CAES ）的原理是将空气压缩排地下储存罐，作为风力涡轮机电机的备用能源。汽车制造企业还期望利用类似压缩空气的原理制造出零排放的汽车。一家瑞典汽车制造公司MDI，开发出了这种储存压缩空气燃料罐的空气动力原型车，能将压缩的空气高压储存在燃料罐中，当空气被释放，它的膨胀力会推动引擎的活塞运动。

短时间内不会，也许10年或15年之后，新能源车的占比会超过燃油发动机的汽车；前提是要解决充电方便、以及车辆续航里程的问题

新能源的环境意义和能源安全战略意义

环境意义和能源安全

中国能源需求的急剧增长打破了中国长期以来自给自足的能源供应格局，自1993年起中国成为石油净进口国，且石油进口量逐年增加，使得中国接入世界能源市场的竞争。由于中国化石能源尤其是石油和天然气生产量的相对不足，未来中国能源供给对国际市场的依赖程度将越来越高。 国际贸易存在着很多的不确定因素，国际能源价格有可能随着国际和平环境的改善而趋于稳定，但也有可能随着国际局势的动荡而波动。今后国际石油市场的不稳定以及油价波动都将严重影响中国的石油供给，对经济社会造成很大的冲击。大力发展可再生能源可相对减少中国能源需求中化石能源的比例和对进口能源的以来程度，提高中国能源、经济安全。 此外，可再生能源与化石能源相比最直接的好处就是其环境污染少。

新能源专业就业方向如下：

1、低碳-化学、化工系

节能环保是化工企业能否生存下去的重要考核指标，碳减排是一个持久而且现在得到重视的问题，化工企业与碳排放密切相关。实现化工企业的碳排放降低，是目前化工企业生存的一个非常重要的前提，所以低碳排放是新能源专业需要研究的一个重要课题。

2、太阳能、风能等新能源-关系到材料、物理、电子等诸多新能源专业

太阳能现在已经被我们大量使用，但是太阳能使用涉及到很多资金问题，因为目前使用太阳能效率低，价格昂贵。目前，国家投资了大量的资金在太阳能的研究方面，如果想更好地使用太阳能、风能，就需要大量的人才进行研究和推广，涉及的新能源专业是非常多的。

3、传统石油工业

目前来讲，新能源的使用还是比较少的，所以经济的发展还需要依靠传统的石油工业提供能源，石油工业也需要及时地进行产品质量的提高。尽量的减少碳排放，提高石油能源的开采和利用的技术，为世界制造出无污染的能源是石油工业现在面临的重要课题。

4、燃料电池-化学系、化工系、材料系、环境系

燃料电池是现在新能源使用的研究热点，这项研究每年都会开很多的会议，公布研究的成果，这项研究需要大量的人才，需要的人才可能会涉及到很多的新能源专业，比如化学、化工等等专业。

5、汽车减排-电子系

现在中国的汽车越来越多，汽车减排是一个非常重要的问题，为了能够实现汽车减排中国在大力推进电动汽车，所以需要通过电力使用减少汽车排放。

另一方面促进电力汽车的迅速发展都需要一定的人才，所以汽车减排这个问题涉及到很多新能源专业，使得未来研究这个问题和推动电力汽车制造的人才紧缺。

新能源专业就业前景

人类的生存和发展离不开能源。化石能源是工业革命的基础，现在世界能源消耗的主力还是煤炭、石油、天然气三大传统能源，但使用年限只有百年量级。

各种新能源只占能源消耗不到20%的比重，还处在起步阶段，但它的发展空间是巨大的。新能源必将成为未来保证全球可持续发展的重要支撑产业。因此，新能源科学与工程专业的就业前景是非常好的。